面向未来的中国数据中心：绿色低碳与高可靠性 1 面向未来的中国数据中心： 绿色低碳与高可靠性 siemens-energy.cn 西门子能源商标由西门子股份公司授权使用。 面向未来的中国数据中心：绿色低碳与高可靠性 2 01 概述 02 算力拉动全球电力需求 03 中国数据中心规模与现状 04 中国电力供给结构与低碳转型 05 中国数据中心的发展趋势 06 面临的挑战 续性。西门子能源通过为数据中心运营商制定稳健的能源系 统战略规划，提供全球高效的能源技术方案，助力数据中心 运营商在当前和未来能源体系中实现这四个关键要素的协同 优化。 目录 面向未来的中国数据中心：绿色低碳与高可靠性 3 算力拉动全球电力需求 根据国际能源署测算，2024 年全球数据中心电力消费约为 415 TWh，占全球电力总需求的 1.5%。在基准情景下，预计 到 2030 年这一数字将翻番至 945 而数据中心电力需求增速正迅速赶超传统工业，成为能源系统转型的不可忽视的关键变量。 全球数据中心用电量及展望（IEA） 单位：TWh 数据来源：国际能源署（IEA） 面向未来的中国数据中心：绿色低碳与高可靠性 4 中国数据中心规模与现状 截至 2024 年底，全国在用算力中心机架总数已突破 880 万 标准机架 1，算力总规模达到 280 EFLOPS（每秒百亿亿次浮 点运算），其中智能算力占比显著提升至

.......................................................... 6 发展 ............................. 高可靠性成为行业焦 点 ....................................................................................... 7 05 06 第二章：风电产业发展面临的新挑战 风光大基地、深远海风电、千乡万村驭风计划、老旧风机技改升级……在新的历史机遇面前，中 国风电行业迎来了新的发展机遇，同时也将面临新的挑战。 高可靠性成为行业焦点 从山间到草原，从沙漠到高原，从陆地到海洋，一架架“大风车”拔地而起、迎风转动。陆上风 电机组常年运行在沙漠、戈壁、荒漠等风沙大、昼夜温差大、紫外线强烈等自然条件复杂且恶劣 的地 括设备控制柜、工业机柜、操作控制箱体等产 品。威图机柜系统表面防腐性能强、密封性强、 负载能力高、安全性高， 且操作舒适， 可 为 风电用户带来多样化的设计方案及优异的 产品 体验。 防沙设计 威图以高可靠性基因，持续为“沙戈荒”风 电大基地建设发展提供装备保障。威图 机柜 采用独特密封工艺，可在 -40℃-80℃ 的环境 中长久为机柜内器件提供保护，使 其免受风 沙侵袭，成为机柜防护等级和使

室、图书馆等领域拓展； 与社区智慧消防、充电桩管理深度融合，侧重柔性负荷调节 从单一负载识别往社区智慧消防、充电桩能源管理深度发展，形成集群解决方案 深度融入金融银行的基础设施智能化体系，业务高可靠性与精细化运营是关键 深入金融、银行核心配电解决方案，形成深度替代 基于AI的负荷预测与优化，实现“用电-运营” 深度协同的智慧节能 产品融合AI芯片，实现负荷根据天气、季节、温度等因素的预测和灵活调节，实现智慧节能 维 有序充电与V2G技术的关键执行单元，助力电网削峰填谷 打通通路，深度集成到工业物联网平台，实现预测性维护与精细化能源管控，真正实现运维人员的减配提效 配合保障医疗IT系统等特殊供电系统的高可靠性与智能化监管，实现与现有医疗供电系统的深入融合和替代 支持体育馆灵活多变的用电场景需求，满足体育馆负荷波动大、供电可靠性要求高、设备空间布局分散、（演唱会、赛事期间）电能质量要求高的特点 成为 求高、能耗管理复杂度高、供电回路灵活性高等要求，可实现电气火灾预警、 站位用电安全监管、撤展、闭馆安全可控等能力，实现精细化节能配能 基站长期运行，对人员检查维护提出要求，智慧断路器需满足该场景高可靠性要求，实现7*24小时不间断运行，实现精细化能耗管理和智能节能、满足远程集中化运维、 实现小型化和集成化的设计适配，在未来能够实现与储能的融合，提升基站能源独立性 智慧微断产品未来技术发展趋势

