在人工智能浪潮席卷全球的当下，一场深层次的能源革命正浮出水面，成为业界无法回避的焦点。英伟达CEO黄仁勋曾直言，“如果你假设计算机不会变得更快，你可能会得出一个结论——我们需要14个不同的星球、3个不同的星系和4个太阳来为这一切提供能量。”OpenAI创始人萨姆·奥尔特曼也表达过类似的观点：“下一波生成型人工智能系统消耗的电力将远远超出预期，能源系统将难以应对。”

特斯拉CEO埃隆·马斯克更是多次敲响“电荒”警钟，他指出，“目前算力增长已经面临瓶颈，接下来变压器会陷入短缺，紧接着就是电力，我们将没有足够的电力来运行所有的芯片。”这些言论并非危言耸听，而是折射出AI浪潮背后算力需求与能源供给之间的矛盾与依存关系。

算力需求的爆发式增长，正以前所未有的速度吞噬着电能，使得数据中心在承载算力洪流的同时，也面临着能耗激增、成本压力、碳排管理三大严峻挑战。传统的“先算后电”的线性发展模式已无法适应智算中心高密度、高波动、快发展的运行特性。这亟需一种全新的、系统性的解决方案来打破僵局。

如何在保障算力的同时，走出高能耗、高成本、高排放的困局？“算电协同”正成为行业破局的共识。根据《算电协同技术白皮书（2025）》的定义，算电协同是指以新型电力系统和全国一体化算力网为基础平台，通过技术创新、机制改革和产业融合，实现电力系统与算力基础设施在规划建设、运行调度、市场交易、技术创新等全环节的深度协同。

在此背景下，施耐德电气提出的“算电协同”三层架构及系统化解决方案，为智算中心的可持续发展提供了清晰的实现路径。这一方案从不同层面协同优化，确保在提供高性能算力的同时，实现能源利用效率的最大化。

智算中心的双重困境：能源压力与业务挑战

作为AI时代的“数字油田”，智算中心的能源消耗正呈几何级数增长。根据《绿色算力发展研究报告（2025年）》，2024年我国数据中心用电量1660亿千瓦时，占全社会用电量约2%。施耐德电气商业价值研究院预测，到2030年，我国数据中心在用电量高情景下或突破7000亿千瓦时，占全国总用电量5.3%。

来源：中国电力发展促进会电力与算力协同发展专业委员会《电力与算力协同发展蓝皮书》，2024年8月；《戴璟：算电协同AI与能源的共生之路》

大量调研企业反映，未来三年数据中心年均用电量增长将超过15%。这意味着，智算中心不再是传统意义上的稳定用电负载，而是成为电网中最具挑战的“超级变量”。这种能耗模式的变化，正迫使数据中心重新审视能源管理的逻辑。

持续上涨的电价和庞大的能源消耗，直接转化为数据中心的运营成本，不断吞噬着运营商的盈利空间。2025《算电协同——数据中心的能源挑战与应对》数据显示，数据中心运营成本中，电费占比高达57%。如何在满足用电需求的同时有效控制成本，成为数据中心管理者必须面对的挑战。

与此同时，面对AI技术的飞速迭代，老旧设备往往难以满足新型工作负载的需求，其高昂的折旧成本和落后的能效表现，迫使企业必须进行大规模的更新改造。这一趋势虽契合国家发改委印发的“十四五”循环经济发展规划，但在有限的预算内实现高效、可持续的升级，仍是摆在所有数据中心面前的现实难题。

在国家“双碳”战略背景下,数据中心作为高能耗产业的代表，其碳排放压力日益凸显。政策法规、企业社会责任，以及客户的绿色采购需求，都在倒逼数据中心加速绿色转型。如何通过技术创新，实现能源的高效利用和碳排放的有效控制，成为智算中心可持续发展的必经之路。

