在人工智能浪潮席卷全球的當(dāng)下，一場深層次的能源革命正浮出水面，成為業(yè)界無法回避的焦點。英偉達CEO黃仁勛曾直言，“如果你假設(shè)計算機不會變得更快，你可能會得出一個結(jié)論——我們需要14個不同的星球、3個不同的星系和4個太陽來為這一切提供能量?！監(jiān)penAI創(chuàng)始人薩姆·奧爾特曼也表達過類似的觀點：“下一波生成型人工智能系統(tǒng)消耗的電力將遠遠超出預(yù)期，能源系統(tǒng)將難以應(yīng)對?！?/p>

特斯拉CEO埃隆·馬斯克更是多次敲響“電荒”警鐘，他指出，“目前算力增長已經(jīng)面臨瓶頸，接下來變壓器會陷入短缺，緊接著就是電力，我們將沒有足夠的電力來運行所有的芯片。”這些言論并非危言聳聽，而是折射出AI浪潮背后算力需求與能源供給之間的矛盾與依存關(guān)系。

算力需求的爆發(fā)式增長，正以前所未有的速度吞噬著電能，使得數(shù)據(jù)中心在承載算力洪流的同時，也面臨著能耗激增、成本壓力、碳排管理三大嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的“先算后電”的線性發(fā)展模式已無法適應(yīng)智算中心高密度、高波動、快發(fā)展的運行特性。這亟需一種全新的、系統(tǒng)性的解決方案來打破僵局。

如何在保障算力的同時，走出高能耗、高成本、高排放的困局？“算電協(xié)同”正成為行業(yè)破局的共識。根據(jù)《算電協(xié)同技術(shù)白皮書（2025）》的定義，算電協(xié)同是指以新型電力系統(tǒng)和全國一體化算力網(wǎng)為基礎(chǔ)平臺，通過技術(shù)創(chuàng)新、機制改革和產(chǎn)業(yè)融合，實現(xiàn)電力系統(tǒng)與算力基礎(chǔ)設(shè)施在規(guī)劃建設(shè)、運行調(diào)度、市場交易、技術(shù)創(chuàng)新等全環(huán)節(jié)的深度協(xié)同。

在此背景下，施耐德電氣提出的“算電協(xié)同”三層架構(gòu)及系統(tǒng)化解決方案，為智算中心的可持續(xù)發(fā)展提供了清晰的實現(xiàn)路徑。這一方案從不同層面協(xié)同優(yōu)化，確保在提供高性能算力的同時，實現(xiàn)能源利用效率的最大化。

智算中心的雙重困境：能源壓力與業(yè)務(wù)挑戰(zhàn)

作為AI時代的“數(shù)字油田”，智算中心的能源消耗正呈幾何級數(shù)增長。根據(jù)《綠色算力發(fā)展研究報告（2025年）》，2024年我國數(shù)據(jù)中心用電量1660億千瓦時，占全社會用電量約2%。施耐德電氣商業(yè)價值研究院預(yù)測，到2030年，我國數(shù)據(jù)中心在用電量高情景下或突破7000億千瓦時，占全國總用電量5.3%。

來源：中國電力發(fā)展促進會電力與算力協(xié)同發(fā)展專業(yè)委員會《電力與算力協(xié)同發(fā)展藍皮書》，2024年8月；《

大量調(diào)研企業(yè)反映，未來三年數(shù)據(jù)中心年均用電量增長將超過15%。這意味著，智算中心不再是傳統(tǒng)意義上的穩(wěn)定用電負(fù)載，而是成為電網(wǎng)中最具挑戰(zhàn)的“超級變量”。這種能耗模式的變化，正迫使數(shù)據(jù)中心重新審視能源管理的邏輯。

持續(xù)上漲的電價和龐大的能源消耗，直接轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)中心的運營成本，不斷吞噬著運營商的盈利空間。2025《算電協(xié)同——數(shù)據(jù)中心的能源挑戰(zhàn)與應(yīng)對》數(shù)據(jù)顯示，數(shù)據(jù)中心運營成本中，電費占比高達57%。如何在滿足用電需求的同時有效控制成本，成為數(shù)據(jù)中心管理者必須面對的挑戰(zhàn)。

與此同時，面對AI技術(shù)的飛速迭代，老舊設(shè)備往往難以滿足新型工作負(fù)載的需求，其高昂的折舊成本和落后的能效表現(xiàn)，迫使企業(yè)必須進行大規(guī)模的更新改造。這一趨勢雖契合國家發(fā)改委印發(fā)的“十四五”循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃，但在有限的預(yù)算內(nèi)實現(xiàn)高效、可持續(xù)的升級，仍是擺在所有數(shù)據(jù)中心面前的現(xiàn)實難題。

