Изменения в вычислительной мощности начинаются с ИИ, реализуются через энергию и завершаются за счет сотрудничества.

Автор статьи, источник: Энергетический дом новой энергетики

Редакционная заметка:

Изменения в хэшрейте происходят благодаря энергии.

Центры обработки данных на базе ИИ переходят от роли просто «крупных потребителей электроэнергии» к роли совместных участников построения новой энергетической системы.

Этот переход от «пассивного энергоснабжения» к «синергии вычислений и энергоснабжения» — это не просто смена технологической парадигмы, но и ключевое содержание национальной стратегии новых инфраструктурных проектов «пятнадцатого пятилетнего плана».

Автор статьи — Лю Юанькун, окончивший электротехнический факультет Циньхуа, бывший устойчивый предприниматель и инноватор в области энергетики и электропитания, ныне занимающий должность старшего вице-президента в Century Interconnect Group, ведущем китайском провайдере AIDC.

Этот редкий междисциплинарный опыт в области «новых энергоресурсов + ИИ-вычислительных мощностей» дал ему как основу понимания современных электрических систем, так и чуткую перспективу непосредственного участия в AIDC.

Он считает: «Будущие великие энергетические технологические компании, возможно, появятся в области синергии вычислений и электропитания».

В подробной статье он ответит: как сделать электросеть более устойчивой в эпоху AIDC с высокой мощностью и большой емкостью? Как вычислительные мощности смогут поддержать новую электрическую систему? Где заключаются возможности в области возобновляемых источников энергии и накопления энергии?

Следует текст:

Взрывной прогресс генеративного искусственного интеллекта перестраивает фундаментальные основы цифровой экономики и энергетической системы с разрушительной силой.

Технологии ИИ, представленные крупными языковыми моделями и открытыми агентами, быстро развиваются, вызывая экспоненциальный рост спроса на вычислительные мощности. Центры обработки данных ИИ превратились из традиционной информационной инфраструктуры в новый тип электрической нагрузки с высокой плотностью мощности, высокой изменчивостью и большим потенциалом управления.

Становится третьим по величине потребителем электроэнергии после промышленности и бытовых потребителей, кардинально меняя всю цепочку планирования, эксплуатации, рынка и услуг в электроэнергетической системе.

В 2026 году «синергия вычислительных мощностей и электропитания» была официально включена в национальную стратегию новых инфраструктурных проектов и в основные направления плана на период 15-й пятилетки.

Это означает прорыв в отрасли, при котором мощность и электроэнергия переходят от одностороннего снабжения к двустороннему слиянию, от пассивной адаптации к активной координации, придавая новое содержание строительству современной энергосистемы.

01 Великая тенденция эпохи: Взрыв вычислительной мощности порождает новые перспективы преобразования энергетической системы — спрос на вычислительную мощность резко возрастает, структура нагрузки на электросети перестраивается

Данные Международного энергетического агентства показывают, что в 2024 году потребление электроэнергии мировыми центрами обработки данных составило 4150 миллиардов киловатт-часов, что составляет около 1,3% от общего объема потребления электроэнергии в мире;

Согласно прогнозам таких организаций, как Bloomberg New Energy Finance, к 2030 году этот показатель превысит 180 000 миллиардов киловатт-часов, доля возрастет до 6–8%, и электропотребление на вычислительные мощности становится ключевым фактором, формирующим глобальную энергетическую структуру.

Центр вычислительных мощностей ИИ существенно отличается от традиционного центра обработки данных: мощность одного стойки увеличивается с 7–10 кВт до 30–100 кВт, а некоторые высокопроизводительные стойки достигают 120 кВт и даже мегаваттного уровня;

Центры вычислительной мощности выросли с нескольких мегаватт в одном здании до десятков мегаватт, а теперь до гигаваттных вычислительных баз и будущих суперпроектов мощностью 10 ГВт.

Массовое развертывание гетерогенных чипов, таких как GPU и TPU, приводит к постоянной нагрузке на кластеры на этапе обучения и случайным колебаниям нагрузки на этапе вывода, при этом мгновенные скачки мощности могут вызвать воздействие на электросеть в сотни мегаватт.

С точки зрения полного жизненного цикла вычислительной мощности, обучение моделей демонстрирует постоянные пики и частые колебания, нагрузка на тонкую настройку параметров колеблется интермиттирующе, а онлайн-выводы характеризуются высокой внезапностью и частой сменой пиков и спадов, полностью нарушая традиционные закономерности стабильного и упорядоченного функционирования нагрузки.

