随着全球AI浪潮持续加速,智算中心正成为承载AI算力服务的关键新型基础设施,其算力需求的爆发式增长与能源约束之间的矛盾日益尖锐。智算中心面临最大的挑战,并非技术瓶颈或政策缺口,而是隐藏在“绿色”口号之下,由技术路径锁定、短期资本驱动和区域发展不平衡共同构筑的“结构性困境”。这场关于“绿色智算”的博弈,本质上是一场效率理想与能源现实的碰撞:我们究竟应该寄望于未来创新技术的突破,还是必须面对现有存量基础设施和传统商业模式的“不绿色”的现实?

一、资本驱动的“沉默成本”与区域对峙
存量博弈:高PUE与快速扩张的冷酷现实
当前智算中心的建设主体,往往是资金雄厚的互联网企业、大型国资平台或三大运营商。他们在上一轮数据中心建设中投入巨大,已经形成了“沉默成本”。由于建设年代早、设计标准低,这些存量基础设施的电源使用效率(PUE)普遍偏高(甚至达到1.5以上),是能源浪费的重灾区。
《深化智慧城市发展推进全域数字化转型行动计划》明确提出,要在国家算力资源统筹规划下,持续优化热点应用区域需求保障,有效统筹本地异构、异属算力设施,优化改造城市内“老旧小散”算力设施,面向社会提供普惠便利的数据服务。然而,要求这些企业立刻、大规模地重新建设或进行高成本的液冷改造,无疑是与资本追求短期回报的本性相悖的。这种“旧基础设施”与“新能效目标”之间的结构性冲突,是智算中心绿色转型中的第一道难题。
东数西算:能源转移而非能源革新
国家“东数西算”战略的初衷是优化数据中心建设布局和全国算力资源配置,通过构建数据中心、云计算、大数据一体化的新型算力网络体系,将东部数据算力需求有序引导到西部风光资源富集区。然而,这在很大程度上只是实现了地理上的能耗转移,而未触及能源使用方式的根本性创新。在西部,智算中心虽然能接入更多绿电,但大规模的绿电直供的技术瓶颈、高昂的运维成本、以及“绿证”交易机制的尚不完善,使得西部算力的“绿色价值”难以兑现。与此同时,部分东部城市为了地方经济发展,仍在新建或扩建高能耗的智算中心,导致全国智算中心能耗总量不降反升,区域间在能耗指标的对峙进一步加剧了转型难度。
短期主义:PPA机制缺位下的“伪绿电”
真正的绿色转型,需要长期的电力采购协议(PPA)来锁定绿电供应和价格,激励新能源投资。然而,国内多数智算中心仍以短期交易为主,其绿电来源主要依赖于“绿证”购买或电网调配。这种模式造成了“算力中心自称是绿色的,但电网整体运行模式并未改变”的窘境,形成了“伪绿电”现象。只要资本驱动下对算力部署速度的追求高于对绿电自持率的追求,PUE指标的优化就只能停留在建筑和制冷技术层面,无法触及能源结构的根本性变革。

二、技术路线的分裂与芯片能效的极限
冷却技术:风冷与液冷的“技术路线”分歧
当前,绿色智算转型的核心技术争议点,集中在冷却技术路线的选择上。液冷技术无疑是降低智算中心PUE的“良方”,能将PUE降至1.1甚至1.03以下。然而,全面推广液冷技术面临着替换成本高、兼容性复杂和标准不统一等问题。许多企业为了避免短期内的高昂投入,仍在坚持优化传统风冷技术(如行级空调、蒸发冷却等)。这种“渐进式优化”与“颠覆性革新”之间的技术路线锁定,使得行业发展出现了分裂:少数领先企业布局全液冷,而大量中小企业仍然部署风冷技术,绿色化进程陷入停滞不前的状态。
芯片困境:摩尔定律失效与能效极限
智算中心能耗的根本来源是核心计算芯片(GPU/NPU)。单芯片功耗逼近甚至超过1000W,使性能提升与能效极限产生矛盾。芯片设计者通过不断增加晶体管密度,换取更高的算力,但随之而来的“热设计功耗”(TDP)的指数级增长,正在将数据中心推向能源消耗的临界点。业界寄希望于小芯片(Chiplet)架构、光计算或类脑计算芯片的革命,但这些技术路线的商业化和大规模应用仍是遥远愿景,使得短期内智算中心的能耗增长看不到明确的拐点。
指标盲点:从PUE到CER的复杂性
PUE作为衡量绿色基础设施的核心指标,其局限性日益凸显。它只衡量了“数据中心总能耗”与“IT设备能耗”的比值,却无法体现“算力产出”与“能耗投入”的实际关系。因此,行业开始尝试采用更复杂的指标,如碳利用效率(CUE)、可再生能源利用率(REF)、冷却效率比(CER)等。但指标体系的复杂化,恰恰为企业提供了更多的“选择性报告”空间,加剧了信息不对称,使得监管和评估绿色转型效果的难度呈几何级数上升。

三、AI大模型的能效与商业模式重构
算法功耗:大模型发展下的能效挑战
大型语言模型(LLMs)训练与推理消耗巨量电力,一个GPT-4级别的模型训练可能消耗数百万甚至数千万度电。当前AI行业的商业逻辑聚焦“参数竞赛”与“性能碾压”,叠加主流商业模式仍以“模型规模越大、应用效果越好”为核心导向,而非追求“模型轻量化、能效更优”,这直接导致算法研发者缺乏主动开展能效优化的动力。这构成了AI产业可持续发展的核心能效挑战:我们是否应该为边际性能的提升,承担能耗指数级增长的代价?
商业模式:按算力付费与按能耗付费的权衡
智算中心的商业模式正在从传统的按机架租赁向按算力计费转变。但这并未从根本上解决绿色化问题。真正的绿色商业模式,应该是将“碳成本”内化到服务价格中,推行“按能耗付费”的机制,使能效高的智算中心获得更高的市场定价权。然而,在竞争白热化的市场环境中,头部企业利用规模优势进行“低价倾销”的策略,使得绿色溢价难以形成,进一步抑制了中小企业进行高成本绿色技术改造的动力,商业模式重构迫在眉睫。
终极挑战:从“能耗中心”到“价值中心”
智算中心实现绿色转型的最大、也是最根本的挑战,是从一个“能耗中心”彻底转型为一个“价值中心”。这需要抛弃仅关注PUE指标的片面思维,转向关注整体系统层面的“碳中和算力”。这意味着,不仅要优化制冷,更要盘活闲置资源、优化能源结构,甚至重构业务布局,将低延迟应用部署在东部,将高吞吐、可容忍延迟的应用迁移到西部绿电区。这是一场涉及技术、政策、资本与商业的系统性革命,是智算中心能效、能耗与价值平衡的最终考验。