复合型人才极度稀缺 03 电力行业「人工智能 + 」转型的挑战： 三大挑战阻碍电力企业全面数智升级 AI“ 黑箱”与电力系统高可靠性要求的矛盾 应用层面： 从点到面规模化应用的阻 碍 360AI 企业知识库： 连接沉睡的数据孤岛 ， 通往智能应用的未来 AI 辅助源荷预测 AI 中 ，未能加以有效应用。 设备数据现状的复杂性 设备的全生命周期数据分布于各个 系统中，来源广泛，结构复杂，数 据孤岛现象严重 故障数据的不均衡性 由于电力系统的高安全性高可靠性 要求，设备实际故障数据 / 样例少， 面临长尾分布的问题 场景一： 人工智能时代下的电力设备的检修与运维

中广核+可胜技术·格尔木350MW塔式光热发电项目 关键技术 全球规模最大的聚光集热系统——三塔一机系统。格尔木350MW项目采用三塔一机技术，即三座镜场集热，并盐后共用 一台汽轮机。采用37㎡高精度、高可靠性智能定日镜，镜场总反射面积约330万㎡，是全球已投运单机最大镜场（迪拜 100MW项目为175万㎡）的1.89倍。 成效 熔盐储热系统分散布置在各个镜场中心和动力岛，并结合调峰型光热电站的运行特点优化多塔一机的熔盐储热系统配置、 成效 可提供90kVA负载（等效降低变压器负载5.6%），调节后 负载率降低至54.4% （进入理想负载区50%~60%）。 基本半导体·碳化硅功率器件解决方案 关键技术 采用高性能、高可靠性的碳化硅MOSFET及功率模块，大幅提高单位功率密度， 减小模块体积并简化电路设计，满足V2G充电桩设备耐高压、耐高温、小型化以 及降成本的需求，帮助新能源汽车实现提高充电效率、降低输电损耗的目标。 岭掺氢综合科技实验平台），集成测试、验证、生产功 能，掺氢比达到20%，成功实现安全供气20个月。 先进实践 氢辉能源·MW级电解槽技术 关键技术 自主研发BriPEM®双增强型质子交换膜，融合多重消 氢、热管理、高可靠性密封等技术，创新基于自动化 柔性电解槽装配产线的高精度叠装工艺。 成效 单槽产氢量可扩展至600标方/时，是国内唯一通过 ASME、CE和ISO 22734等多重国际认证的兆瓦级电解 槽

里级别长距离连接；芯片级光互连主要以共封装光学为主，主要应用 于超节点内并进一步下探到芯片内场景，提供超高带宽密度（可达 Tbps/mm²级）、超低时延、千卡以下互连规模、公里距离之内的连接， 要求高可靠性。 面向大规模智算集群场景光互连技术白皮书 (2025) 9 图 2-1 十万卡级智算中心集群光互连架构设计 2.1.1. 设备级光互连：光交换机的演进与应用 随着智算集群规模持续扩展，电交换芯片逐渐显现瓶颈。单芯片 案。 图 2-17 AVICENA MicroLED的光引擎方案示例 基于Micro-LED的光互连方案技术趋势着重于优化驱动电路、改进 量子阱材料结构、延长激光源使用寿命以适配大规模集群的高可靠性 需求。 总体来看，硅光方案因其性能优、CMOS工艺集成高等特性已形成 较成熟的产业和标准牵引，VCSEL阵列依托既有的短距应用在NPO方案 中仍具竞争力，Micro-LED阵列提供了能效和并行密度上的新路径。三 重配置，业界仍在积极探索新型光开关技术，推动切换时间向微秒甚 至纳秒级演进。控制与编排的复杂性也不容忽视，光交换缺乏电交换 原生的控制功能，需要依赖额外的软件层实现集中调度和动态拓扑管 理。高可靠性、低损耗和大端口数的设计要求也对设备制造提出了更 高挑战。 从组网角度看，智算中心引入光交换技术可带来跨代融合组网、 降低成本、降低功耗、提升性能等优势，但也引入切换灵活性差，可 面向大规模智算集群场景光互连技术白皮书