除了能源困境外，智算中心的业务运营也面临多重挑战。首先，供电稳定性。智算AI集群计算与集群通讯模式导致智算中心功率不再是稳定负载，集群小时级波动率是云计算的10倍，高达50%。传统的供电架构在面对这种高频、大幅度的负载变化时，容易出现电压不稳甚至故障，从而影响业务连续性。

来源：北京理工大学王永真教授《电力-算力-热力全要素协同机制及关键技术》

其次，供配电与散热瓶颈。AI服务器的单机柜功率密度已突破传统极限，普遍达到20-50kW，部分液冷机柜甚至超过100kW。传统的风冷制冷和UPS供电架构已难以匹配。这迫使行业必须在供配电和散热技术上进行革命性升级，寻找更高效、更具弹性的解决方案。
此外，由于智算中心架构复杂、设备种类繁多，其运维管理的难度和风险也随之增加。传统的人工运维模式已无法有效管理如此庞大且复杂的系统，运维人员需要借助更先进的数字化工具，实现自动化、智能化的运营管理，以降低人为失误风险，提升整体运维效率。

破局关键：施耐德电气“算电协同”三层架构解析

面对上述挑战，施耐德电气提出并践行“算电协同”这一行业创新理念，通过深度融合算力与电力资源，实现二者的高效协同与动态优化配置。施耐德电气不仅提供硬件创新和软件赋能，更通过咨询和改造服务，帮助数据中心客户实现老旧设备的更新，助力数据中心从能源消耗者转型为稳定、高效、低碳的基础设施。

施耐德电气的算电协同解决方案，构建了三层架构体系，上层、中层和底层各个要素之间达到协调，实现资源的最优配置和系统的高效运行。

施耐德电气数据中心解决方案

底层——电力供给基础设施：强韧的“基石”这一层是算电协同的基石。在AI训练负载带来的功率波动挑战下，底层的电力系统必须具备高可靠性和动态响应能力。施耐德电气通过提供完整全面的供配电设施和架构升级，为用户构建坚实的电力供给基础。其中，兆瓦级Galaxy VXL UPS、EcoStruxure Energy Operation等创新产品，正是这一体系中的重要代表。Galaxy VXL UPS采用超紧凑、模块化设计，具备超高功率密度，可灵活扩展至1250kW，同时其eConversion模式下的效率高达99%，能够显著降低能源损失。更重要的是，它专为应对高密度AI工作负载而设计和验证，能够有效平滑AI算力所带来的功率波动，保障供电质量和稳定性。施耐德电气的EcoStruxure Energy Operation电力综合运营系统正是这一层的核心软件平台。该系统能够全面覆盖中低压配电、微网监控、新能源监控及综合能源管理等多元化应用场景。它搭载了数据可视化分析、故障智能诊断、事故溯源分析和AI决策辅助等专业算法，能够综合考量算力、电力特性及需求，兼顾算法效率、供应能力及成本，实现能源和算力调度的全局最优。此外，在能源供给侧，这一层还为多种能源（如光伏、风电等新能源）的接入提供架构支撑，使电力系统更具灵活性与稳定性。中层——算力负荷：智能的“调节器”这一层是算电协同的关键环节。它关注的不是简单的算力输出，而是如何挖掘IT负载的灵活性调节空间。通过实时监测和分析IT负载的功耗和运行状态，中层系统能够智能地调节非IT负载，例如制冷量的输出管理。施耐德电气的SmartCool末端空调节能解决方案便是这一层中的代表性应用。它集成了先进的AI和机器学习技术，能够基于IT负载的实时需求进行秒级同频动态制冷输出管理，将制冷能效提升至前所未有的精细化和智能化水平。上层——算电协同机制：全局的“智慧大脑”这是算电协同的顶层设计，也是未来实现全局最优的关键，目前这一层仍处在科研发展阶段。虽然通过底层一体化能源管控平台，能够结合算力需求与功耗预测，开展一定程度的动态调优和负载灵活性调节，但距离真正实现全局最优的智算中心精益管控，还有一定的差距。

