近年來,人工智能(AI)技術(shù)正以前所未有的速度滲透到生產(chǎn)、生活各領(lǐng)域,在能源轉(zhuǎn)型和新型電力系統(tǒng)建設(shè)中,亦不例外。但AI作為新興技術(shù),是一把“雙刃劍”,它在提升能源轉(zhuǎn)型效率的同時,也在產(chǎn)生新的能耗問題,并對現(xiàn)有電力系統(tǒng)帶來挑戰(zhàn)。
國際能源署(IEA)在《能源和人工智能》報告中提到,在電力時代,依賴AI算力的數(shù)據(jù)中心是導(dǎo)致電力需求加速增長的驅(qū)動因素之一。預(yù)計到2030年全球數(shù)據(jù)中心用電量將較2024年增加一倍以上。
“市場需要‘可持續(xù)的AI’,注意AI的重點是可持續(xù)。”臺達集團-中達電通股份有限公司總經(jīng)理宮鴻華在參與第十六屆“綠色發(fā)展 低碳生活”主題對話時表示,打造更具韌性的電網(wǎng)、更節(jié)能的供電與散熱解決方案,以及更綠色的AI數(shù)據(jù)中心,是推進“可持續(xù)AI”的關(guān)鍵。臺達集團(以下簡稱“臺達”)在電力電子領(lǐng)域深耕多年,為兼顧AI發(fā)展與可持續(xù)發(fā)展之間的平衡,一直在探索和落地更加高效的能源管理與節(jié)能等解決方案。
臺達集團-中達電通股份有限公司總經(jīng)理宮鴻華
科技創(chuàng)新,打造“可持續(xù)的AI”
由臺達支持、經(jīng)濟學(xué)人集團旗下Economist Impact撰寫的全球調(diào)研報告《Greening intelligence: Charting the future of sustainable AI》,調(diào)查了全球逾六百家AI供應(yīng)鏈、應(yīng)用端企業(yè),近四分之三企業(yè)年營收超過5億美元。
其中,有44%的受訪者認(rèn)為AI能源效率已具重要性,未來一年該比例將快速上升至78%;從AI供應(yīng)鏈的角度,38%的受訪者認(rèn)為電網(wǎng)韌性與穩(wěn)定供電是“可持續(xù)AI”的挑戰(zhàn),42%的受訪者希望通過采用邊緣計算以提升能效。
作為減碳主體,企業(yè)一方面希望借助AI算力提升能效,另一方面又對穩(wěn)定、可持續(xù)的電力供應(yīng)提出了更高要求。而臺達要做的就是讓電網(wǎng)更加智能化,以減少電力傳輸和使用過程中的能量損耗。
在傳統(tǒng)電網(wǎng)中,電力要經(jīng)過變壓器進行電壓的轉(zhuǎn)換,再由低壓配電系統(tǒng)輸送給用戶使用。臺達提升電源能效的邏輯,則是通過優(yōu)化電力架構(gòu)來減少電源轉(zhuǎn)換次數(shù)。
“不要變壓器、盤柜、電纜,少一個元件,少一次轉(zhuǎn)換,就是能效的提升。”在宮鴻華看來,圍繞AI數(shù)據(jù)中心的電力架構(gòu)革新,要解決從電網(wǎng)到數(shù)據(jù)中心,再到芯片的高效適配問題。臺達創(chuàng)新推出的800V高壓直流(HVDC)電源架構(gòu)方案,減少了傳統(tǒng)電力架構(gòu)中DC(直流電)/AC(交流電)的轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)。如果未來數(shù)據(jù)中心導(dǎo)入該方案,從電網(wǎng)端到芯片端的能效可提升至92%以上。
與此同時,在AI算力需求拉動下,芯片的功率也在急劇攀升,為傳統(tǒng)散熱技術(shù)帶來嚴(yán)峻挑戰(zhàn),究其原因在于過高的溫度不僅會限制芯片硬件性能的發(fā)揮,還會造成更多的電力消耗。
臺達通過升級液冷技術(shù),與800V高壓直流(HVDC)電源架構(gòu),形成供電與散熱一體化管理閉環(huán)。比如,其液-液冷卻系統(tǒng)單臺可提供1500kW的冷卻能力;單臺機柜級液冷冷卻液分配裝置(CDU,冷卻液分配單元)則可支持200kW的散熱能力,并通過冗余設(shè)計確保系統(tǒng)容錯。
“臺達是業(yè)內(nèi)少數(shù)能為AI數(shù)據(jù)中心提供從電網(wǎng)到芯片(From Grid To Chip)的全面供電和散熱解決方案的廠商。”據(jù)宮鴻華透露,臺達800V高壓直流(HVDC)電源架構(gòu)已開始合作試點運營,有望在今年年底或明年落地。
推己及人,推動標(biāo)準(zhǔn)化落地
