算力的變革，始於 AI，成於能源，歸於協同。

文章作者、來源：新能源產業家

編者按：

The transformation of computing power stems from energy.

AI 數據中心正從單純的「用電大戶」轉變為新型電力系統的「共同參建者」。

這種從「被動供電」到「算電協同」的跨越，不僅是技術範式的更迭，更是國家「十五五」新基礎設施戰略下的核心內涵。

本文作者劉沅昆，畢業於清華電機系，他曾是深耕能源電力領域的持續創業者與創新者，如今在國內頭部AIDC服務商世紀互聯集團擔任高級副總裁。

這種難得的「新能源＋AI算力」跨界經驗，讓他同時具備新型電力系統的認知底色，又具備AIDC躬身入局的敏銳視角。

他認為：「未來偉大的能源科技公司，也許就將在算電協同領域誕生。」

在萬字長文中，他將回答：在高功率密度、高容量的 AIDC 時代，電網應如何更具彈性？算力又將如何反哺新型電力系統？新能源和儲能的機遇又在哪裡？

以下為正文：

生成式人工智能的爆發式演進，正以顛覆性力量重構數字經濟與能源體系的底層邏輯。

以大語言模型、開源智能體為代表的 AI 技術快速迭代，推動算力需求呈指數級攀升，AI 數據中心已從傳統信息基礎設施，蛻變為高功率密度、強波動性、高可控潛力的新型電力負荷。

成為繼工商業、居民之後的第三大用電主體，深刻改變電力系統規劃、運行、市場與服務全鏈條。

In 2026, "computing-power and electricity coordination" will be officially incorporated into the national new infrastructure strategy and the 15th Five-Year Plan.

標誌著算力與電力從單向供給走向雙向融合、從被動適配走向主動協同的產業躍遷，為新型電力系統建設注入全新內涵。

01 時代大勢：算力爆發催生電力系統變革新圖景 算力需求井噴，電力負荷格局重構

國際能源署數據顯示，2024年全球數據中心耗電量達 41500 億千瓦時，約佔全球總用電量 1.3%；

彭博新能源財經等機構預測，到2030年，這一數字將突破180000億千瓦時，佔比上升至6%–8%，算力用電正成為重塑全球電力格局的關鍵變量。

AI 算力中心與傳統數據中心存在本質差異：單機櫃功率從 7–10 千瓦躍升至 30–100 千瓦，部分高端機櫃達到 120 千瓦，甚至達到兆瓦級；

算力中心已從單棟樓的幾兆瓦，上升至數十兆瓦，進而發展至如今的 GW 級算力基地，乃至未來 10GW 級的超級工程。

大規模部署 GPU、TPU 等異構晶片，訓練階段叢集持續滿負荷運行，推理階段負荷隨機波動，毫秒級功率跳變，可引發數百兆瓦級的電網衝擊。

From the perspective of the entire lifecycle of computing power, model training exhibits characteristics of sustained peaks and high-frequency oscillations, parameter fine-tuning shows intermittent fluctuations, and online inference is characterized by strong bursts and frequent alternation between peaks and valleys, completely breaking the traditional pattern of stable and orderly load operation.

這種新型負荷特性，使得電力系統原有的負荷預測、調度控制、網架規劃、市場定價體系面臨全新挑戰，傳統「源隨荷動」模式已難以適配算力負荷的動態特性。

典型的案例是 2024 年 7 月美國維吉尼亞州因雷擊引發輸電線路電壓多次暫降，區域內數十家大型算力與數據中心同步觸發保護脫網，近 1500 兆瓦負荷在短時間內從電網切除，造成電網頻率與電壓大幅波動。

調度機構緊急下调發電出力，才避免電網失穩，凸顯高密度算力負荷對電網安全運行的嚴峻挑戰。

電力空間錯配，供需協同迫在眉睫

我國算力需求與電力供給呈現顯著區域錯配：

長三角、京津冀、珠三角等東部地區集聚了全國80%以上的算力需求，但能源資源匱乏、電力供應緊張；西部風光水等可再生能源富集，卻面臨消納不足、棄風棄光的難題。

“東數西算”國家戰略引導算力樞紐向西部佈局，截至 2025 年一季度，八大國家算力樞紐節點算力總規模達 215.5 EFlops，智能算力佔比 80.8%，但算力與電力調度仍相對獨立，市場化協同機制尚未健全。

在全球範圍內，AI算力的爆發同樣引發了電力供需的深刻變革。

2026年劍橋能源週數據顯示，2023–2026年全球數據中心電力消費年均增長18%，AI 計算占比從15%升至35%，2026年總用電量達1050太瓦時，相當於德國全年用電量。

