观韬视点 | “AI+能源”合规系列之一：算力的尽头是电力——浅议现行法律框架下智算中心面临电力短缺的解决方案
作者：王梓 王渝伟 张可妮
一、问题的提出
第四次工业革命方兴未艾，人工智能作为第四次工业革命的关键角色，其不可阻挡的发展趋势，正预示着一个全新的科技时代。
实际上，人工智能并不是一个新的概念，它的诞生最早可以追溯至1956年夏季。彼时，在美国达特茅斯学院的人工智能研讨会上由约翰·麦卡锡首次正式提出了“人工智能”的概念。后来随着其技术不断演化发展，2015至2017年间AlphaGo在全球顶尖围棋赛事中多次战胜人类棋手，以其惊人的学习能力吸引了全球范围内的广泛关注与热议。我国也在2017年发布首部国家级人工智能发展规划，将新一代人工智能的发展提高到国家战略层面。
以ChatGPT为代表的生成式人工智能应用引发了新一轮的人工智能革命，而生成式人工智能带来的巨大能源需求近期也逐渐进入公众视野。生成式人工智能需要比标准计算更多的算力，同时在规模效应的驱动下，各个公司不断增加模型参数和数据量，也导致算力需求在成倍增加。生成式人工智能训练阶段尤其耗电，以训练一个如GPT-3的大模型为例，所需电量预计约为130万千瓦时，约等于130个美国家庭的年消费电量[i]。在国际能源署（IEA）近期发布的电力需求预测报告中，IEA估计数据中心、加密货币和人工智能在全球范围内消耗了约460太瓦时的电力，几乎占全球电力总需求的2%，并预测在2026年该需求可能翻倍。[ii]
生成式人工智能与电力供应的问题既关系到该等需求对目前电力供应系统造成的冲击，又在很大程度上决定这种革命性技术是否可持续。
二、中国的算力发展与电力供应
中国政府十分重视算力产业的发展，2023年是我国算力产业爆发式增长的一年，中国算力总规模位居全球第二[iii]。国家发改委、工信部等部门牵头出台了《全国一体化大数据中心协同创新体系算力枢纽实施方案》、《国家发展改革委等部门关于深入实施“东数西算”工程加快构建全国一体化算力网的实施意见》、《算力基础设施高质量发展行动计划》等政策性文件。随着生成式人工智能大模型的问世，全国也掀起了规划建设智算中心的热潮，当前有超过 30 个城市正在建设或提出建设智算中心。有关机构预测，2030年全国智算中心年用电量在0.6万亿度-1.3万亿度，约占当年全社会用电量的5%-10%。[iv]
中国电力企业联合会在今年7月分别发布了《中国电力行业年度发展报告2024》和《2024年上半年全国电力供需形势分析预测报告》。根据报告，2024上半年全国全社会用电量4.66万亿千瓦时，其中第三产业用电量延续快速增长势头，互联网数据服务上半年用电量同比增长33.0%。同时，第一产业和第二产业用电量也均保持较快增长。预计2024年全国电力供需形势呈现总体紧平衡态势；迎峰度夏和度冬用电高峰期，部分区域中的部分省级电网电力供应偏紧，部分时段可能需要实施需求侧管理等措施。
算力基础设施的运行需要全天候不间断和持续的电能供应，尽管中国已建成全球规模最大的电力系统，而面临新科技革命浪潮和极端天气频发态势的挑战，在电力短缺可能成为现实的情况下，本文意在讨论现行法律框架下的电力供应规则，为智算中心投资和运营提供法律角度的思考和建议。
三、现行法律框架下电力短缺时的供应规则
现阶段，我国规范电力供应的主要法律法规包括《电力法》、《电力供应与使用条例》、《供电营业规则》等。《电力法》和《电力供应与使用条例》均明确了我国电力供应和使用的管理原则，即：安全用电、节约用电和计划用电。《电力供应和使用条例》规定，在发电、供电系统正常的情况下，供电企业应当连续向用户供电，不得中断。此外，供电企业和用户均应当服从电网统一调度。
2015年，《中共中央 国务院关于进一步深化电力体制改革的若干意见》的发布开启了新一轮电力改革。长期以来，我国一直实行发用电计划，为保障电力供需平衡、电网安全稳定运行起到重要作用。新一轮电改以来，实现电力电量平衡已逐步从以计划手段为主平稳过渡到以市场手段为主。尽管《电力供应与使用条例》中仍规定用户不得擅自超过计划分配的用电指标用电，但国家发改委于2019年印发《国家发展改革委关于全面放开经营性电力用户发用电计划的通知》已经全面放开经营性电力用户发用电计划。除居民、农业、重要公用事业和公益性服务等行业电力用户以及电力生产供应所必需的厂用电和线损之外，其他电力用户均属于经营性电力用户。经营性电力用户原则上全部参与市场化交易，不再受限于用电计划指标。例如《北京市城市管理委员会关于印发北京市2024年电力市场化交易方案、绿色电力交易方案的通知》规定，执行工商业电价的电力用户可选择直接参与市场交易，其中，10千伏及以上的工商业用户原则上要直接参与市场交易；逐步缩小电网代理购电用户范围，鼓励其他工商业用户直接参与市场交易。就电力用户端而言，无论是直接参与电力交易市场购电还是通过电网企业代理购电的用户，均需要和电网供电企业签署供用电合同，由供电企业保证电力用户的电力供应质量和承担持续供电的义务。
