
日前 ,走入中心国家能源局在京召开例行新闻发布会 。数据国家能源局能源节约和科技装备司副司长刘亚芳介绍。还差
储能的走入中心发展可谓高歌猛进,这将影响到各行业的数据用电情况,对于依靠电能进行不间断运行的还差数据中心而言尤其如此。并且 ,走入中心储能与数据中心节能减碳关系越发密切 ,数据如何发展储能也成为数据中心重点关注话题 。还差
(根据能量存储形式的走入中心不同,广义储能包括电储能、数据热储能和氢储能等。还差数据中心中供电是高防服务器走入中心其正常运行的基础,因此 ,数据在储能方面,还差行业的关注集中于电储能,本文讨论的储能也特指电存储 。)
对于数据中心而言 ,在当前阶段 ,变革能源供电形式的主要目的是稳定用电 ,并以此来进行节能减碳、削峰填谷,云计算而储能在这些层面均能够发挥效用。
稳定用电上,数据中心用电可以分为应急电源与常用电源,在理论上,储能在这两方面均能够起到稳定发电的作用 。一是储能可以替代柴发进行应急 ,作为数据中心的备用电源,能够在市电断电时,提供稳定的供电;二是储能能够成为数据中心的一路主供电源,通过并网为数据中心提供高安全性的香港云服务器日常供电 。
节能减碳上,数据中心需要提升新能源的利用率 ,但太阳能、风能等常用新能源受自然因素影响大 ,供电并不稳定 ,不符合数据中心的用电需求 。通过储能则可以解决这一问题,提升新能源供电的稳定性,最终 ,通过利用新能源供电达到减少碳排放的目的。模板下载换句话说 ,储能通过存储新能源为数据中心碳排放的降低提供了条件。
削峰填谷上,储能的形式决定了其可以选择性的在用电高峰放电 ,在用电低谷进行蓄能,具备调节作用,能够参与到电力市场调峰、辅助调频等行为中,让数据中心从中获益。
基于此,理想化的储能可以通过存储的形式,免费模板为数据中心提供稳定新能源供电,并能够将之用于应用或日常供电中,达到节能减碳、削峰填谷的目的 。
值得一提的是 ,数据中心与储能的结合已经受到各个地方的重视,多个地方出台相关政策推动其发展 。如去年10月 ,山东省工信厅发布了《关于深化改革创新促进数字经济高质量发展的若干措施》 ,源码库文件提出,启动“风光储能+大数据中心”建设 ,数据中心可再生能源使用比例提高10个百分点 、达到25%以上。
同样是去年10月,深圳市发改委发布公开征求《深圳市关于促进绿色低碳产业高质量发展的若干措施(征求意见稿)》意见的通告 ,文件指出,因地制宜布局储能设施。鼓励数据中心 、5G基站、充电设施、工业园区等结合电网需求布局储能系统 ,对已并网投运且装机规模1兆瓦以上的电化学储能项目,按照实际放电量给予最高0.2元/千瓦时的支持 ,每个项目支持期限3年 ,资助总额最高300万元。

图:部分数据中心与储能结合发展政策整理
由此可见,数据中心与储能结合发展既有政策加持,也有行业需求 ,已经具备进一步发展的先行条件。
数据中心与储能充分结合发展是大势所趋,但从目前的情况来看 ,储能依旧处于相对早期的阶段 ,与应用的理想状态还有一定差距 ,究其原因,主要是以下两点。
1、庞大的能源存储需求数据中心是高耗能产业,其运行需要的用电量十分庞大 。以机柜数1000,单机柜2.5kW h的A级数据中心为例,其运营期间用电量可达到2500kW h。而对于备用电源的要求的负荷量还远不止于此,据《GB 50174-2017数据中心设计规范》 ,A级数据中心柴发燃料存储量宜满足12h用油 ,也就是说,如果想要储能取代柴发 ,成为此座数据中心的备用电源,至少需要3万kW h(即30WM h)电能储备。想要作为常用电源,需要的电量无疑更为庞大 。