美國PJM、德州ERCOT等電力市場，因AI數據中心集中落地，導致供需錯配，容量市場價格飆升、電網阻塞頻發，倒逼併網規則與市場機制加速重構。

典型的例子在愛爾蘭，由於 AI 算力中心集中投運，用電量佔全國總用電量的 22%，區域電網容量飽和、間隔不足，一度暫停新建算力項目並網審批，部分雲廠商因無法按期接電被迫暂缓項目落地，凸顯算力爆發式增長與電網供給的尖銳矛盾。

國家戰略引領，算電協同上升為行業共識

從「綠色算力中心」聚焦 PUE 優化的節流階段，到「綠電算力」依托綠證、購電協議的換電階段。

再到「算電協同」實現算力與電網雙向互動的共生階段，我國算力能源轉型完成三級躍升。

政府工作報告明確提出「實施超大規模智算集群、算電協同等新基建工程」。

“十五五”規劃明確提出推動綠色電力與算力協同布局，算電協同已從行業發展議題上升為國家戰略，成為新型電力系統建設的重要核心方向之一。

當前，融入 AI、擁抱智能化轉型，已成為能源電力行業順勢發展的必然趨勢。

For power companies, this is a valuable opportunity for transformation and upgrading, allowing them to proactively embrace the changes of the times and steadily evolve from traditional power suppliers into enablers of computing power infrastructure.

通過定制化供電、綠電交易、柔性調度、儲能配套等多元路徑，構建「電–算–儲–碳」一體化服務體系，穩步開啟電力行業數位化、綠色化、協同化高質量發展的新征程。

面向未來，電力行業的發展不只是簡單的功能迭代升級，更迎來了實現深層架構重塑、價值邏輯升級的全新契機。

當前，IT 工程與科研領域正全面向 AI 原生理念適配演進，電網行業也迎來絕佳的發展窗口期，有望順勢成長為 AI 原生電網，在算電協同的浪潮中把握機遇、實現價值躍升。

例如 Fluence 以電網級儲能系統為核心，提供兆瓦級靈活調節與備電支援，平滑電網波動、加速算力中心並網。

而 Emerald AI 則透過 Conductor 智能平台，實時調度 AI 負載與電網狀態匹配，將剛性算力負荷轉為柔性資源。

Both jointly build the "energy storage + intelligent scheduling" system, effectively resolving the core contradiction between the surge in AIDC power consumption and grid supply.

02 全球鏡鑑：海外算電博弈暴露核心矛盾與實踐啟示

美國作為AI算力與電力市場融合的前沿陣地，PJM、ERCOT 等區域率先爆發算電矛盾，成為全球觀察算電協同核心問題的「試驗場」。

容量成本急升，用戶負擔加重

PJM 區域因 AI 數據中心集中落地，容量市場價格從 2024–2025 年度的 28.92 美元/兆瓦・日，暴漲至 2025–2026 年度的 269.92 美元/兆瓦・日，容量賬單高達 161 億美元，成本最終轉嫁至終端用戶，引發民生與產業爭議。

IMF 研究顯示，在電網擴容滯後的背景下，AI 數據中心可能推高美國電價 8.6%，碳排放增加 5.5%，電力公平與綠色轉型面臨雙重壓力。

並網流程擁堵，審批效率瓶頸

美國北維吉尼亞等算力樞紐，AI數據中心並網排隊長達 5–7 年，電網接入流程積壓嚴重。

德州ERCOT將75MW以上負荷定義為「大負荷」，2030年併網隊列總量超過10GW，遠超電網理論可接入容量，單項目研究法難以應對批量申請，流程規範無法解決系統性瓶頸。

靈活性爭議：監管虛構與技術可行性的博弈

獨立市場監測機構（IMM）認為，AI數據中心的「負荷靈活性」是「監管虛構」，高價值訓練任務難以在電網緊急時刻主動降載；

PJM 將需求響應資源的 ELCC 評級提升至 92%，認可算力負荷的調節潛力。

Phoenix 市的實際測試證明，透過軟體調度，數據中心可在不影響核心性能的前提下，實現 25%–40% 的負荷削減，打破「靈活性虛構」的說法。但究竟可量化且可信的「靈活性」，仍存在不確定性。

技術風險凸顯，電網穩定承壓

AI 數據中心高度電力電子化，毫秒級功率波動引發電壓閃變、頻率偏差，甚至誘發次同步振盪。

ERCOT 觀察到 23Hz、峰峰值 50MW 的負荷振盪，Dominion 電網出現 14.7Hz 區域振盪，均源於數據中心 UPS、伺服器控制邏輯與電網動態耦合，傳統負荷模型無法精準模擬，直接威脅電網物理安全。

綜上，海外算電博弈揭示三大核心規律：

算力並非單純的電力負荷，而是新型柔性資源，必須從「被動供電」轉向「主動協同」；

二是技術可行需匹配機制完善，算力靈活性需通過市場激勵、並網標準、調度規則實現落地；

第三，算電協同需平衡效率與安全，既要保障算力產業發展，又要堅守電網穩定底線。

This provides a practical reference for building a computing-power and electricity coordination system with Chinese characteristics.

