魏 巍 冯 翼 (国家发展和改革委员会市场与价格研究所;成都市经济发展研究院)
摘 要:《关于深入实施“人工智能 +”行动的意见》是继十年前“互联网 +”之后, 我国推动技术革命和产业融合的又一重大战略部署。该意见为我国深入实施“人工智 能 +”行动提供了顶层设计和制度保障,为人工智能与经济社会各领域深度融合指明 了方向,也将算力基础设施的绿色高效摆在了更加突出的位置。高质量发展要求把 “增量思维”与“绿色导向”统一起来,用算力增效换取绿色增量,以更低能耗、更 高效率支撑新质生产力加速成长。 关键词:人工智能 + ;算力增效;绿色增量;东数西算;数据中心能效
一、深刻认识人工智能发展形势及 “算力增效与绿色增量”的辩证统一 当前,我国算力产业发展呈现出规模 扩张与结构优化并进的良好态势,但绿色转 型任务依然艰巨。从发展成就看,我国算力 基础设施建设已取得显著进展。据媒体公开 报道,2024 年,在用算力中心标准机架数 超过 880 万架,算力规模较 2023 年底增长 16.5%。“东数西算”工程深入推进,8 个国 家算力枢纽节点和多处算力集群加快建设, 算力资源配置更加合理。同年,全国算力 中心平均 PUE(电能利用效率)降至 1.47, 创建国家绿色数据中心 246 个,为把算力 扩张的量变转化为绿色发展的质变提供了 坚实基础。从挑战压力看,算力需求与能 源约束的矛盾日益凸显。算力需求爆发式 增长与绿色发展要求之间的结构性矛盾愈 发突出。一方面,AI 大模型的广泛应用推 动算力需求呈指数级增长,“算力饥渴”也 成倍增长。据国际数据公司(IDC)预测, 2028 年我国智能算力规模将达到 2781.9 EFLOPS,算力发展水平增速将高于预期。 另一方面,据相关研究测算,2025 年,我国数据中心电耗占全社会用电量比例将达2.4%,2030年这一占比或将升至4.8%,传统“堆机架、拼规模”的粗放发展模式难以为继,对我国能源安全和“双碳”目标实现构成严峻考验。
算力增效是绿色增量的重要根基,绿色增量是算力增效的重要保障。从根本前提看,算力增效是实现绿色增量的物质基础。若脱离效率谈增长,每一次算力扩张都将成为生态环境的沉重负担。在能源供给有限的约束下,只有通过技术创新提升单位能耗的有效算力产出,才能为可持续增长腾出空间。因此,增效是解决“量”与“质”矛盾的关键,构成实现绿色增量的逻辑起点。从价值导向看,追求绿色增量是牵引算力增效的核心导向与关键路径。算力发展的根本目标是赋能高质量发展,而绿色是其鲜明底色。绿色增量强调的不仅是规模增加,还在于通过算力赋能各领域实现更大范围节能降碳,发挥绿色乘数效应,服务于绿色转型目标。从实践过程看,二者在高质量发展中相互促进、螺旋上升。绿色增量的需求,对算力基础设施的能效、碳效提出了更高要求,形成了外部压力下的倒逼机制,驱动芯片、算法、制冷等领域的技术创新,从而推动算力增效迈上新台阶。反之,算力增效取得的每一次突破,又会降低绿色算力的应用门槛和成本,使其能够渗透到更多场景中,创造出更可观的绿色增量。这种“需求牵引供给、供给创造需求”的良性循环和协同演进,亦是新质生产力不断自我超越、向上发展的核心动力。
二、把效率观立在增长观之前
发展人工智能离不开算力,但算力扩张绝不能简单等同于“机架越多越好、芯片越新越好”。
从资源利用视角审视,在算力需求激增但用能面临严峻考验的当下,提升算力使用效率成为必然选择。国际能源署(IEA)测算数据显示,在AI应用的大力助推下,到2030年,全球数据中心用电量可能较2024年翻一番至每年约945太瓦时(TWh)。若片面追求算力规模扩张与算力量级提升,将进一步加剧能源消耗,甚至导致数据中心等设施的耗电量超越钢铁、水泥、化工等传统能源密集型产业。因此,要把“每度电产出多少有效算力”作为硬指标,把能效、碳效、成本统筹起来,把“增量思维”转为“增效逻辑”。
从技术创新视角审视,以效率为导向的算力技术创新更具发展价值。随着AI大模型参数跃升至万亿级规模,只有通过加快攻关存算一体等前沿技术,突破“算力墙”等瓶颈,才能使算力性能提升跟上AI指数级迭代发展的步伐。否则,仅凭算力中心数量的增长、算力规模量级的提高,忽略算力质效的提升,也将导致算力供给与AI发展实际需求之间的“剪刀差”进一步扩大。
从产业生态视角审视,高效的算力资源配置体系是算力产业可持续发展的关键所在。据相关机构测算,当前我国智算中心平均算力使用率仅为30%,不少智算中心正在空转,“算力扎堆”与“算力饥渴”并存。若算力产业一味追求规模增长,恐将造成更多资源浪费、陷入供需失调困境。只有秉持效率观,让产业链各环节共同促进算力资源的精准配置、高效利用、电算协同,才能促进算力产业持续健康发展。
三、在体系增效中夯实绿色底座
一要优化空间格局,让算力跟着绿电走。加快推动“东数西算”向“全国一体化算力网”升级,完善跨区域调度与算网协同,推动非实时任务更多向清洁能源富集地区转移,形成“实时在东、离线在西、协同在全国”的布局,不断抬升系统层面的绿色含金量。