就数据中心自身而言,在当前阶段 ,进行如此巨大的新能源电能存储可谓挑战重重 。
首先,数据中心通过新能源获取如此级别的电量本身便有较大难度 。如分布式光伏虽然在数据中心应用较为广泛,技术也相对成熟,但其发电量存在上限 ,想要支撑数据中心运行还需进一步的突破;再比如氢能,其供能虽然更为高效 ,但利用难度大 ,技术要求高 ,在数据中心的应用上还处于实验性阶段,未达到大规模推广的条件 。
其次 ,储能容量方面 ,数据中心备用电源的电量需求已经达到兆瓦级(MW),考虑到冗余配置的问题 ,在实际中对容量的要求可能会更高。但数据中心上的存储能力还相对较低 ,以广泛应用的电化学储能为例,其大多数产品的容量多数仅能应用于UPS ,根据《GB 50174-2017数据中心设计规范》 ,A级数据中心中,当柴发作为备用电源时,不间断电源系统电池最少备用时间为15 min ,依旧以机柜数1000,单机柜2.5kW h的A级数据中心为例 ,其存储量约为625kW h,远达不到兆瓦级别的容量要求。
再次,在建设上,储能设备是数据中心供配电的一部分,且占据空间较大 ,其建设必然会影响整个数据中心的规划布局,同时,并网过程流程复杂,会涉及多个不同系统的协调、兼容等。
此外 ,成本方面,虽然理论上可以进行削峰填谷,但投入成本也较高 ,这既包括采购 、建设成本,也包含储能系统的运维成本。数据中心运行周期可长达20—30年 ,增加或者改进储能系统均需要进行长期管理,乃至需要培养专业的技术人员进行运营维护,既增加运维难度,也增加了运维成本。
2 、应用安全问题数据中心要绿色低碳发展 ,更要安全稳定 ,这就要求各个环节所运用的技术必须是成熟的,对于相关隐患也要有多种应对方案,但储能目前存在着一定的安全隐患。
以当前已经应用较多的锂电池为例,其体积小 、重量轻 、使用寿命长 ,行业对其前景普遍看好,但即便如此,其应用进程却没有如预期一样 ,一个重要原因就是可能存在的安全问题。甚至可以说,近年来锂电池安全事故频发 。
以电动车为例,因为锂电池故障导致失火爆炸的新闻可谓屡见不鲜 ,锂电池已经被贴上不安全的标签 。并且 ,锂电池在数据中心的应用还需要配套的电池管理系统筹,通过长期实践来防止热失控等 ,有着不低的应用难度,这也造成了应用锂电池的疑虑 。相对的,铅酸电池在安全性的表现上更加稳定,应用方案也较为简便 ,这就导致数据中心依旧偏爱铅酸电池。
同时,储能系统的搭建也不仅仅是锂电池,还涉及到相关储能设备的建设、氢能的探索、充足能源的输出乃至微电网的构建等,均需要更加完备的安全方案 。没有安全 ,在数据中心上,储能也就没有应用的根基。
数据中心是与数字化息息相关的新型基础设施 ,安全性、稳定性是基本要求,同时市场环境下 ,数据中心的建设运维也需要符合企业效益 。储能作为数据中心节能降碳的必要一环 ,在发展过程中也需要符合这些条件 ,同时结合储能现有特征与不足进行发展 ,即储能需要稳定新能源供给 ,并且要在安全基础上降低储能成本 ,提高存储容量,增强储能的供电能力 。
根据现有实践与探索 ,满足以上条件的发展方向有两个 :一是进一步提升数据中心自身储能能力;一是数据中心通过与发电站、储能站等进行多站融合的模式来提高新能源利用的稳定性、安全性。
增强数据中心自身储能能力方面