03 Preparing for the Future: Core Issues and Development Strategies for the Coordination of Computing and Power in Our Country

面對相似的物理衝擊和供需矛盾，中國正在走出一條特色發展之路。

國家、地方、企業等多方正在凝聚共識，從戰略統籌、機制創新、產業協同、商業模式等方面出發。

Collaboratively resolve the conflict between the rapid development of computing power and the safe, efficient operation of the power grid, achieving sustainable computing power development, green transformation of electricity, and win-win value for all parties.

與海外相比，我國的算電協同發展正全面依托我國體制機制優勢和資源稟賦特點，以全鏈路協同、全場景適配、全市場激活為方向，構建算力友好型電力生態。

Strategic Planning: Optimize Computing and Power Space and Resource Allocation

依托「東數西算」國家戰略，推動算力樞紐與綠電基地同址規劃，實現西部綠電就近消納、東部算力高效保障；

建立跨區域算電調度體系，利用算力任務時空可遷移特性，匹配電力供需節奏。

機制創新：打通並網、調度、市場全流程

部分省份正在建立 AI 算力負荷專項並網通道，簡化審批流程、明確電網升級成本分擔規則；

在電力交易層面，科技企業正將算力負荷納入虛擬電廠統一調控，實現電網與算力協同調度；

構建「算力–電力–碳」耦合市場體系，打通算力參與電力現貨、輔助服務、綠電交易的通道。

設施升級：打造彈性兼容的電力支撐體系

電網建設是我國的傳統優勢，目前電網企業正在推進高適配配電架構建設，以滿足算力高功率密度供電需求；

相關產業方也在推動備用電源、儲能系統與算力設施融合，提升電網調節能力；

多方合作建設源網荷儲一體化基地，強化綠電與算力協同供給能力。

04 未來可期：算電共生引領數字能源新時代 產業格局重塑：從單向供給到雙向賦能

未來，算電協同將徹底打破「電力供給算力、算力消耗電力」的單向模式，形成電力支撐算力、算力反哺電網的共生生態。

電力系統不再是算力的「後勤保障」，而是算力產業的核心競爭力；

算力中心已不再是電網的「負荷負擔」，而是新型電力系統的靈活性核心資源，兩者深度融合，成為數字經濟與能源革命的共同底座。

技術範式革新：全棧協同成為行業標準

晶片設計、算力調度、配電架構、電網控制、市場交易將實現全棧協同，編譯器、調度器成為能源基礎設施核心工具。

固態變壓器、構網型儲能、液冷配電一體化設備規模化應用，AI 算法反向優化電網調度；

Renewable energy absorption rate and grid operation efficiency have significantly improved, achieving the optimal state where “every kilowatt-hour of green electricity supports computing power, and every unit of computing power serves the grid”.

Market ecosystem enhanced: Integrated market for computing, electricity, and carbon fully implemented

跨區域算力–電力協同交易機制健全，綠電消納、碳排放與靈活性價值實現統一量化與交易，電力交易員與算力調度師協同作業。

“電–算–碳”一體化服務成為電力企業核心業務，東部算力需求主動跟隨西部綠電供給，“東數西算”市場化閉環全面打通。

行業價值昇華：電力企業成為數字經濟的核心基石

相關電力企業也正在經歷從「公用事業服務商」到「數字經濟基礎設施提供商」的歷史性跨越。

Through customized power supply, green electricity services, energy storage support, and computing power scheduling, deeply participate in the construction of the national computing power network.

在保障能源安全、推動雙碳目標、支撐數字經濟中發揮不可替代的作用，助力我國在全球 AI 競爭與能源轉型中佔據領先地位。

05 結語

在美國，谷歌與特斯拉聯手多家能源與科技企業，共同組建 Utilize 電網利用聯盟，以提升美國電網利用率、降低用電成本為核心目標，直面 AI 數據中心與電氣化帶來的電力緊張難題。

聯盟依托 Tesla 儲能、虛擬電廠與分佈式能源技術，結合 Google 智能調度與數據中心負荷管理能力，透過需求響應、負荷轉移、電網優化等手段盘活閒置容量。

推動電網從粗放擴容轉向高效複用，為用戶與企業節省電費，同時為數字經濟與新能源發展提供更穩定、經濟的電力支援。

中美國力競爭的核心在於算力之爭。算力之爭背後，則是能源創新能力的終極PK。

在中国，算力科技企業與能源電力企業的攜手合作，正當其時、恰逢其勢，未來必將走出一條超越歐美的創新發展之路。

算力的變革，始於 AI，成於能源，歸於協同。

算力革命正在重塑電力系統的形態、功能與價值，算電協同從概念走向實踐、從試點走向規模化，成為新型電力系統建設的必由之路。

算力與電力雙向奔赴的新時代，好戲才剛剛開場…