庄闲和游戏-北京理工大学：数据中心节能降碳之算电协同——背景、技术、实践和展望 2026

　　庄闲和游戏(中国)股份有限公司-官网

　　这份由北京理工大学 2026 年初发布的《数据中心节能降碳之算电协同：背景、技术、实践和展望》报告，围绕算电协同，从背景、技术、实践、展望四方面系统分析，核心是推动算力与电力、热力深度融合，助力数据中心节能降碳、支撑 “双碳” 与数字经济发展，全文核心总结如下：

　　算力爆发，能耗激增：AI 大模型推动算力（云、边、端）爆发，数据中心成 “无烟电老虎”，2030 年全国数据中心用电量预计达5257 亿 kWh，占全社会用电量3.5%；局部地区占比已超 10%，2040 年将超 10%。

　　能耗统计难，碳排差距大：数据中心用电量统计差异超 10 倍；我国单位算力碳排是美国3 倍以上，核心因火电占比高、芯片能效低、PUE 偏高。

　　政策强力推动：2026 年政府工作报告、两办节能降碳意见等，明确要求实施算电协同、新建枢纽数据中心绿电占比超 80%，推动算力与绿电、余热协同。

　　中国特色路径：以新增绿电赋能算力为核心，走算力 - 电力 - 热力协同路线，兼顾节能、低碳、经济，区别于国外模式。

　　技术核心是节能低碳 + 绿电消纳 + 余热利用 + 跨域调度，分四个阶段推进：

　　节能低碳 1.0（设备级）：聚焦设备能效，优化芯片功耗、PUE、配电效率，PUE 从 2.0 降至 1.42，逼近技术天花板。

　　节能低碳 2.0（系统级）：算力 - 电力 - 热力耦合，通过热电联产、余热回收、液冷技术，将数据中心余热用于供热、制冷、发电；如 CO₂热泵余热回收可降电耗 47.1%、提净利 90.3%。

　　节能低碳 3.0（运行优化）：算效 - 电效 - 热效动态匹配，分层调度（日前经济调度 + 日内全栈调控），平衡经济性、能效、服务质量，可降碳 23.2%、能耗 16.9%、成本 21.3%。

　　节能低碳 4.0（跨域调度）：依托东数西算、全国一体化算力网，算力时空迁移匹配新能源分布，提升绿电消纳、降低成本，系统运营成本降 30% 以上。

　　全球实践：谷歌、微软、Meta 等通过碳感知调度、UPS 调频、弹性压缩负荷参与电网互动；国内阿里、腾讯、三大运营商、国家电网 / 南网落地示范，涵盖源网荷储、绿电直连、算力调度等模式。

　　国内进展：建成全国一体化算力监测调度平台，发布算电协同典型案例，8 大枢纽节点推进绿电占比提升，绿电交易、PPA 认证成为主流模式。

　　经济驱动力不足：算电协同收益仅占电力成本约 20%，难覆盖成本；智算中心建设成本高，电价激励系数低。

　　多主体壁垒：算力孤岛、交易平台缺失、任务画像模糊，跨区域调度规模小、协同难。

　　绿电落地难：物理直连占比低、度电成本高，现有标准未纳入电网隐含绿电，80% 绿电目标难达成。

　　安全可控挑战：高密机柜热流密度激增，风液混合、热惯性大，热控响应与服务质量平衡难。

　　创新计费：推行Token 分级计费，绑定碳、电成本，实现算 - 电 - 碳市场联动。

　　标准先行：完善术语、规划、调度、评价标准，构建 PUE+CUE+WUE 综合指标体系。

　　理念普及：推动行业共识，实现数据中心从 “能源消费者” 向 “产消者” 转变。

　　产业转型：设备商向综合能源解决方案服务商升级，聚焦微观全栈优化，释放 40% 节能潜力。

　　技术深化：推进零水零碳算力中心、直接空气捕集（DAC）余热耦合等技术，实现碳中和目标。

　　算电协同是数据中心节能降碳、破解 “算力尽头是电力” 困境的必由之路，更是支撑数字经济与能源强国建设的关键抓手。当前处于示范探索期，需通过政策引导、技术创新、市场机制完善，破解经济、标准、安全等痛点，最终构建绿色、高效、安全、普惠的算力 - 电力 - 热力协同生态。