近年來，包括世紀(jì)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(lǐng)域的儲(chǔ)能技術(shù)應(yīng)用的嘗試一直在進(jìn)行，并且頗有建樹。特別是世紀(jì)互聯(lián)在佛山建設(shè)了號(hào)稱業(yè)內(nèi)首個(gè)儲(chǔ)能型數(shù)據(jù)中心，將這一概念落到了實(shí)地。
在國(guó)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(shí)的StGhislain數(shù)據(jù)中心采用電池儲(chǔ)能系統(tǒng)替代同等裝機(jī)容量的柴油發(fā)電機(jī)。
數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)緣何偏愛儲(chǔ)能？
眾所周知，數(shù)據(jù)中心是一個(gè)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(shí)間里，我國(guó)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(jì)數(shù)據(jù)顯示，2020年我國(guó)數(shù)據(jù)中心總耗電量達(dá)到了2000億KWh，占比已超2%。預(yù)計(jì)到2025年，占比將增加一倍，達(dá)到4.05%。
而且在數(shù)據(jù)中心的運(yùn)營(yíng)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(xiàng)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(chǔ)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(dāng)然，數(shù)據(jù)中心儲(chǔ)能系統(tǒng)并不是指當(dāng)前數(shù)據(jù)中心普遍配置的UPS電池室。當(dāng)前的UPS電池室儲(chǔ)能的目的，只是為在意外斷電時(shí)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?jǐn)?shù)據(jù)中心長(zhǎng)期的平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)，還需要搭配后備柴油發(fā)電機(jī)使用。
而數(shù)據(jù)中心儲(chǔ)能系統(tǒng)至少需要為數(shù)據(jù)中心提供以小時(shí)為單位的能源供給。其儲(chǔ)能、供電能力都遠(yuǎn)超普通的電池室。
一般來說，儲(chǔ)能系統(tǒng)會(huì)給數(shù)據(jù)中心帶來如下好處：
平抑峰谷電價(jià)
為了平衡不同時(shí)段用電量，很多電網(wǎng)都會(huì)提供波峰、波谷不同的電價(jià)。而儲(chǔ)能系統(tǒng)可以利用自身容量在波谷低價(jià)期大量存儲(chǔ)電力，在用電高峰期則利用儲(chǔ)能系統(tǒng)功能，減少高價(jià)電的使用。部分儲(chǔ)能系統(tǒng)甚至可以向電網(wǎng)反向供電，實(shí)現(xiàn)“低買高賣”的能源套利。
綠色能源使用
對(duì)于風(fēng)、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(yuǎn)之。但有了儲(chǔ)能系統(tǒng)，風(fēng)、光、水等清潔能源可以先進(jìn)入儲(chǔ)能系統(tǒng)，最后輸出穩(wěn)定電力給數(shù)據(jù)中心。使用儲(chǔ)能系統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心，一般也會(huì)搭配建設(shè)光儲(chǔ)發(fā)電設(shè)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(jī)是重中之重的設(shè)備。其“重”不僅是地位重要，也是成本重地。柴油發(fā)電機(jī)以及柴油存儲(chǔ)設(shè)施的建設(shè)成本是一方面，日常的維護(hù)、啟動(dòng)后的柴油消耗等更是令人咋舌。儲(chǔ)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(duì)柴油發(fā)電機(jī)的依賴。
當(dāng)然，客觀角度上看，儲(chǔ)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(chǔ)能的技術(shù)類型
儲(chǔ)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(chǔ)能系統(tǒng)的建設(shè)和發(fā)展方向。
首先可以排除的卻是當(dāng)前數(shù)據(jù)中心應(yīng)用最普遍的鉛酸電池。鉛酸電池的優(yōu)勢(shì)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(diǎn)，決定了鉛酸電池在大規(guī)模應(yīng)用上的周期成本劣勢(shì)。
從目前的的而技術(shù)看，鋰離子電池?zé)o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(fèi)領(lǐng)域、電動(dòng)汽車、儲(chǔ)能領(lǐng)域的應(yīng)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(shì)，讓鋰電池成為了下一代儲(chǔ)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(dòng)自行車、電動(dòng)汽車、儲(chǔ)能站的鋰離子電池安全事故，讓大眾對(duì)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(chǔ)能技術(shù)選擇。不過，兩者在成本和部署上均有一定的難點(diǎn)，在實(shí)際探索嘗試中并不常見。
儲(chǔ)能系統(tǒng)普及的難點(diǎn)
從上可知，目前可行的儲(chǔ)能系統(tǒng)技術(shù)以鋰離子電池為主。例如前文提到的世紀(jì)互聯(lián)與谷歌的儲(chǔ)能數(shù)據(jù)中心采用的均為鋰離子電池。但從整個(gè)行業(yè)看，不要說儲(chǔ)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(chǔ)能系統(tǒng)的整體看，對(duì)設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)維要求都要遠(yuǎn)遠(yuǎn)復(fù)雜于普通的數(shù)據(jù)中心。除了在設(shè)計(jì)階段需要綜合考慮建筑、安全、環(huán)境等因素外，在運(yùn)營(yíng)階段，額外增加的儲(chǔ)能系統(tǒng)和光伏系統(tǒng)，也為運(yùn)維增加了額外的技術(shù)需求和人力需求。
此外，客戶接受度低也是最大的普及難點(diǎn)之一。目前已經(jīng)嘗試了儲(chǔ)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(chǔ)能系統(tǒng)的更是少之又少。
但行業(yè)準(zhǔn)備多年后，至今沒有突破性的進(jìn)展，就在于以上問題依舊沒有明確的解決路線。零星的試點(diǎn)或許能證明儲(chǔ)能的理論優(yōu)勢(shì)，但真正做到行業(yè)普及還任重而道遠(yuǎn)。