Эти новые характеристики нагрузки создают совершенно новые вызовы для традиционных систем прогнозирования нагрузки, управления и планирования сетевой структуры, а также системы ценообразования на рынке электричества; традиционная модель «источник следует за нагрузкой» уже не может адекватно реагировать на динамические особенности нагрузки вычислительных мощностей.

Типичным примером является несколько кратковременных падений напряжения в линиях электропередач в Вирджинии, США, в июле 2024 года, вызванных ударом молнии, в результате чего десятки крупных вычислительных центров и центров обработки данных в регионе одновременно активировали защитные механизмы и отключились от сети, что привело к отключению нагрузки примерно в 1500 МВт за короткий промежуток времени и вызвало значительные колебания частоты и напряжения в сети.

Срочное снижение мощности генерации диспетчерским органом предотвратило нестабильность электросети, подчеркнув серьезные вызовы, которые плотные вычислительные нагрузки представляют для безопасной работы электросети.

Несоответствие между производством и потреблением электроэнергии требует срочного согласования спроса и предложения

В нашей стране наблюдается значительный дисбаланс между спросом на вычислительные мощности и предложением электроэнергии:

В восточных регионах, таких как Дельта реки Янцзы, Тяньцзинь-Цзилинь-Пекин и Дельта реки Перл, сосредоточено более 80% спроса на вычислительные мощности, однако здесь наблюдается нехватка энергетических ресурсов и напряженность в энергоснабжении; в западных регионах сосредоточены обилие возобновляемых источников энергии, таких как ветер, солнце и гидроэнергия, но возникают проблемы с их потреблением и отключением ветровых и солнечных электростанций.

Национальная стратегия «Восточные данные — западные вычисления» направлена на размещение вычислительных узлов на западе. По состоянию на первый квартал 2025 года общая мощность восьми национальных вычислительных узлов достигла 215,5 ЭФлопс, доля интеллектуальных вычислений составила 80,8%, однако управление вычислительными мощностями и электроэнергией по-прежнему остается относительно независимым, а рыночный механизм координации еще не полностью сформирован.

По всему миру взрывной рост ИИ-вычислительных мощностей также вызывает глубокие изменения в балансе спроса и предложения электроэнергии.

Данные Cambridge Energy Week за 2026 год показывают, что среднегодовой рост потребления электроэнергии мировыми центрами обработки данных с 2023 по 2026 год составил 18%, доля вычислений на основе ИИ выросла с 15% до 35%, а общее потребление электроэнергии в 2026 году достигло 1050 ТВт·ч, что эквивалентно годовому потреблению электроэнергии в Германии.

На электрических рынках США, таких как PJM и ERCOT в Техасе, из-за концентрации развертывания центров обработки данных ИИ возникли дисбалансы между спросом и предложением, что привело к резкому росту цен на мощность и частым перегрузкам электросетей, вынуждая ускорить пересмотр правил подключения и рыночных механизмов.

Типичный пример — Ирландия: из-за массового запуска центров обработки данных на базе ИИ доля потребления электроэнергии достигла 22% от общего объема потребления в стране, сетевая мощность региона исчерпана, отсутствуют свободные интервалы, что привело к временной приостановке рассмотрения заявок на подключение новых проектов обработки данных; некоторые облачные провайдеры были вынуждены отложить реализацию проектов из-за невозможности подключения к сети в установленные сроки, что ярко демонстрирует острый конфликт между взрывным ростом вычислительных мощностей и ограниченными возможностями электросетей.

Национальная стратегия ведет к тому, что синхронизация вычислительных мощностей и электроснабжения становится отраслевым консенсусом

От этапа сокращения на основе оптимизации PUE в «зеленом центре вычислительных мощностей» до этапа замены на основе сертификатов зеленой энергии и соглашений о покупке электроэнергии в «вычислительных мощностях на зеленой энергии».

До достижения стадии взаимодействия вычислительных мощностей и электросетей — «вычислительная мощность и энергоснабжение в симбиозе» — в Китае завершена трехступенчатая трансформация вычислительных мощностей в энергетике.

В отчете о работе правительства четко указано: «Реализация новых инфраструктурных проектов, таких как сверхкрупные вычислительные кластеры с искусственным интеллектом и синхронизация вычислительных мощностей и энергоснабжения».

План «пятнадцатого пятилетнего периода» четко предусматривает содействие совместному развертыванию зеленой электроэнергии и вычислительных мощностей; совместное использование вычислительных мощностей и электроэнергии поднялось с отраслевой темы до уровня национальной стратегии и стало одним из ключевых направлений строительства новой энергосистемы.