实践验证：“算电协同”方案落地案例与成效

“算电协同”的价值不仅停留在理念与蓝图上，更在真实的项目落地中得到了验证。以施耐德电气与川西数据、亿安天下的合作为例，可以清晰看到这一体系化解决方案如何帮助智算中心突破能耗、成本与碳排三重挑战。

案例一：亿安天下——运营效率与可持续性的双提升作为AI算力服务平台和数智化运营服务提供商，亿安天下在快速扩张业务的同时，面临电力稳定性和运营成本的双重压力。为了寻求突破，亿安天下与施耐德电气展开了深入合作，部署了面向数据中心行业的EcoStruxure™解决方案。在硬件层面，亿安天下的数据中心部署了Galaxy 3L UPS、PIX中压开关柜、BlokSeT低压配电柜，Easy Cooling和雷纳多系列空调，并结合 SmartCool空调末端节能方案，实现了供配电与制冷系统的高效协同。其中，SmartCool方案在项目应用中表现突出，融合机器学习技术，使空调末端基于IT负载的实时需求进行动态制冷输出，实现秒级同频变化。在不影响亿安天下业务连续性的前提下，实现无损改造，并有效降低能耗。实践结果显示，在空调末端环节平均可减少30%以上能耗，直接降低PUE 0.04，兼顾可持续发展与业务增长。整套方案落地后，亿安天下的数据中心在能效和成本控制方面实现了实质性突破：数据中心综合能耗下降15%，能源成本降低20%，运维人员减少30%，并缩短了30%的建设周期，交付效率显著提升。这让亿安天下打造出具有国际领先水平的绿色数据中心，并多次获评国家绿色数据中心。正如亿安天下怀来云总经理马立明所言，“构建更可靠、可持续的数据中心，早已成为亿安天下立足当下、面向未来的必然选择。得益于施耐德电气部署的专业产品与解决方案，我们获得了客户的认可与信任，构筑起有力的竞争优势。”案例二：川西数据——打造绿色算力高地作为数据中心专业服务商，四川川西数据产业有限公司（川西数据）在雅安市打造了超大规模绿色数据中心，占地面积28万平方米，机架数量4万个，总算力规模达5912P，并以低至1.2的PUE和0.34元/度的电价优势，成为直连国家一级骨干网络的数据中心，跻身“国家绿色数据中心”行列。在电力基础设施建设方面，川西数据的数据中心部署了施耐德电气的PIX智能空气绝缘开关柜、预智低压成套设备Okken、预智低压成套设备BlokSeT和I-Line H系列高电流母线在内的中低压配电设备，构建了稳定的电力传输与分配系统，保障了数据中心电力供应的可靠性与高效性。在数字化能力建设上，川西数据的数据中心引入了施耐德电气的PO电力监控系统、POI智能配电站控终端、PMB主动运维专家、PM8000系列电能质量检测装置等数字化工具，开展精准的电能质量测试，满足数据中心在电力系统建设与运维中的多元化需求。值得一提的是，POI智能配电站控终端作为站级分布式数字化方案，内建模型与核心算法，优越的产品交互操作体验，通过对电力设备的就地监视、数据分析和可视化界面，提供定量与定性的结果呈现，为川西数据的数据中心运营、维护过程提供即时的策略反馈。依托施耐德电气覆盖规划、建设到运营的全生命周期服务与技术支撑，川西数据的数据中心进一步实现了节能降碳、提质增效与安全稳定运行，进一步夯实了“绿色算力高地”的行业标杆地位。

AI时代的能源挑战，是技术、商业与社会责任的交织。施耐德电气EcoStruxure™数据中心解决方案的核心优势，正在于它跳出了传统思维的局限，不再将算力与电力割裂，而是以“算电协同”这一系统性思维和实践，为智算中心的可持续发展提供了完整且可落地的答案。