不久前,中共中央、國務院印發《數字中國建設整體布局規劃》(以下簡稱“規劃”),規劃指出,建設數字中國是數字時代推進中國式現代化的重要引擎,是構筑國家競爭新優勢的有力支撐。并強調,全面提升數字中國建設的整體性、系統性、協同性,促進數字經濟和實體經濟深度融合,以數字化驅動生產生活和治理方式變革,為以中國式現代化全面推進中華民族偉大復興注入強大動力。
根據規劃部署,數字經濟和實體經濟深度融合,能源是重點領域之一。而“雙碳”目標指引下的新型電力系統建設也迫切需要以數字化為支撐。“數字中國建設的基礎就是電力網與算力網深度融合,將新型電力系統基礎設施轉變為‘超互聯新算力’基礎設施。”浙江清華長三角研究院新型能源體系研究中心主任白建華指出。
中關村超互聯新基建產業創新聯盟林宇也認為,能源新市政的基礎設施典型代表就是超互聯的算力,尤其面對未來“自然語言大模型GPT”的快速發展和多場景深度應用,作為底層的超互聯算力發展迎來爆發式需求,進而帶動綠色新市政基礎與能源基礎設施的融合發展。
多位專家均表示,踐行國家“雙碳”目標行動,打造新型能源體系下的超互聯新算力、新市政基礎設施,SPEAR-META42 星鏈協同創新不可或缺。
所謂“SPEAR”,是清華大學能源互聯網研究院與清華大學氣候和可持續發展研究院共同提出的倡議,就旨在打造電力網和算力網協同創新的示范工程。其中,“S”指的是Security,即安全,既包括能源電力安全,又包括信息安全;“P”即Power,主要指清潔能源,包括智慧電網、智能電網、柔性輸電,以及新儲能能源、電力的儲存等;“E”即Edge,主要指邊緣計算、分布式能源,二者未來在新型電力系統會占據越來越大的比重;“A”即AI,也就是人工智能大數據;“R”即Revolution,意指低碳綠色能源革命。
“META42”則旨在打造擁有獨立算力芯片、開源開放體系的新一代數字化機柜,長期愿景是要實現工業元宇宙的實驗和探索。
與會專家介紹,SPEAR-META42提倡的理念是要打造綠色低碳、靈活調節的數據中心,并使其與能源基礎設施實現聯調聯動,最終將能量形式轉化為算力形式,服務數字中國、智慧中國的建設。
清華大學能源互聯網創新研究院鏈網中心副主任王炯圍繞碳電算一體化SPEAR平臺規劃建設進行了介紹。他強調,實現碳達峰碳中和,建設新型能源體系,電力行業任務最重、責任最大,因此電碳協同發展迫在眉睫。按照SPEAR-META42的理念,構建“零碳綠色超互聯電算平臺”,將成為能源新市政的重要基礎設施。
“碳-電-算的多級聯動,不僅可以滿足用戶側零碳電力的需求,也能滿足用戶零碳算力的消費,比如將零碳電力轉化為零碳算力,實現算力的大規模與長距離傳輸,作為能量的新形態服務區域城市的發展和多業態的升級。”王炯進一步說。
“人工智能大模型的快速發展,也將電算協同推向了新的高度。現如今,基于人工智能的超互聯算力模型所涉及的相關參數量已經實現了從億級到千億,甚至萬億級的突破。”清華大學能源互聯網創新研究院鏈網中心劉志研究員在介紹“能源科創-SPEAR星鏈合成旅”時指出,SPEAR星鏈合成旅正重點打造“新型電力-超互聯算力-萬億大模型”聯動的新技術形態,依托清華多交叉學科實驗室技術優勢,開展重點攻關,并在世紀互聯的超算力與大模型的場景下進行創新應用及示范試點,實現學術科研成果的產業化應用。
以典型的“兩高”行業(高能耗、高排放)——鋼鐵冶金行業為例,SPEAR-I2G解決方案正為其提供高質量綠色低碳發展的新思路。
上海佰能工程技術有限公司總經理曾永生介紹,按照SPEAR-I2G整體設計架構,其基于復雜生產工藝的多重條件約束,對鋼鐵冶金企業的流程生產過程展開能效-碳效挖掘,建立多能協同控制模型。比如,通過大數據分析企業的用能計劃和用能結構,以及清潔能源系統和配電系統相互作用的機制,建立有效的配電系統功率動態均衡的數學模型,以此實現能源使用的優化控制,助力鋼鐵冶金行業節能降耗與綠色低碳高質量發展。
目前,SPEAR-I2G方案已在寶鋼股份公司等多個企業實現落地,如應用于電弧爐自適應控制、電石專家冶煉系統,實踐表明可使綜合能耗下降3%,節能減排效果初步顯現。