在國家“雙碳”戰(zhàn)略背景下，數(shù)據(jù)中心作為高能耗產(chǎn)業(yè)的代表，其碳排放壓力日益凸顯。政策法規(guī)、企業(yè)社會責(zé)任，以及客戶的綠色采購需求，都在倒逼數(shù)據(jù)中心加速綠色轉(zhuǎn)型。如何通過技術(shù)創(chuàng)新，實現(xiàn)能源的高效利用和碳排放的有效控制，成為智算中心可持續(xù)發(fā)展的必經(jīng)之路。

除了能源困境外，智算中心的業(yè)務(wù)運營也面臨多重挑戰(zhàn)。首先，供電穩(wěn)定性。智算AI集群計算與集群通訊模式導(dǎo)致智算中心功率不再是穩(wěn)定負(fù)載，集群小時級波動率是云計算的10倍，高達50%。傳統(tǒng)的供電架構(gòu)在面對這種高頻、大幅度的負(fù)載變化時，容易出現(xiàn)電壓不穩(wěn)甚至故障，從而影響業(yè)務(wù)連續(xù)性。

來源：北京理工大學(xué)王永真教授《電力-算力-熱力全要素協(xié)同機制及關(guān)鍵技術(shù)》

其次，供配電與散熱瓶頸。AI服務(wù)器的單機柜功率密度已突破傳統(tǒng)極限，普遍達到20-50kW，部分液冷機柜甚至超過100kW。傳統(tǒng)的風(fēng)冷制冷和UPS供電架構(gòu)已難以匹配。這迫使行業(yè)必須在供配電和散熱技術(shù)上進行革命性升級，尋找更高效、更具彈性的解決方案。

此外，由于智算中心架構(gòu)復(fù)雜、設(shè)備種類繁多，其運維管理的難度和風(fēng)險也隨之增加。傳統(tǒng)的人工運維模式已無法有效管理如此龐大且復(fù)雜的系統(tǒng)，運維人員需要借助更先進的數(shù)字化工具，實現(xiàn)自動化、智能化的運營管理，以降低人為失誤風(fēng)險，提升整體運維效率。

破局關(guān)鍵：施耐德電氣“算電協(xié)同”三層架構(gòu)解析

面對上述挑戰(zhàn)，施耐德電氣提出并踐行“算電協(xié)同”這一行業(yè)創(chuàng)新理念，通過深度融合算力與電力資源，實現(xiàn)二者的高效協(xié)同與動態(tài)優(yōu)化配置。施耐德電氣不僅提供硬件創(chuàng)新和軟件賦能，更通過咨詢和改造服務(wù)，幫助數(shù)據(jù)中心客戶實現(xiàn)老舊設(shè)備的更新，助力數(shù)據(jù)中心從能源消耗者轉(zhuǎn)型為穩(wěn)定、高效、低碳的基礎(chǔ)設(shè)施。

施耐德電氣的算電協(xié)同解決方案，構(gòu)建了三層架構(gòu)體系，上層、中層和底層各個要素之間達到協(xié)調(diào)，實現(xiàn)資源的最優(yōu)配置和系統(tǒng)的高效運行。

施耐德電氣數(shù)據(jù)中心解決方案

底層——電力供給基礎(chǔ)設(shè)施：強韌的“基石”

這一層是算電協(xié)同的基石。在AI訓(xùn)練負(fù)載帶來的功率波動挑戰(zhàn)下，底層的電力系統(tǒng)必須具備高可靠性和動態(tài)響應(yīng)能力。施耐德電氣通過提供完整全面的供配電設(shè)施和架構(gòu)升級，為用戶構(gòu)建堅實的電力供給基礎(chǔ)。其中，兆瓦級Galaxy VXL UPS、EcoStruxure Energy Operation等創(chuàng)新產(chǎn)品，正是這一體系中的重要代表。

Galaxy VXL UPS采用超緊湊、模塊化設(shè)計，具備超高功率密度，可靈活擴展至1250kW，同時其eConversion模式下的效率高達99%，能夠顯著降低能源損失。更重要的是，它專為應(yīng)對高密度AI工作負(fù)載而設(shè)計和驗證，能夠有效平滑AI算力所帶來的功率波動，保障供電質(zhì)量和穩(wěn)定性。

