破局新能源“任性”：物理AI重構電力邏輯

文/本刊記者 武魏楠

在中國電力行業向低碳化加速轉型的背景下，高比例新能源接入正帶來一場深刻而現實的考驗。風電、光伏裝機規模呈指數級增長，但其固有的間歇性、地域分布的不均衡性，也對電力系統的調節能力、調度響應速度和運行復雜性提出了前所未有的挑戰。 “高比例新能源時代的電力系統應走向何方”已超越技術層面的討論，成為一項關乎能源安全與系統重構的緊迫命題。

在構建新型電力系統的進程中，結構性矛盾日益凸顯：資源稟賦好的地區，往往在風光出力高峰時面臨消納問題，無風無光時又不得不依賴傳統火電機組保供支撐；大量新建的工業負荷明確提出綠電需求，卻難以承受新能源出力波動對連續生產帶來的風險；地方政府希望發展零碳產業集群，但電力基礎設施和區域調節能力常滯后于產業規劃。行業面臨的困境，并非單一環節的問題，而是規劃協同、預測精度、調度靈活性、設備適應性和負荷互動能力之間的系統性錯配。

在這樣的背景下，遠景選擇在內蒙古赤峰布局一個體量巨大的“實證基地”：兩百萬千瓦級風光儲一體化電源、百萬噸級綠色氫氨生產裝置、構網型風機、動態可調的電解槽和合成氨裝置，被放在同一個系統里運行，并嘗試把調度和控制交給一套以氣象大模型和能源大模型為基礎的“AI電力系統”。

這個系統已經在高比例新能源場景下連續運行，面對過長時間極端低資源天氣，也度過了季節性負荷大幅波動的時段。這里是全球首個、最大的“AI電力系統”，行業人士更愿意把它視作一個值得觀察的工程化樣本：它并不回答所有問題，但它確實在用一個真實、復雜、具備產業鏈深度耦合的場景，展示一種可能的路徑。

PART 01

電力系統的AI落點

遠景為這套高比例新能源系統設計了“工程化”的敘述框架。它以氣象大模型“遠景天機”和能源大模型“遠景天樞”為技術核心，疊加“更經濟、更精準、更高效、更堅韌”的目標，以及七道安全防線構成的保護體系。

在這些宏大概念從頂層設計邁向工業落地的過程中，赤峰項目呈現的是一套嚴謹的工程邏輯：把不確定性看見，把復雜性算清，把風險關在邊界內。

在新能源高占比地區，功率預測能力幾乎決定了調度與規劃的上限。赤峰項目中的氣象大模型不僅依賴數值天氣預報，還疊加了衛星云圖、天空成像儀、風速雷達等多源數據，形成分鐘級到多年尺度的預測體系。根據遠景在項目中展示的數據，通過氣象預測能力的提升，這一套模型使風光功率預測精度提升了約10個百分點。預測精度本身不是目的，而在于如何將其轉化為實在的經濟性與安全性，因為預測的誤差會直接轉化為系統備用容量需求和額外的運行成本。當一個系統能夠更早、更精準地判斷風光波動、極端天氣或低資源窗口期，就可主動優化儲能運行策略、調整氫氨可變負荷，將系統的安全冗余從“被迫增加”轉向“精準分配”。

調度層則把“看見”變成“執行”。在赤峰，感知、決策和控制的鏈條被拆成由云端、站端和邊端共同承擔。云端做模型訓練與策略生成，站端與邊端負責本地化決策與快速控制。這樣的結構使調度策略既能利用大模型的強計算，又保留電力系統最基本的可回退能力：當通信中斷、云端異常或策略錯誤時，站端可以立即接管，實現“自治式運行”。

這種架構看似技術細節，實則回應的是行業的真切擔憂——電力系統的安全不能依賴單一智能體，更不能因為AI的不確定性而犧牲穩定性。

安全保障是這套系統強調最多的內容。在傳統電力系統依賴的“三道防線”架構基礎上，遠景赤峰項目構建了一套更縱深的防御體系，將其拓展為七道數字化與物理手段相結合的防線：從模型驗證、策略審查，到站端保護和本地獨立閉環，再到人工介入的“回退模式”作為終極保障。

