到2025年底,全國數據中心布局更加合理,整體上架率不低于60%,平均電能利用效率降至1.5以下,可再生能源利用率年均增長10%,平均單位算力能效和碳效顯著提高。
——《數據中心綠色低碳發展專項行動計劃》(簡稱《行動計劃》)主要目標之一
伴隨數字化、智能化發展,數據中心用電持續快速增長,預計年均用電增速將達到15%,是我國能源消耗增速較快的領域之一。想要實現綠色低碳發展,可再生能源利用率的提高是關鍵。《行動計劃》對此進行強調也體現了這一點。而想要實現,除了提升電網中新能源裝機并網外,還要數據中心提升“專屬”可再生能源發電,也就需要儲能。
這是因為,當前可再生能源中發展最為迅速、最受關注的風、光供能并不不穩定,與數據中心用能原則相悖,想要利用必須建設儲能。但依托現實來看,數據中心配備大型儲能卻并不多見。其中原因包括:數據中心能耗巨大,現階段儲能容量很難滿足兆瓦級電量需求;鋰電池存在安全隱患;成本巨大,投入產出比不高等。
一方面是政策要求、節能減碳必須;一方面是技術、成本等挑戰,這倒逼著行業做出改變,數據中心當前應用儲能,不是“+儲能”,而是“儲能+”,即并非數據中心建設、發展儲能,而是儲能與數據中心通過微電網、新型電力系統等形式進行深度融合。
綠電直供、源網荷儲,“儲能+”推動可再生能源利用
為推動數據中心可再生能源使用比例,儲能+數據中心的結合已經開始探索,如當前被廣泛提及的綠電直供、源網荷儲,在政策推動下,應用逐步增多。
綠電直供是指通過直接使用太陽能、風能等清潔能源發電,實現電力供應的綠色化。在落地過程中,需要儲能來平衡供需關系,確保電力系統的穩定運行。《行動計劃》等多項政策中已明確鼓勵發展。
相關探索也在增多,如“全國一體化算力網絡”和林格爾數據中心集群綠色能源供給示范項目,規劃總裝機規模360MW,其中風電裝機容量為300MW、光伏裝機容量為60MW,配建259.2MWh的儲能系統。光伏和風力發電項目2024年年底運營后,將會為中國移動、中國電信、中數云科、并行科技等四家數據中心提供綠電直供服務,每年減少二氧化碳排放約63.5萬噸。
圖:“全國一體化算力網絡”和林格爾數據中心集群綠色能源供給示范項目
源網荷儲是以“電源、電網、負荷、儲能”為整體規劃的新型電力運行模式,在與數據中心結合時,是以算力節點為單位的源網荷儲一體化體系,從算力節點的源、網、荷、儲整體運行鏈條進行統籌規劃,保證數據中心的安全、低成本用電。
目前在政策推動下,數據中心與源網荷儲的融合不斷加深,如合盈數據(懷來)科技產業園,基于“源網荷儲”一體化的數據中心選址策略,依托產業協同,在張家口可再生能源發電項目中獲取穩定綠色電力,以實現100%綠電供應。
圖:合盈數據(懷來)科技產業園
廣西首個“源網荷儲”新能源數據中心,來賓新能源數據中心項目,依托“源網荷儲一體化”項目,可提供7515個5kW機柜。其建設將推動“數、網、算、電、綠”多維融合,發揮算力與綠色電力一體化優勢。
內蒙古首個數據中心領域的源網荷儲一體化項目,中金數據烏蘭察布零碳算力基地項目總投資62億元,建成后,將提供約2.5萬架機柜,實現高比例綠色算力供給。
通過綠電直供、源網荷儲等形式,儲能與數據中心的融合進程不斷加深,推動了綠色算力的建設。
當下的液冷、未來的儲能,數據中心“+儲能”是必然趨勢
數據中心配置大型儲能設備較好,但這并不意味著數據中心不發展儲能。甚至恰恰相反,在技術與投入產出比進一步優化后,數據中心儲能應用潛能巨大,“+儲能”是必然趨勢。
如同液冷一樣,智算爆發導致數據中心功率密度提升,需要更高效的散熱方式,液冷自此脫穎而出。數據中心對于用電安全、綠色發展、降本增效要求也在持續提升,這些都需要儲能作為基礎。在技術與商業模式成熟后,儲能將成為必備品,推動數據中心進一步發展。
具體來看,首先,儲能可提升可再生能源比例,推動數據中心穩定用電、綠色低碳發展。
數據中心運行最基本的要求就是安全,儲能充分契合了這一特性。其能夠解決供電不穩定的問題,提高風光能源的使用,實現碳排放的降低。同時,在技術突破下,儲能實現更為龐大的電量存儲后,可以在市電斷電時,作為備用電源為數據中心供電,保證數據中心用電的平穩。而這也讓儲能有望替代柴發,進一步減少碳排。
其次,儲能能夠實現削峰填谷,節約成本,甚至可以讓數據中心從負荷側轉變為供電側,獲取市場效益。
儲能的形式決定了其可以選擇在用電高峰放電,在用電低谷進行蓄能,通過此可以有效節約數據中心用電成本;在技術、應用模式等更為成熟后,儲能還有可能通過并網的形式參與到電力市場調峰行為中,讓數據中心從中獲益。屆時,在綠電、碳交易市場中,數據中心的身份將從買方變為賣方,能夠從中獲得更多收益。
值得注意的是,數據中心儲能不只是電能,蓄冷、儲熱等均包含在其中,相關技術與應用上的發展對于數據中心同樣意義非凡。以余熱回收為例,如果能夠充分開發并實現有效儲能,將推動余熱在供暖乃至農業上的應用,有效提升經濟效益,實現產業鏈的拓展,促進多產業綠色發展。
數據中心與儲能的結合、發展,將推動數據中心節能減碳,更多技術應用與解決方案也在持續發展,加快數據中心綠色化。
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