二要硬件—机房一体降耗,把“冷”做成关键变量。严格执行专项行动量化指标:到2025年,数据中心平均PUE控制在1.5以下,新建及改扩建大型和超大型数据中心力争PUE≤1.25,枢纽节点项目不高于1.2。同步推进高效供配电、密闭冷通道、液冷等技术改造,针对高热密度算力集群实现精准散热、按需制冷,减少无效能耗。
三要把“余热负担”变成城市资源。北方采暖地区可将数据中心余热纳入城镇供热体系与价格机制,就近接入园区、温室农业等场景,实现“算力—热力”耦合利用,让绿色外溢效应看得见、算得清、可持续。相关政策导向和工程实践均表明,制冷与余热回收是降低PUE、提高系统能效的关键抓手。
四要用市场机制把“绿色”变增量。在枢纽节点扩大绿电交易与中长期购电协议(PPA),探索24/7逐时匹配的碳自由用能(CFE)与碳感知调度,引导可延迟任务向清洁电力更充裕的时段和地域迁移。国际云服务商在“按小时碳强度调度”和区域迁移方面的实践,为我国提供了可复制的工程方法与治理工具。
四、用算法增效释放绿色乘数
轻量化优先。坚持“轻量任务用轻量模型”,推进量化转换到低精度的整数(如INT8/INT4)、蒸馏和稀疏化,在基本不损精度的前提下显著降低显存与能耗、提升吞吐;在重点行业建立“等效精度—能耗”公共评测,以“同等效果、能耗更优”作为采办基准,倒逼应用端采用能效最优解。
条件计算与混合专家模型(MoE)。通过按需激活少量专家单元,实现“能力扩展—计算不等比例增长”的结构性节能,适配政务服务、工业质检、金融风控等多场景,推动算力把宝贵电力“用在刀刃上”。
系统协同与工作负载治理相结合。推广检索增强、级联调用、边端协同等工程范式,减少“无谓大模型”占用;在云侧推进地理—时间双维迁移与碳感知排队,让算法增效转化为实际降耗。
五、以体制增效固化常态长效
立得住的标准。在国家强制性标准和行业规范基础上,对PUE、水效、碳强度等核心指标实行分区分类、分级分步达标,并建立“动态达标—限期改造—有序退出”的闭环;对液冷等新技术尽快在标准中明确适用范围与测试方法,提高政策与技术的耦合度。
算得清的“能碳账”。完善按小时核算的“工作负载—能耗—碳排”口径,推动数据中心、云服务商、用能企业“三账合一、对外可披露”,为绿色金融、政府绿色采购和社会监督提供坚实依据;把余热就近利用纳入节能量核算与绿色收益分配,形成“综合效益可计量、可交易”的激励约束体系。
带得动的政策组合。用财政、税收、绿证、碳市场等政策把能效优先的导向传导到投资端、供给端与需求端:对低PUE、逐时CFE匹配、余热利用、算网协同等项目给予差异化支持;对高耗能、低上架率、长期达不到能效阈值的机房实行“限期治理+退出清单”,把有限资源用在“能效更优质量更佳”的项目上。
六、以场景牵引做实绿色增量
以“AI+工业”优化生产全流程。运用数字孪生、预测性维护和智能调度算法,对钢铁、化工、建材等高耗能行业的生产工艺进行全流程仿真与优化,精准控制能源输入与物料配比,最大限度减少过程损耗与碳排放。通过AI质检替代人工抽检,在提升产品优率的同时,减少因残次品返工或报废而产生的能源浪费。
以“AI+农业”推动绿色生产革命。通过多源感知终端实时采集土壤、气象与作物生理数据,借助农业大模型与智能算法,精准分析作物长势、水肥需求、病虫害风险及极端天气影响,实现从耕、种、管、收到销售的全流程数字化、智能化管理。
以“AI+能源”提升绿色供给力。面对风、光等新能源的波动性与间歇性挑战,利用AI对气象数据进行深度学习,实现对发电功率的精准预测,从而优化电网的调度策略与储能配置。这不仅能提升新能源的消纳率,更能保障电力系统的安全稳定运行,为全社会提供更为可靠的绿色能源。
以“AI+交通”降低社会运行成本。在城市层面,通过“城市大脑”对交通流量进行实时感知与全局优化,动态调整信号灯配时,引导车辆走最优路径,有效缓解交通拥堵,减少车辆怠速与尾气排放。在物流领域,通过智能路径规划与仓储管理,大幅提升运输效率,降低空驶率,实现社会物流成本与碳排放的“双降”。
以“AI+生态”助力精准治理。运用AI对卫星遥感影像和地面传感器数据进行智能分析,实现对森林、湿地、海洋等生态系统碳汇能力的动态核算,对污染源进行精准溯源,对生物多样性进行有效监测。基于此,为科学制定生态保护与修复政策提供决策依据,让生态治理从“人海战术”转向智慧引领。
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【本文为中国宏观经济研究院(国家发展和改革委员会宏观经济研究院)2025年基本经费研究课题阶段性研究成果;中国宏观经济研究院(国家发展和改革委员会宏观经济研究院)2025年重点课题经费《我国数据要素价值化路径和实现机制研究》阶段性研究成果,课题编号:A2025071014】
(魏巍系国家发展和改革委员会市场与价格研究所助理研究员;冯翼系成都市经济发展研究院高级经济师)