在全面放开经营性电力用户发用电计划的同时，发改委作为监测预测预警宏观经济的部门，仍然对于不符合宏观经济发展的行业予以限制。例如在2021年，国家发改委联合其他十个部门印发了《关于整治虚拟货币“挖矿”活动的通知》，对于虚拟货币“挖矿”此种能源消耗和碳排放量大，对国民经济贡献度低又存在较大风险的活动出台了一系列整治措施，其中就包括禁止新增项目报装接电，不得供电；查处对存量项目供电行为，实行差别电价等措施。
智算中心作为工商业用户，直接参与电力交易市场购电或者通过电网企业代理购电，在电力供应充足的情况下，正常使用电力不受干预。2011年，为应对全国电力供需总体偏紧的情况，国家发改委出台了《有序用电管理办法》。2022年以来，发改委会同有关方面，在《有序用电管理办法》基础上研究修订了《电力负荷管理办法（2023年版）》，并同步出台了修订后的《电力需求侧管理办法（2023年版）》。以电网企业、电力用户和电力需求侧管理服务机构的角度规定了负荷管理的措施。在出现电力供应偏紧的情况下，采取的措施如下：
1. 需求响应
需求响应，指应对短时的电力供需紧张、可再生能源电力消纳困难等情况，通过经济激励为主的措施，引导电力用户根据电力系统运行的需求自愿调整用电行为，实现削峰填谷。各类经营性电力用户均可参与需求响应。北京、上海、浙江、江苏、福建等地均出台了需求响应相关的实施细则或方案。
比如江苏省发改委于今年6月印发《江苏省电力需求响应实施细则》，其中就规定拥有空调、储能、充换电设施、数据中心、基站、蓄冰制冷装置、微电网等其他具备可调节负荷的用户可通过独立户号、负荷聚合商或虚拟电厂运营商参与需求响应。对于削峰需求响应的参与者按照可调节负荷度电给予补贴。
2. 有序用电
在可预知电力供应不足等情况下，依靠提升发电出力、市场组织、需求响应、应急调度等各类措施后，仍无法满足电力电量供需平衡时，将通过行政措施和技术方法，依法依规控制部分用电负荷。
各省级电力运行主管部门组织指导省级电网企业等相关单位，根据年度电力供需平衡预测和国家有关政策，编制本地区年度有序用电方案，并报省级人民政府同意后，向国家发展改革委、国家能源局报告。年度有序用电方案应按照先错峰、后避峰、再限电的顺序安排电力电量平衡。年度有序用电方案通过后，省级电力主管部门视电力供需平衡情况，在报告省级人民政府后，适时启动有序用电方案。
编制有序用电方案应重点保障以下用电：
（一）应急指挥和处置部门，主要党政军机关，广播、电视、电信、交通、监狱等关系国家安全和社会秩序的用户；
（二）危险化学品生产、矿井等停电将导致重大人身伤害或设备严重损坏企业的保安负荷；
（三）重大社会活动场所、医院、金融机构、学校等关系群众生命财产安全的用户；
（四）供水、供热、供能等基础设施用户；
（五）居民生活，排灌、化肥生产等农业生产用电；
（六）国家重点工程、军工企业。
编制有序用电方案应重点限制以下用电：
（一）违规建成或在建项目；
（二）产业结构调整目录中淘汰类、限制类企业；
（三）单位产品能耗高于国家或地方强制性能耗限额标准的企业；
（四）景观照明、亮化工程；
（五）其他高耗能、高排放、低水平企业。依据高耗能行业重点领域能效标杆水平和基准水平，优先限制能效水平低于基准水平的企业用电需求。
以上海市经济和信息化委员会7月份公布的《2024年上海市迎峰度夏有序用电方案》为例，在对夏季电力负荷预测和供应能力分析的基础上，优先保障民生相关、重要用户、重大项目的正常用电，上海市该阶段的有序用电方案分为六级，按照电力缺口、接入电压等级和工商业用户能耗量等采用不同级别方案，I-IV级方案为提前一天及以上通知用户，单次执行时长一般不超过当日24小时，补偿标准为0.3元/千瓦时；V-IV级方案为商业、工业用户轮停方式，该方案提前3天以上通知用户，一般提前一周安排，方案无补偿。同时，方案中还提到了重点保障用户白名单和“两高”企业优先让电机制。
四、思考和建议
1. 尽管智算中心、数据中心等算力基础设施能耗较高，但并不属于现行法规下的节能降碳的工业重点领域，更非《产业结构调整指导目录》的限制类和淘汰类，而是国家鼓励类产业。在出现电力短缺需要实施有序用电方案时，智算中心不应属于限制用电的项目。
2. 智算中心可以视自身负荷使用和变动情况与负荷聚合商、虚拟电厂、电网企业签订需求响应协议，更好地管理和利用自身负荷。
3. 承担重要功能的智算中心，在投资和运营期可争取进入当地重点保障用户名单，以获取较优先的供电次序，保障设施稳定运行。
4. 智算中心在设计环节应当符合固定资产投资项目节能审查的相关要求，有条件的配套建设清洁能源项目或者作为“源网荷储”一体化项目规划。限于文章篇幅，我们将在后续文章中展开对以上问题的讨论。
[i]引自The Verge文章“How much electricity does AI consume” by James Vincent.
[ii]引自IEA ”Electricity 2024 Analysis and forecast to 2026”
[iii] 引自人民日报文章《我国计算力水平位居全球第二》
[iv] 引自未尽研究×环球零碳《AI改变能源 智算如何引领新型电力系统》