這也是不久前遠景科技集團董事長張雷深入闡釋的“物理人工智能”的核心價值之一：將數據智能與能量守恒定律、空氣動力學方程、潮流計算等物理規律相結合，能有效消除傳統語言大模型的“幻覺”，讓AI在真實物理世界中可靠地發揮作用。

赤峰項目已經經歷過連續16小時無風無光的考驗，也經歷過區域性極端天氣的沖擊，系統一直保持穩定運行。遠景將這種運行穩定性歸因于七道防線的層層保障，但從行業角度看，更值得注意的是它在真實工程里驗證了“電力電子占比極高的系統如何維持穩定”這一更深的問題——構網型風機、構網型儲能與傳統同步機不同，它們要通過算法來構建電網的慣性與支撐，模型、算法和控制策略的任何一次失誤，都可能放大成系統風險。

“我們的預測不是靠語言模型，而是靠真實物理數據。”遠景能源高級副總裁、新電網產品平臺總裁黃志勇表示。

在赤峰，AI并不是以“杜絕風險”的姿態進入電力系統，而是以“可被審計、可被回退、可被切走”的方式嵌入調度鏈路。能源大模型的價值體現在預測、參數優化、策略生成等復雜度極高的任務上，而關鍵控制鏈路仍有工程化的冗余與底線。這種技術哲學也體現在“云—站—邊”的設備與工藝協同中：風機、光伏、電解槽、合成氨裝置均被設計能夠在分鐘級甚至秒級精準響應調度指令，并在必要時自主切換為安全保供模式。

更值得關注的是負荷側的參與方式。在赤峰，負荷不再是一個被動的“用電端”，而是被設計為與風光互相適應的生產系統。電解槽可在五分鐘內完成從零到滿負荷的調整，合成氨裝置可在三十分鐘內完成自適應運行，連空分裝置也被改造為動態儲能空分，能夠在電價最低的時段把能量轉化成可儲存的液氮。這種荷隨源動的負荷形態，使得系統不必依靠過度儲能，也無需在低價時段大量棄風棄光，從根本上把新能源的波動部分內部消化。“我們把風機、儲能、電網、氫氨工廠看成一個系統，而不是一堆拼來的設備。”黃志勇說。

這些工程實踐共同構成了遠景所強調的“AI電力系統”的本質：它并不是一個單純的軟件系統，而是一套以設備能力、調度體系、安全機制和產業負荷共同組成的電力—工業耦合系統。大模型是其中的“大腦”，但真正支撐整個系統穩定運行的，是完整的工程閉環。

PART 02

從樣本到路徑

赤峰項目的規模、復雜度與運行經驗，使它獲得了樣本討論的價值。但行業更關心的問題是：這樣的系統能否成為全國范圍內的通用模式？或者說，它是一個“特例”，還是一個“模板”？

評估其可復制性，必須回到最基礎的因素：資源稟賦、制度環境、產業結構與成本構成。

首先是資源與政策環境。內蒙古的風能和太陽能資源都位居全國前列，因此新能源裝機超過一億千瓦。如此巨大且穩定的資源端，使得綠電直連、源網荷儲一體化等模式有天然優勢。同時，地方政府在儲能容量補償（高達0.35元/千瓦時，最長可持續10年）等方面提供了強激勵，綠電直連在政策層面也擁有相對清晰的通道。赤峰得以實現相對低成本的可再生能源供應，與這些制度和資源條件密不可分。

當然，我們也應當看到，這些條件并不在全國普遍存在。沿海地區土地成本高，可再生能源項目受限，電網結構復雜，綠電直連常受到輸配電價制度、接網方案、負荷特性的共同影響。赤峰模式能否進入這類地區，不只是技術問題，更是制度協調問題。