施耐德電氣的EcoStruxure Energy Operation電力綜合運營系統(tǒng)正是這一層的核心軟件平臺。該系統(tǒng)能夠全面覆蓋中低壓配電、微網(wǎng)監(jiān)控、新能源監(jiān)控及綜合能源管理等多元化應(yīng)用場景。它搭載了數(shù)據(jù)可視化分析、故障智能診斷、事故溯源分析和AI決策輔助等專業(yè)算法，能夠綜合考量算力、電力特性及需求，兼顧算法效率、供應(yīng)能力及成本，實現(xiàn)能源和算力調(diào)度的全局最優(yōu)。

此外，在能源供給側(cè)，這一層還為多種能源（如光伏、風(fēng)電等新能源）的接入提供架構(gòu)支撐，使電力系統(tǒng)更具靈活性與穩(wěn)定性。

中層——算力負(fù)荷：智能的“調(diào)節(jié)器”

這一層是算電協(xié)同的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。它關(guān)注的不是簡單的算力輸出，而是如何挖掘IT負(fù)載的靈活性調(diào)節(jié)空間。通過實時監(jiān)測和分析IT負(fù)載的功耗和運行狀態(tài)，中層系統(tǒng)能夠智能地調(diào)節(jié)非IT負(fù)載，例如制冷量的輸出管理。

施耐德電氣的SmartCool末端空調(diào)節(jié)能解決方案便是這一層中的代表性應(yīng)用。它集成了先進的AI和機器學(xué)習(xí)技術(shù)，能夠基于IT負(fù)載的實時需求進行秒級同頻動態(tài)制冷輸出管理，將制冷能效提升至前所未有的精細化和智能化水平。

上層——算電協(xié)同機制：全局的“智慧大腦”

這是算電協(xié)同的頂層設(shè)計，也是未來實現(xiàn)全局最優(yōu)的關(guān)鍵，目前這一層仍處在科研發(fā)展階段。雖然通過底層一體化能源管控平臺，能夠結(jié)合算力需求與功耗預(yù)測，開展一定程度的動態(tài)調(diào)優(yōu)和負(fù)載靈活性調(diào)節(jié)，但距離真正實現(xiàn)全局最優(yōu)的智算中心精益管控，還有一定的差距。

實踐驗證：“算電協(xié)同”方案落地案例與成效

“算電協(xié)同”的價值不僅停留在理念與藍圖上，更在真實的項目落地中得到了驗證。以施耐德電氣與川西數(shù)據(jù)、億安天下的合作為例，可以清晰看到這一體系化解決方案如何幫助智算中心突破能耗、成本與碳排三重挑戰(zhàn)。

案例一：億安天下——運營效率與可持續(xù)性的雙提升

作為AI算力服務(wù)平臺和數(shù)智化運營服務(wù)提供商，億安天下在快速擴張業(yè)務(wù)的同時，面臨電力穩(wěn)定性和運營成本的雙重壓力。為了尋求突破，億安天下與施耐德電氣展開了深入合作，部署了面向數(shù)據(jù)中心行業(yè)的EcoStruxure？解決方案。

在硬件層面，億安天下的數(shù)據(jù)中心部署了Galaxy 3L UPS、PIX中壓開關(guān)柜、BlokSeT低壓配電柜，Easy Cooling和雷納多系列空調(diào)，并結(jié)合 SmartCool空調(diào)末端節(jié)能方案，實現(xiàn)了供配電與制冷系統(tǒng)的高效協(xié)同。

其中，SmartCool方案在項目應(yīng)用中表現(xiàn)突出，融合機器學(xué)習(xí)技術(shù)，使空調(diào)末端基于IT負(fù)載的實時需求進行動態(tài)制冷輸出，實現(xiàn)秒級同頻變化。在不影響億安天下業(yè)務(wù)連續(xù)性的前提下，實現(xiàn)無損改造，并有效降低能耗。實踐結(jié)果顯示，在空調(diào)末端環(huán)節(jié)平均可減少30%以上能耗，直接降低PUE 0.04，兼顧可持續(xù)發(fā)展與業(yè)務(wù)增長。

整套方案落地后，億安天下的數(shù)據(jù)中心在能效和成本控制方面實現(xiàn)了實質(zhì)性突破：數(shù)據(jù)中心綜合能耗下降15%，能源成本降低20%，運維人員減少30%，并縮短了30%的建設(shè)周期，交付效率顯著提升。這讓億安天下打造出具有國際領(lǐng)先水平的綠色數(shù)據(jù)中心，并多次獲評國家綠色數(shù)據(jù)中心。