Сейчас интеграция ИИ и переход на интеллектуальные технологии стали неизбежной тенденцией для развития энергетической отрасли.

Для электрических предприятий это ценный шанс для трансформации и модернизации: они могут активно следовать за изменениями эпохи, постепенно переходя от традиционных поставщиков электроэнергии к поставщикам инфраструктуры для вычислительных мощностей.

Опираясь на разнообразные пути, такие как индивидуальное электроснабжение, торговля зеленой электроэнергией, гибкое управление нагрузкой и обеспечение накоплением энергии, создается интегрированная сервисная система «электроэнергия–вычисления–накопление–углерод», что обеспечивает устойчивый переход к цифровизации, экологизации и координации высококачественного развития электроэнергетической отрасли.

В будущем развитие энергетической отрасли — это не просто поэтапное улучшение функций, а новая возможность для глубокой перестройки архитектуры и повышения ценности.

В настоящее время области IT-инженерии и научных исследований полностью адаптируются к концепции AI-native, и энергетическая отрасль также получает отличную возможность для развития, имея потенциал стать AI-native энергосистемой, воспользоваться возможностями в волне синергии вычислений и электропитания и достичь скачка в ценности.

Например, Fluence, основанная на системах хранения энергии промышленного уровня, обеспечивает мегаваттную гибкую регулировку и резервное электропитание, сглаживая колебания сети и ускоряя подключение центров обработки данных.

Emerald AI также использует платформу Conductor для в реальном времени синхронизации нагрузки ИИ с состоянием электросети, превращая жесткие вычислительные нагрузки в гибкие ресурсы.

Оба компонента совместно формируют систему «накопления энергии + интеллектуальное управление», эффективно решая ключевую проблему резкого роста потребления энергии AIDC и ограниченных возможностей электросети.

02 Глобальный опыт: Борьба за вычислительные мощности и электроэнергию за рубежом раскрывает ключевые противоречия и практические уроки

США, будучи передовой областью интеграции ИИ-вычислительных мощностей и энергетического рынка, стали площадкой, где в регионах PJM, ERCOT и других впервые возникли противоречия между вычислениями и электроэнергией, превратившись в «лабораторию» для наблюдения за ключевыми проблемами синхронизации вычислений и энергоснабжения по всему миру.

Рост стоимости объема усиливает бремя для пользователей

В регионе PJM из-за концентрации развертывания центров обработки данных на базе ИИ цена на мощность выросла с 28,92 доллара США за мегаватт-день в 2024–2025 финансовом году до 269,92 доллара США за мегаватт-день в 2025–2026 финансовом году; счет за мощность достиг 16,1 млрд долларов США, и эти расходы в конечном итоге были переложены на конечных потребителей, вызвав споры в сфере жизни населения и промышленности.

Исследование МВФ показывает, что на фоне отставания расширения электросетей AI-центры обработки данных могут повысить цены на электроэнергию в США на 8,6%, увеличить выбросы углерода на 5,5% и создать двойное давление на энергетическую справедливость и зеленый переход.

Забит процесс подключения, узкое место в эффективности одобрения

В таких центрах вычислительной мощности, как северная Вирджиния, США, очередь на подключение AI-центров обработки данных к сети составляет 5–7 лет, и процесс подключения к электросети сильно заблокирован.

Техасский ERCOT определяет нагрузку свыше 75 МВт как «крупную нагрузку». Общий объем очереди подключения к сети к 2030 году превысит 10 ГВт, что значительно превышает теоретическую пропускную способность сети; индивидуальный метод исследования не справляется с массовыми заявками, а нормативные процедуры не могут устранить системные узкие места.

Спор о гибкости: противостояние регуляторной выдумки и технической осуществимости

Независимый рыночный мониторинговый агент (IMM) считает, что «гибкость нагрузки» AI-центров обработки данных является «регуляторной выдумкой», поскольку задачи высокой ценности для обучения трудно снижать вручную в моменты чрезвычайных ситуаций в энергосети;

PJM повысил рейтинг ELCC ресурсов ответа на спрос до 92%, признав потенциал регулирования вычислительной нагрузки.

Практические испытания в Фениксе доказали, что с помощью программного управления центры обработки данных могут снизить нагрузку на 25–40% без ущерба для основной производительности, опровергнув миф о «фиктивной гибкости». Однако реальная, измеримая и надежная «гибкость» по-прежнему остается неопределенной.

