2022年初,國家發(fā)展改革委、中央網(wǎng)信辦、工業(yè)和信息化部、國家能源局聯(lián)合印發(fā)通知,同意在京津冀、長三角、粵港澳大灣區(qū)、成渝、內(nèi)蒙古、貴州、甘肅、寧夏等8地啟動建設(shè)國家算力樞紐節(jié)點,并規(guī)劃了10個國家數(shù)據(jù)中心集群,“東數(shù)西算”工程正式啟動。
在筆者看來,“東數(shù)”之所以要“西算”的一個核心的原因就是——西部地區(qū)擁有充沛的可再生能源,有助于推進數(shù)據(jù)中心實現(xiàn)碳中和的目標。
可再生能源是未來數(shù)據(jù)中心的必選項
數(shù)據(jù)中心作為數(shù)字經(jīng)濟重要底層支撐的同時,其能耗之高也不容忽視,是公認的高耗能行業(yè)。據(jù)生態(tài)環(huán)境部發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示,2021年我國數(shù)據(jù)中心總耗電量達到2166億千瓦時,占全社會用電量的2.6%,碳排放則占全國碳排放量的1.14%左右。在全行業(yè)推進碳中和的“隊列”中,數(shù)據(jù)中心理應(yīng)義不容辭。
現(xiàn)階段,在推進數(shù)據(jù)中心實現(xiàn)碳中和的過程中,多數(shù)IDC企業(yè)還是從降低設(shè)備能耗角度出發(fā),例如應(yīng)用液冷、間接蒸發(fā)冷卻等新一代供冷技術(shù);采用HVDC、高壓直流供電等更低損耗的供電技術(shù)等。
在筆者看來,如果能從根源——電力來源的角度出發(fā),提升可再生能源占比,可以從根本上讓數(shù)據(jù)中心實現(xiàn)碳中和。
國家層面也有意引導(dǎo)數(shù)據(jù)中心大規(guī)模應(yīng)用可再生能源。國務(wù)院印發(fā)的《“十四五”數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃》中就明確指出,持續(xù)提升數(shù)據(jù)中心可再生能源利用水平。地方政府也積極響應(yīng)國家號召,出臺相關(guān)政策文件,推動可再生能源在數(shù)據(jù)中心中的應(yīng)用占比。
近日,山東省工業(yè)和信息化廳發(fā)布關(guān)于深化改革創(chuàng)新促進數(shù)字經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展的若干措施,文件指出啟動“風(fēng)光儲能+大數(shù)據(jù)中心”建設(shè),數(shù)據(jù)中心可再生能源使用比例提高10個百分點、達到25%以上;
寧夏回族自治區(qū)印發(fā)《寧夏回族自治區(qū)貫徹落實碳達峰碳中和目標要求推動數(shù)據(jù)中心和5G等新型基礎(chǔ)設(shè)施綠色高質(zhì)量發(fā)展實施方案》中指出,到2025年,寧夏樞紐區(qū)域內(nèi)可再生能源使用率達60%,中衛(wèi)數(shù)據(jù)中心集群內(nèi)可再生能源使用率達65%。數(shù)據(jù)中心大規(guī)模應(yīng)用可再生能源已是大勢所趨。
可再生能源供電雖好,但其應(yīng)用于數(shù)據(jù)中心行業(yè)有個“致命”的缺點——供能不穩(wěn)定,這對于對穩(wěn)定性要求極高的數(shù)據(jù)中心而言是“致命”的。如何解決這個關(guān)鍵性的問題,是數(shù)據(jù)中心能否大規(guī)模應(yīng)用可再生能源的根本所在。
儲能!儲能!儲能!
儲能,顧名思義,是指將能源/能量儲存起來,以供需要的時候使用。儲能的關(guān)鍵點在于“儲”。如果可以將不穩(wěn)定的風(fēng)光水電儲存起來,在其充沛時進行“充能”,相對匱乏時“放能”,可以有效解決絕大部分可再生能源不穩(wěn)定的缺點。
早在前幾年開始,已有IDC服務(wù)商嘗試儲能+IDC的模式。2021年,世紀互聯(lián)與清華大學(xué)能源互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新研究院合作的“SPEAR”創(chuàng)新示范工程首個示范節(jié)點項目,在其位于廣東省佛山市的世紀互聯(lián)佛山智慧城市數(shù)據(jù)中心(簡稱佛山數(shù)據(jù)中心)應(yīng)用“儲能+IDC”的運營模式。儲能系統(tǒng)通過每天“兩充兩放”,在電費低谷期時充電,電費高峰期時放電,以此供給數(shù)據(jù)中心使用,提高自充自用的經(jīng)濟性的同時,還能起到幫助電網(wǎng)穩(wěn)定負荷的作用。
除此之外,博浩數(shù)據(jù)也在其廣州二號數(shù)據(jù)中心中應(yīng)用了儲能+IDC的運營模式。據(jù)悉,博浩數(shù)據(jù)在廣州二號數(shù)據(jù)中心中應(yīng)用了儲能系統(tǒng)。儲能系統(tǒng)以電化學(xué)中的鋰電池為主要儲能產(chǎn)品,配套三套250KW/1.72MWh總裝載容量為5.16MWh的電化學(xué)鋰電儲能系統(tǒng)。儲能系統(tǒng)根據(jù)設(shè)定的功率目標值,在每日電價低谷期進行電池充電,價格高峰期時進行放電。單套模塊化的儲能平臺系統(tǒng)具備制冷系統(tǒng)、動力環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、消防系統(tǒng),完善的儲能功能系統(tǒng)使得其可靠安全的運行。
除IDC服務(wù)商外,設(shè)備廠商也有不少在可再生能源+儲能方面布局的舉措??剖窟_自2020年開始探索新能源和儲能系統(tǒng)在數(shù)據(jù)中心的應(yīng)用,并為廣州市高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)的某數(shù)據(jù)中心提供了儲能集裝箱,提供700kW/5.16MWh備電容量,主要用于峰谷套利,有效降低數(shù)據(jù)中心運營費用。
首航新能源也推出了“光儲充一體化解決方案”,方案利用磷酸鐵鋰電池組,將光伏發(fā)電或儲能發(fā)電通過直流轉(zhuǎn)直流的變換器,直接送到IT負載,整個鏈條只需2級電力電子變換器,大大提高了綠電的使用效率。
綜上所述,儲能+IDC的運營模式已受到眾多IDC產(chǎn)業(yè)上下游企業(yè)重視。儲能+IDC的為未來數(shù)據(jù)中心運營模式提供了新思路。一方面,儲能+IDC可以確保數(shù)據(jù)中心應(yīng)用可再生能源的穩(wěn)定性,解決可再生能源不穩(wěn)定的缺點,從而提高數(shù)據(jù)中心可再生能源應(yīng)用占比;另一方面,儲能+IDC的模式可以幫助數(shù)據(jù)中心實現(xiàn)“削峰填谷”,從而降低數(shù)據(jù)中心電費。
可以想見,儲能+IDC運營模式將成為未來數(shù)據(jù)中心主流運營模式之一。
儲能+IDC未來之路怎么走?