應(yīng)對AI算力對電網(wǎng)帶來的挑戰(zhàn),短期內(nèi)電網(wǎng)需要更具韌性,長期來看則需要在應(yīng)用場景里實現(xiàn)自給自足。這也是為什么在電力穩(wěn)定問題上,臺達會堅持“多能互補+智能調(diào)度+超冗余備份”三位一體的原則。而這其中,少不了AI算力做出的“智慧”決策。
以臺達自主開發(fā)的DeltaGrid?能源管理系統(tǒng)為例。該系統(tǒng)基于AIoT(人工智能物聯(lián)網(wǎng))技術(shù),通過實時監(jiān)控與預(yù)測算法優(yōu)化能源分配,能夠在電價高峰時段調(diào)用儲能電力,降低電費成本。臺達上海運營中心建置的光儲充一體化停車場便依托“光伏+儲能+充電樁”微電網(wǎng),通過AI調(diào)度,將谷時用電占比提升了19%,峰時用電占比下降了18%,每年可節(jié)約電費25.5萬元。
臺達AI集裝箱式數(shù)據(jù)中心及高壓直流電源方案亮相2025臺北國際電腦展
可以看到,通過模塊化的設(shè)計和高彈性的場景適配,臺達已實現(xiàn)了節(jié)能降耗解決方案的快速復(fù)制。臺達儲能系統(tǒng)之一的C系列集裝箱式儲能系統(tǒng),便支持定制化容量,最大容量達6MWh,可快速部署于數(shù)據(jù)中心園區(qū),并可在電網(wǎng)故障時獨立供電。于今年5月,首度亮相的AI集裝箱式數(shù)據(jù)中心則將電源、液冷系統(tǒng)及電池備援系統(tǒng)等整合在了20英尺的集裝箱內(nèi),可幫助邊緣計算及中小企業(yè)在數(shù)周內(nèi)完成部署。
對此,宮鴻華強調(diào),臺達注重的是技術(shù)和平臺如何落地,會提供給企業(yè)客戶整套的、符合國際標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)和架構(gòu)。
值得一提的是,目前臺達正積極參與各項零碳標(biāo)準(zhǔn)的制定,并作為參編單位參與《零碳工廠評價規(guī)范》團體標(biāo)準(zhǔn)修訂。“希望國家標(biāo)準(zhǔn)出臺后,能夠為更規(guī)范的零碳工廠、零碳園區(qū)建設(shè),以及零碳項目落地帶來指引。”
共建可持續(xù)發(fā)展的生態(tài)圈
臺達成立之初就提出了“環(huán)保 節(jié)能 愛地球”的經(jīng)營使命,而今依舊被視為企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的“信條”。
2021年,臺達加入全球可再生能源倡議組織RE100,承諾臺達全球所有網(wǎng)點,將于2030年達成100%使用可再生電力及碳中和的總目標(biāo)。2023年,臺達吳江五廠獲得“零碳工廠(Ⅰ型)五星認(rèn)證”及“PAS2060碳中和認(rèn)證”。
不僅如此,臺達每年還會將全球營收的8%以上用于研發(fā)創(chuàng)新,目前其已在全球擁有73座研發(fā)中心,12000余名研發(fā)工程師,以及18000多項專利,并自2022年起,連續(xù)四年入選科睿唯安(Clarivate)全球百強創(chuàng)新機構(gòu)。
進入AI時代,宮鴻華表示,已經(jīng)不能靠傳統(tǒng)知識、經(jīng)驗積累,而是要在持續(xù)增強電力電子技術(shù)、高能源轉(zhuǎn)換效率等核心優(yōu)勢基礎(chǔ)上,擁抱多元化的人才,深耕多層次的客群。未來三到五年,臺達依舊會聚焦AI數(shù)據(jù)中心、智能樓宇、智慧新能源、智能制造、碳中和碳達峰等領(lǐng)域,并力爭成為領(lǐng)域內(nèi)領(lǐng)先的解決方案提供者。同時,他提到,研發(fā)層面會繼續(xù)引進AI等智能化工具,來幫助臺達在智能化定位定價等方面做更多的決策。
“就像電動車實現(xiàn)普及,是社會各界共同努力的結(jié)果。在能源轉(zhuǎn)型或數(shù)字化轉(zhuǎn)型過程中,我們也需要與各行各業(yè),與友商一起,共同把可持續(xù)發(fā)展的生態(tài)圈建立起來。”宮鴻華表示,在可持續(xù)發(fā)展的道路上,臺達已經(jīng)走了50余年,不僅要繼續(xù)走下去,還要繼續(xù)為全球客戶提供低碳產(chǎn)品的解決方案。“未來希望我們的供應(yīng)鏈、上下游,都能夠?qū)崿F(xiàn)零碳。”
作者:劉蕾
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