Технические риски усиливаются, стабильность электросети находится под давлением

AI-центры обработки данных сильно электронизированы, и миллисекундные колебания мощности вызывают вспышки напряжения, отклонения частоты и могут спровоцировать субсинхронные колебания.

ERCOT зафиксировал колебания нагрузки с частотой 23 Гц и амплитудой 50 МВт пик-к-пику, а сеть Dominion — региональные колебания с частотой 14,7 Гц, вызванные взаимодействием ИБП и логики управления серверов в центрах обработки данных с динамикой сети; традиционные модели нагрузки не могут точно смоделировать этот эффект, что непосредственно угрожает физической безопасности сети.

В итоге, борьба за зарубежные вычислительные мощности раскрывает три ключевых закономерности:

Во-первых, вычислительная мощность — это не просто электрическая нагрузка, а новый гибкий ресурс, необходимо перейти от «пассивного энергоснабжения» к «активному взаимодействию»;

Во-вторых, техническая осуществимость требует соответствия совершенным механизмам; гибкость вычислительных мощностей должна быть реализована за счет рыночных стимулов, стандартов подключения к сети и правил управления.

Третье: необходимо сбалансировать эффективность и безопасность при координации вычислительных мощностей и электроснабжения, обеспечивая развитие индустрии вычислительных мощностей и одновременно сохраняя стабильность электросети.

Это предоставляет практическую основу для создания в нашей стране системы синхронизации вычислительных мощностей и электроснабжения с китайской спецификой.

03 Предотвращение проблем заранее: ключевые вопросы и стратегии развития синергии между вычислительными мощностями и электроэнергией в нашей стране

面对相似的物理冲击，供需矛盾，中国正在走出一条特色发展之路。

Различные стороны, включая государство, местные органы власти и предприятия, стремятся сформировать общее понимание, исходя из стратегического планирования, инноваций в механизмах, отраслевой координации и бизнес-моделей.

Совместными усилиями разрешить противоречие между быстрым развитием вычислительных мощностей и безопасной, эффективной работой электросетей, обеспечив устойчивое развитие вычислительных мощностей, зеленую трансформацию энергетики и взаимовыгодные результаты для всех сторон.

В отличие от зарубежных стран, в нашей стране синергия между вычислительными мощностями и электроэнергией полностью опирается на преимущества нашей системы и механизмов, а также на особенности природных ресурсов, стремясь создать электрическую экосистему, дружественную к вычислительным мощностям, через комплексную синхронизацию цепочки, адаптацию ко всем сценариям и активацию всех рынков.

Стратегическое планирование: оптимизация пространства и распределения ресурсов для вычислений и энергии

Опираясь на национальную стратегию «Восточные данные — западные вычисления», обеспечьте совместное планирование вычислительных узлов и зеленых энергетических баз, чтобы обеспечить местное потребление зеленой энергии на западе и эффективную поддержку вычислительных мощностей на востоке;

Создать систему распределения вычислительных мощностей и электроэнергии между регионами, используя возможность временного и пространственного перемещения вычислительных задач для согласования с ритмом спроса и предложения электроэнергии.

Инновация в механизме: интеграция полного цикла подключения к сети, управления и рынка

Некоторые провинции создают специальные каналы подключения для нагрузки на ИИ-вычислительные мощности, упрощая процедуру одобрения и уточняя правила распределения затрат на модернизацию электросетей;

На уровне электроторговли технологические компании включают вычислительную нагрузку в единое управление виртуальными электростанциями, обеспечивая совместное планирование электросети и вычислительных ресурсов;

Создать взаимосвязанную рыночную систему «вычислительная мощность–электроэнергия–углерод», обеспечив доступ вычислительной мощности к спотовому рынку электроэнергии, вспомогательным услугам и торговле зеленой электроэнергией.

Обновление инфраструктуры: создание гибкой и совместимой энергетической базы

Строительство электрических сетей является традиционным преимуществом Китая; в настоящее время компании, занимающиеся электрическими сетями, продвигают создание высокосовместимых распределительных структур для удовлетворения потребностей в питании с высокой плотностью мощности для вычислительных ресурсов;

Соответствующие отраслевые участники также продвигают интеграцию резервных источников питания, систем хранения энергии и вычислительных мощностей для повышения способности регулирования электросети;

Многостороннее сотрудничество для создания интегрированной базы источник-сеть-нагрузка-хранение, усиление способности совместного обеспечения зеленой электроэнергией и вычислительными мощностями.