雖然儲能+IDC的模式或?qū)⒊蔀槲磥鞩DC重要的運營模式,但以現(xiàn)有情況來看,“道阻且長”。首先,以現(xiàn)有儲能技術(shù)來看(具體可參考),電化學(xué)儲能是現(xiàn)階段數(shù)據(jù)中心最常見的,也是最可靠的儲能方式。而在介質(zhì)選擇方面,磷酸鐵鋰電池為首選。雖磷酸鐵鋰相較于三元鐵鋰等介質(zhì),穩(wěn)定性更強,但其仍屬于較易燃的介質(zhì),且一旦著火不易被撲滅。
顯然,儲能+IDC的運營模式現(xiàn)階段還處于“嘗試期”。設(shè)備廠商層面,一方面,要嘗試尋找更好的儲能介質(zhì);另一方面,如何更好的將可再生能源與儲能系統(tǒng)結(jié)合,以及如何實現(xiàn)大規(guī)模部署應(yīng)用也是現(xiàn)階段一眾廠商們需要考慮的問題。
IDC服務(wù)商層面,在儲能+IDC模式如何運營是他們需要考慮的問題。從現(xiàn)階段應(yīng)用情況來看,我國絕大多數(shù)IDC服務(wù)商應(yīng)用儲能+IDC運營模式主要目的還是穩(wěn)定電網(wǎng)、提高可再生能源應(yīng)用比例,以及實現(xiàn)“峰谷套利”(削峰填谷)。
放眼國際,國際上已有不少儲能+IDC的新的運營模式嘗試。2017年,谷歌在位于比利時Saint-Ghislain的谷歌數(shù)據(jù)中心加裝了一個2.8MW的太陽能陣列,并在運營幾年后提出“用電池儲能解決方案取代柴油發(fā)電機作為數(shù)據(jù)中心備用電源”的前衛(wèi)運營模式;微軟則是在2021年數(shù)據(jù)中心用電量達到全國14%(已經(jīng)超過該國所有農(nóng)村家庭的用電量)的愛爾蘭憑借光伏+風(fēng)力發(fā)電+儲能的解決方案,對電網(wǎng)實現(xiàn)“反哺”。
國際科技巨頭在儲能+IDC運營模式方面的嘗試也可為我國提供些許思考。展望未來,儲能+IDC的模式或?qū)⒆尣裼桶l(fā)電機徹底告別歷史的舞臺;待到儲能+IDC發(fā)展成熟之際,IDC服務(wù)商在實現(xiàn)自身碳中和的同時,是否還能“反哺”社會,從“高能源消耗”行業(yè)轉(zhuǎn)變成為“高能源輸出”行業(yè),幫助其他行業(yè)實現(xiàn)可再生能源應(yīng)用;儲能+IDC是否會“解鎖”更多的數(shù)據(jù)中心運營模式?讓我們拭目以待!
“道阻且長,行則將至”,筆者相信,在相應(yīng)利好政策的引導(dǎo)下,再加上儲能技術(shù)的不斷更新迭代,儲能+IDC必將成為未來數(shù)據(jù)中心主流運營模式之一,該模式也定是數(shù)據(jù)中心行業(yè)實現(xiàn)碳中和的可行路徑之一。
在今年12月底于北京舉辦的第十七屆中國IDC產(chǎn)業(yè)年度大典(IDCC2022)上,將以“解碼可持續(xù)發(fā)展”為主題,組委會將設(shè)立“零碳數(shù)據(jù)中心”論壇,屆時將邀請行業(yè)專家、業(yè)內(nèi)精英齊聚一堂,共同探索我國零碳數(shù)據(jù)中心發(fā)展之路,筆者相信,可再生能源+儲能+IDC的運營模式將成為打造零碳數(shù)據(jù)中心的重要抓手,如果您對建設(shè)零碳數(shù)據(jù)中心有何真知灼見,歡迎您蒞臨大會現(xiàn)場,與我們共同探討零碳數(shù)據(jù)中心建設(shè)的可行路徑。
原標題:原創(chuàng) | 風(fēng)口已至 “儲能+IDC”新模式 路在何方?