正如億安天下懷來云總經(jīng)理馬立明所言，“構(gòu)建更可靠、可持續(xù)的數(shù)據(jù)中心，早已成為億安天下立足當(dāng)下、面向未來的必然選擇。得益于施耐德電氣部署的專業(yè)產(chǎn)品與解決方案，我們獲得了客戶的認(rèn)可與信任，構(gòu)筑起有力的競爭優(yōu)勢?！?/p>

案例二：川西數(shù)據(jù)——打造綠色算力高地

作為數(shù)據(jù)中心專業(yè)服務(wù)商，四川川西數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)有限公司（川西數(shù)據(jù)）在雅安市打造了超大規(guī)模綠色數(shù)據(jù)中心，占地面積28萬平方米，機架數(shù)量4萬個，總算力規(guī)模達5912P，并以低至1.2的PUE和0.34元/度的電價優(yōu)勢，成為直連國家一級骨干網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)中心，躋身“國家綠色數(shù)據(jù)中心”行列。

在電力基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)方面，川西數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)中心部署了施耐德電氣的PIX智能空氣絕緣開關(guān)柜、預(yù)智低壓成套設(shè)備Okken、預(yù)智低壓成套設(shè)備BlokSeT和I-Line H系列高電流母線在內(nèi)的中低壓配電設(shè)備，構(gòu)建了穩(wěn)定的電力傳輸與分配系統(tǒng)，保障了數(shù)據(jù)中心電力供應(yīng)的可靠性與高效性。

在數(shù)字化能力建設(shè)上，川西數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)中心引入了施耐德電氣的PO電力監(jiān)控系統(tǒng)、POI智能配電站控終端、PMB主動運維專家、PM8000系列電能質(zhì)量檢測裝置等數(shù)字化工具，開展精準(zhǔn)的電能質(zhì)量測試，滿足數(shù)據(jù)中心在電力系統(tǒng)建設(shè)與運維中的多元化需求。

值得一提的是，POI智能配電站控終端作為站級分布式數(shù)字化方案，內(nèi)建模型與核心算法，優(yōu)越的產(chǎn)品交互操作體驗，通過對電力設(shè)備的就地監(jiān)視、數(shù)據(jù)分析和可視化界面，提供定量與定性的結(jié)果呈現(xiàn)，為川西數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)中心運營、維護過程提供即時的策略反饋。

依托施耐德電氣覆蓋規(guī)劃、建設(shè)到運營的全生命周期服務(wù)與技術(shù)支撐，川西數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)中心進一步實現(xiàn)了節(jié)能降碳、提質(zhì)增效與安全穩(wěn)定運行，進一步夯實了“綠色算力高地”的行業(yè)標(biāo)桿地位。

結(jié)束語

AI時代的能源挑戰(zhàn)，是技術(shù)、商業(yè)與社會責(zé)任的交織。施耐德電氣EcoStruxure？數(shù)據(jù)中心解決方案的核心優(yōu)勢，正在于它跳出了傳統(tǒng)思維的局限，不再將算力與電力割裂，而是以“算電協(xié)同”這一系統(tǒng)性思維和實踐，為智算中心的可持續(xù)發(fā)展提供了完整且可落地的答案。

在2025年的云棲大會上，施耐德電氣向業(yè)界展示了其在算電協(xié)同領(lǐng)域的創(chuàng)新成果，包括AI賦能、軟硬件一體化的智算中心整體解決方案。同時，也展示了以AI嵌入的技術(shù)解決方案在工業(yè)制造、樓宇建筑、基礎(chǔ)設(shè)施等關(guān)鍵的能源領(lǐng)域的實踐。這些成果不僅是技術(shù)上的突破，更是對AI時代能源挑戰(zhàn)的一整套系統(tǒng)性思維和實踐，助力產(chǎn)業(yè)加速邁向數(shù)字化和綠色化的未來。

施耐德電氣正以其領(lǐng)先的技術(shù)和前瞻性的理念，攜手?jǐn)?shù)據(jù)中心客戶及生態(tài)伙伴，共同構(gòu)建一個更加高效、綠色、可持續(xù)的智算中心生態(tài)系統(tǒng)。我們呼吁行業(yè)同仁，關(guān)注能源效率和可持續(xù)發(fā)展，以確保AI技術(shù)的長期健康發(fā)展，共同迎接一個更加繁榮、更加綠色的智能時代。

責(zé)任編輯：張薇