源隔离，实现多租户、多业务的安全并行运行， 并采用严格的身份认证、访问控制和加密算法保障平台及模型服务的可信。在高可靠性方面，边缘 算力平台遵循电信级设计标准，采用无单点故障架构与多层冗余备份机制，支持故障自动隔离和秒 级容灾切换，保证核心网关键功能连续稳定运行，满足超高可靠性要求。同时，完善的监控告警与 智能运维体系能够实时发现异常并自动恢复，进一步提升平台运行的稳定性与可靠性。 08

矿冶行业在可持续发展中面临保障供电稳定性与优化经济性 的双重挑战，传统柴油发电因成本高、可靠性差、碳排放严重， 难以适应绿色化、智能化转型需求。 华为智能微网解决方案以构网型储能为核心，融合多能 源协同，既满足矿山高可靠性供电要求，又能降低度电成本超 50%、减少碳排放，经多个国际大型矿山项目验证，已成为行 业能源转型的可复制标杆。 矿山微电网正从“辅助供电系统”进化为“零碳矿山核心基 础设施”。预计 2030 及阴 雨天气情况，通过配置 5.1MWp 光伏、2.5MW/5MWh 储能及备用柴发，精准覆盖矿区日间 1700kW、夜间 300kW 的负荷需求。采用华为智能微网解决方案，确保在恶劣工况下的高可靠性与高效运维，并且支持灵活 扩容，计划远期增加光储容量接入水电形成水光储柴微电网系统项目。 沙特红海全球最大光储微网项目是“沙特阿拉伯 2030 愿景”策划的重点基础设施项目，是沙特首次采用

托 400G/800G ROADM 逻辑平面，实现跨地域智算中心之间超大带宽、 超高可靠的光联接。在业务密集的城域短距离智算中心间，可根据需 求部署轻量化光传输设备实现互联。为确保网络连接的高可靠性以实 现无损化传输，可探索 50ms 波长重路由恢复技术。 17 Ⓒ中国电信版权所有 图 6 智算中心光网络目标架构 智算中心内部大规模算力互联：全光交换机（OCS）在部分超大 智算中心光网络：实现多个区域内算力中心高速互联。部分城域 27 Ⓒ中国电信版权所有 网引入基于快速波长切换激光器的 50ms 电信级 WSON 恢复能力， 以及无损的传输能力，确保网络连接的高可靠性。部分数据中心内试 点部署 OCS。智算中心内外融合网络初步具备跨域算力调度能力，开 展算网协同运营平台试点，实现算力资源状态感知、按需编排、统一 调度。探索为政企客户提供“网络+算力”的新型服务模式。

针对上述技术瓶颈与生态壁垒，国产 PLC 厂商亟需突破性解决方案。 在此背景下，宝信软件天行 PLC 系统精准锚定行业痛点，以全栈自主可控、 全开放互联架构为核心突破点，结合强劲的 CPU 算力、高可靠性、编程语言完全 兼容 IEC61131-3 标准以及支持导入国际知名品牌 PLC 应用程序，构建了一套 系统化破局方案。该方案通过“零门槛迁移”与“多工业场景的成功应用”两大 核心能力，不仅有效化解了存量外资 年钢铁行业大型 PLC 市场竞争格局（单位：%） 在中国冶金行业的大型 PLC 市场，外资品牌目前占据主导地位（如图 4.6）。 这主要源于冶金行业高温、高粉尘等严苛工况对大型 PLC 提出了特殊的高可靠性 要求，而外资品牌凭借其在冗余设计、系统扩展性等方面的显著优势，更能满足 这些需求。因此，用户普遍倾向于选择西门子、施耐德、罗克韦尔等国际品牌， 这些品牌不仅技术成熟度高，且较早进入中国市场，积累了深厚的应用基础。