近年來,包括世紀互聯(lián)、科華數(shù)據(jù)、華為等知名企業(yè)在內(nèi),在數(shù)據(jù)中心領域的儲能技術應用的嘗試一直在進行,并且頗有建樹。特別是世紀互聯(lián)在佛山建設了號稱業(yè)內(nèi)首個儲能型數(shù)據(jù)中心,將這一概念落到了實地。
在國際上也有知名廠商在做類似的嘗試。谷歌在今年也宣布,將在比利時的StGhislain數(shù)據(jù)中心采用電池儲能系統(tǒng)替代同等裝機容量的柴油發(fā)電機。
數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)緣何偏愛儲能?
眾所周知,數(shù)據(jù)中心是一個名單外的“高能耗”產(chǎn)業(yè)。在數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)從誕生到發(fā)展的十多年時間里,我國數(shù)據(jù)中心行業(yè)的總耗電量以每年超過10%的速度遞增。統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,2020年我國數(shù)據(jù)中心總耗電量達到了2000億KWh,占比已超2%。預計到2025年,占比將增加一倍,達到4.05%。
而且在數(shù)據(jù)中心的運營成本中,電力成本約占到總成本的60%-70%。雖然現(xiàn)代數(shù)據(jù)中心可以通過各項節(jié)能措施降低PUE值,提升用電效率,但用電成本依舊是整體成本中的大頭。數(shù)據(jù)中心的儲能研究,就是為降低數(shù)據(jù)中心用電成本而提出的解決方案之一。
當然,數(shù)據(jù)中心儲能系統(tǒng)并不是指當前數(shù)據(jù)中心普遍配置的UPS電池室。當前的UPS電池室儲能的目的,只是為在意外斷電時為數(shù)據(jù)中心提供數(shù)分鐘到數(shù)十分鐘的緩沖處理期,并不能支持數(shù)據(jù)中心長期的平穩(wěn)運轉(zhuǎn),還需要搭配后備柴油發(fā)電機使用。
而數(shù)據(jù)中心儲能系統(tǒng)至少需要為數(shù)據(jù)中心提供以小時為單位的能源供給。其儲能、供電能力都遠超普通的電池室。
一般來說,儲能系統(tǒng)會給數(shù)據(jù)中心帶來如下好處:
平抑峰谷電價
為了平衡不同時段用電量,很多電網(wǎng)都會提供波峰、波谷不同的電價。而儲能系統(tǒng)可以利用自身容量在波谷低價期大量存儲電力,在用電高峰期則利用儲能系統(tǒng)功能,減少高價電的使用。部分儲能系統(tǒng)甚至可以向電網(wǎng)反向供電,實現(xiàn)“低買高賣”的能源套利。
綠色能源使用
對于風、光、水這些并不算穩(wěn)定的清潔能源,數(shù)據(jù)中心歷來是敬而遠之。但有了儲能系統(tǒng),風、光、水等清潔能源可以先進入儲能系統(tǒng),最后輸出穩(wěn)定電力給數(shù)據(jù)中心。使用儲能系統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心,一般也會搭配建設光儲發(fā)電設施。
減少柴油的使用
在主流的數(shù)據(jù)中心能源備用系統(tǒng)中,柴油發(fā)電機是重中之重的設備。其“重”不僅是地位重要,也是成本重地。柴油發(fā)電機以及柴油存儲設施的建設成本是一方面,日常的維護、啟動后的柴油消耗等更是令人咋舌。儲能系統(tǒng)的出現(xiàn),可以在一定程度上減少數(shù)據(jù)中心對柴油發(fā)電機的依賴。
當然,客觀角度上看,儲能體系的介入,也將提升清潔能源的使用率,降低數(shù)據(jù)中心碳排放。
儲能的技術類型
儲能系統(tǒng)從根本上講就是一塊“大電池”,電池的種類,決定了儲能系統(tǒng)的建設和發(fā)展方向。
首先可以排除的卻是當前數(shù)據(jù)中心應用最普遍的鉛酸電池。鉛酸電池的優(yōu)勢在于成熟、成本低、安全性高。但其容量小、重量大、體積大、壽命短等缺點,決定了鉛酸電池在大規(guī)模應用上的周期成本劣勢。
從目前的的而技術看,鋰離子電池無疑是鉛酸電池的最佳替代品。特別是隨著鋰離子電池在電子消費領域、電動汽車、儲能領域的應用普及,成本已經(jīng)減低到可與鉛酸持平。而容量、重量、體積上的優(yōu)勢,讓鋰電池成為了下一代儲能產(chǎn)品的首選。
不過,在安全性方面,鋰離子電池一直具備一定的隱患。特別在近年來,多次爆發(fā)了電動自行車、電動汽車、儲能站的鋰離子電池安全事故,讓大眾對其安全普遍有疑慮。
此外,燃料電池和飛輪電池也是在理論上呼聲較高的儲能技術選擇。不過,兩者在成本和部署上均有一定的難點,在實際探索嘗試中并不常見。
儲能系統(tǒng)普及的難點
從上可知,目前可行的儲能系統(tǒng)技術以鋰離子電池為主。例如前文提到的世紀互聯(lián)與谷歌的儲能數(shù)據(jù)中心采用的均為鋰離子電池。但從整個行業(yè)看,不要說儲能型數(shù)據(jù)中心,即便是UPS搭配的電池類型,依舊以鉛酸為主,占比大概在80%左右。
從儲能系統(tǒng)的整體看,對設計、建設、運維要求都要遠遠復雜于普通的數(shù)據(jù)中心。除了在設計階段需要綜合考慮建筑、安全、環(huán)境等因素外,在運營階段,額外增加的儲能系統(tǒng)和光伏系統(tǒng),也為運維增加了額外的技術需求和人力需求。
此外,客戶接受度低也是最大的普及難點之一。目前已經(jīng)嘗試了儲能系統(tǒng),或者鋰離子電池UPS的數(shù)據(jù)中心,幾乎都以自建或者深度定制數(shù)據(jù)中心為主。而占比更多的托管模式的互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心(IDC),UPS系統(tǒng)則以更加穩(wěn)定、成熟的鉛酸電池為主,使用儲能系統(tǒng)的更是少之又少。
但行業(yè)準備多年后,至今沒有突破性的進展,就在于以上問題依舊沒有明確的解決路線。零星的試點或許能證明儲能的理論優(yōu)勢,但真正做到行業(yè)普及還任重而道遠。
原標題:儲能真的走入數(shù)據(jù)中心了么?