04 Будущее обещает многое: совместное развитие вычислительных мощностей и энергетики ведет к новой эре цифровой энергетики и перестройке отраслевой структуры: от одностороннего снабжения к двустороннему взаимодействию

В будущем совместная работа электроснабжения и вычислительных мощностей полностью разрушит одностороннюю модель «электроснабжение обеспечивает вычислительные мощности, вычислительные мощности потребляют электричество», сформировав симбиотическую экосистему, в которой электроснабжение поддерживает вычислительные мощности, а вычислительные мощности возвращают пользу электросети.

Электроснабжение больше не является «后勤保障» вычислительных мощностей, а стало ключевым конкурентным преимуществом индустрии вычислительных мощностей;

Вычислительные центры больше не являются «нагрузкой» для электросетей, а становятся ключевым ресурсом гибкости новой энергосистемы, их глубокая интеграция формирует общую основу для цифровой экономики и энергетической революции.

Технологический сдвиг: полный стек совместной работы становится отраслевым стандартом

Проектирование чипов, распределение вычислительных мощностей, архитектура распределения электроэнергии, управление электросетью и рыночные сделки будут реализованы в полном стеке взаимодействия; компиляторы и планировщики станут ключевыми инструментами энергетической инфраструктуры.

Масштабное применение твердотельных трансформаторов, сетеобразующих накопителей энергии и интегрированных устройств жидкостного охлаждения распределения; обратная оптимизация диспетчеризации электросети с помощью алгоритмов ИИ;

Резко повысилась способность к поглощению возобновляемых источников энергии и эффективность работы электросети, достигнув оптимального состояния: «каждый киловатт-час зеленой электроэнергии поддерживает вычислительные мощности, а каждая единица вычислительных мощностей служит электросети».

Совершенствование рыночной экосистемы: комплексный рынок интеграции вычислительной мощности, электроэнергии и углерода полностью реализован

Усовершенствован механизм совместной торговли вычислительной мощностью и электроэнергией между регионами, обеспечивается унифицированное количественное измерение и торговля потреблением зеленой электроэнергии, выбросами углерода и гибкостью, сотрудники по торговле электроэнергией и диспетчеры вычислительных ресурсов работают совместно.

Интегрированная услуга «электричество–вычисления–углерод» становится ключевым бизнесом электрических компаний; спрос на вычислительные мощности на востоке активно следует за предложением зеленой электроэнергии на западе, и рыночный замкнутый цикл «вычисления на востоке, мощности на западе» полностью реализован.

Повышение отраслевой ценности: энергетические компании становятся ключевой основой цифровой экономики

Соответствующие электроэнергетические компании также переживают исторический переход от «поставщиков коммунальных услуг» к «провайдерам инфраструктуры цифровой экономики».

Участвуйте в глубокой интеграции в национальную вычислительную сеть за счет индивидуального энергоснабжения, услуг по использованию зеленой энергии, систем хранения энергии и распределения вычислительных мощностей.

Играет незаменимую роль в обеспечении энергетической безопасности, содействии достижению целей «двойного карбона» и поддержке цифровой экономики, помогая нашей стране занять лидирующие позиции в глобальной конкуренции в области ИИ и энергетическом переходе.

05 Заключение

В США Google и Tesla совместно с рядом энергетических и технологических компаний создали альянс Utilize для повышения эффективности использования электросетей и снижения стоимости электроэнергии, решая проблемы нехватки электроэнергии, вызванные развитием центров обработки данных на базе ИИ и электрификацией.

Альянс использует технологии хранения энергии Tesla, виртуальные электростанции и распределенные источники энергии, а также возможности интеллектуального планирования Google и управления нагрузкой в центрах обработки данных для активации неиспользуемых мощностей за счет ответа на спрос, перераспределения нагрузки и оптимизации сети.

Содействие переходу электросети от неэффективного расширения к эффективному повторному использованию, что позволяет пользователям и предприятиям сэкономить на электроэнергии, а также обеспечивает более стабильную и экономичную поддержку цифровой экономики и развития возобновляемых источников энергии.

Суть конкурентной борьбы между Китаем и США заключается в борьбе за вычислительную мощность. За этой борьбой стоит финальное соревнование в инновационных возможностях в области энергетики.

В Китае сотрудничество между компаниями, занимающимися вычислительными мощностями, и энергетическими компаниями пришло в самое подходящее время и соответствует текущим тенденциям; в будущем они обязательно проложат путь инновационного развития, превосходящий Европу и США.