經濟性是另一關鍵因素。赤峰項目展示了通過規劃優化和調度調整降低綜合用電成本、提升電站利用率的可能性，還展示了在氫氨、空分等產業鏈中，以綠電驅動生產可帶來產品的碳競爭力提升。對于出口導向型產業來說，出口目的地要求產品在生產中可溯源使用的小時級綠電與可追蹤的碳足跡正在變成新的競爭壁壘。在內蒙古的鋼鐵、化工和心材料等產業布局中，這類能力能夠直接轉換為經濟優勢。“對于化工、鋼鐵這樣的大工業來說，綠電不只是低碳，而是新的成本結構。”遠景科技集團首席可持續發展官、零碳綜合能源產品線負責人孫捷指出。

系統的經濟性必須置于具體應用場景中進行評估。生產工藝缺乏靈活性，無法調節用電曲線的產業無法享受到源荷互動帶來的電價優勢；負荷分散、峰谷差顯著、工業規模不穩定的地區，同樣不具備復制遠景赤峰那樣的深度耦合模式；土地、接網和儲能成本在不同省份之間差異極大，影響終端電價的長期競爭力和地區吸引力。

產業結構的差異更加凸顯了工業脫碳的復雜性。像綠色氫氨等新興載能產業，由于工藝相對新、負荷具備可調性，且正處于全球低碳標準尚未定型的階段，更有動力為穩定且可溯源的綠電投入資源。然而，傳統沿海制造業、輕工業、建材等行業的生產流程高度連續、工藝改造空間有限，對能耗結構調整極為敏感，更看重供應鏈整體性與綜合成本的穩定，可直接替換為綠電的比例和節奏受到嚴格制約，其對綠電直連的需求自然不如想象中強烈。

對此，遠景科技集團零碳戰略總經理張元指出，在風光資源豐富的地區，可以優先發展綠電直連項目，遠景赤峰零碳氫能產業園的成功經驗更容易復制；在沿海等地區，可以結合城市更新和產業升級，尋求差異化的零碳園區建設。

而這種復雜性更凸顯了赤峰樣本的重要性。因為這里不僅展示了新能源的技術能力，也展示了一種產業組織方式：風光儲設備、負荷工藝、電力調度和數據平臺均由同一體系統籌，減少了跨企業協調、責任劃分和接口標準帶來的摩擦。

此外，國際碳規則正在發生變化。GHGProtocol的最新規則提出了“對企業使用‘市場法’核算范圍二排放時，新增‘小時級匹配’和‘區域匹配’的強制性要求”，意味著用能企業未來不得不在時間和空間兩個維度上證明其使用的是可溯源的綠電。赤峰項目的小時級監測與核算能力，使其綠氫、綠氨獲得了國際認證。

由此來看，赤峰模式的核心價值，不在于被定義為區域案例，而在于它為不同工業門類走向零碳提供了經過真實場景驗證的實踐樣本。它把高比例新能源、工業負荷調節、工藝改造與制度安排放入同一個實驗場中，使各類產業首次能夠在可觀測、可量化的條件下檢驗自身的低碳未來：哪些工藝天然適合綠電直供，哪些行業需要通過裝備升級釋放靈活性，哪些環節在制度與市場機制完善后將有更大突破空間。

正因為這種“跨產業鏈、跨技術路徑、跨制度場景”的綜合驗證已經在赤峰完成，它對其他地區和其他工業部門具有越來越明顯的吸引力。對于資源稟賦不同、負荷結構各異的區域而言，赤峰模式不僅提供了技術和系統層面的啟示，更展示了工業生產與高占比新能源協同運行的可行性，從而為未來的復制與演化打開了空間。

隨著制度推進、市場規則優化、可再生能源接入能力增強，以及更多企業愿意通過工藝升級來獲得負荷可調性，赤峰模式有望從“領先實踐”向“可推廣路徑”邁進。

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