日前，國(guó)家能源局在京召開(kāi)例行新聞發(fā)布會(huì)。國(guó)家能源局能源節(jié)約和科技裝備司副司長(zhǎng)劉亞芳介紹，截至2022年底，全國(guó)已投運(yùn)新型儲(chǔ)能項(xiàng)目裝機(jī)規(guī)模達(dá)870萬(wàn)千瓦，平均儲(chǔ)能時(shí)長(zhǎng)約2.1小時(shí)，比2021年底增長(zhǎng)110%以上。

儲(chǔ)能的發(fā)展可謂高歌猛進(jìn)，這將影響到各行業(yè)的用電情況，對(duì)于依靠電能進(jìn)行不間斷運(yùn)行的數(shù)據(jù)中心而言尤其如此。并且，儲(chǔ)能與數(shù)據(jù)中心節(jié)能減碳關(guān)系越發(fā)密切，如何發(fā)展儲(chǔ)能也成為數(shù)據(jù)中心重點(diǎn)關(guān)注話題。

（根據(jù)能量存儲(chǔ)形式的不同，廣義儲(chǔ)能包括電儲(chǔ)能、熱儲(chǔ)能和氫儲(chǔ)能等。數(shù)據(jù)中心中供電是其正常運(yùn)行的基礎(chǔ)，因此，在儲(chǔ)能方面，行業(yè)的關(guān)注集中于電儲(chǔ)能，本文討論的儲(chǔ)能也特指電存儲(chǔ)。）

數(shù)據(jù)中心為什么需要儲(chǔ)能

對(duì)于數(shù)據(jù)中心而言，在當(dāng)前階段，變革能源供電形式的主要目的是穩(wěn)定用電，并以此來(lái)進(jìn)行節(jié)能減碳、削峰填谷，而儲(chǔ)能在這些層面均能夠發(fā)揮效用。

穩(wěn)定用電上，數(shù)據(jù)中心用電可以分為應(yīng)急電源與常用電源，在理論上，儲(chǔ)能在這兩方面均能夠起到穩(wěn)定發(fā)電的作用。一是儲(chǔ)能可以替代柴發(fā)進(jìn)行應(yīng)急，作為數(shù)據(jù)中心的備用電源，能夠在市電斷電時(shí)，提供穩(wěn)定的供電；二是儲(chǔ)能能夠成為數(shù)據(jù)中心的一路主供電源，通過(guò)并網(wǎng)為數(shù)據(jù)中心提供高安全性的日常供電。

節(jié)能減碳上，數(shù)據(jù)中心需要提升新能源的利用率，但太陽(yáng)能、風(fēng)能等常用新能源受自然因素影響大，供電并不穩(wěn)定，不符合數(shù)據(jù)中心的用電需求。通過(guò)儲(chǔ)能則可以解決這一問(wèn)題，提升新能源供電的穩(wěn)定性，最終，通過(guò)利用新能源供電達(dá)到減少碳排放的目的。換句話說(shuō)，儲(chǔ)能通過(guò)存儲(chǔ)新能源為數(shù)據(jù)中心碳排放的降低提供了條件。

削峰填谷上，儲(chǔ)能的形式?jīng)Q定了其可以選擇性的在用電高峰放電，在用電低谷進(jìn)行蓄能，具備調(diào)節(jié)作用，能夠參與到電力市場(chǎng)調(diào)峰、輔助調(diào)頻等行為中，讓數(shù)據(jù)中心從中獲益。

基于此，理想化的儲(chǔ)能可以通過(guò)存儲(chǔ)的形式，為數(shù)據(jù)中心提供穩(wěn)定新能源供電，并能夠?qū)⒅糜趹?yīng)用或日常供電中，達(dá)到節(jié)能減碳、削峰填谷的目的。

值得一提的是，數(shù)據(jù)中心與儲(chǔ)能的結(jié)合已經(jīng)受到各個(gè)地方的重視，多個(gè)地方出臺(tái)相關(guān)政策推動(dòng)其發(fā)展。如去年10月，山東省工信廳發(fā)布了《關(guān)于深化改革創(chuàng)新促進(jìn)數(shù)字經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展的若干措施》，文件提出，啟動(dòng)“風(fēng)光儲(chǔ)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(gè)百分點(diǎn)、達(dá)到25%以上。

同樣是去年10月，深圳市發(fā)改委發(fā)布公開(kāi)征求《深圳市關(guān)于促進(jìn)綠色低碳產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的若干措施（征求意見(jiàn)稿）》意見(jiàn)的通告，文件指出，因地制宜布局儲(chǔ)能設(shè)施。鼓勵(lì)數(shù)據(jù)中心、5G基站、充電設(shè)施、工業(yè)園區(qū)等結(jié)合電網(wǎng)需求布局儲(chǔ)能系統(tǒng)，對(duì)已并網(wǎng)投運(yùn)且裝機(jī)規(guī)模1兆瓦以上的電化學(xué)儲(chǔ)能項(xiàng)目，按照實(shí)際放電量給予最高0.2元/千瓦時(shí)的支持，每個(gè)項(xiàng)目支持期限3年，資助總額最高300萬(wàn)元。

圖：部分?jǐn)?shù)據(jù)中心與儲(chǔ)能結(jié)合發(fā)展政策整理

由此可見(jiàn)，數(shù)據(jù)中心與儲(chǔ)能結(jié)合發(fā)展既有政策加持，也有行業(yè)需求，已經(jīng)具備進(jìn)一步發(fā)展的先行條件。

儲(chǔ)能面臨哪些挑戰(zhàn)

數(shù)據(jù)中心與儲(chǔ)能充分結(jié)合發(fā)展是大勢(shì)所趨，但從目前的情況來(lái)看，儲(chǔ)能依舊處于相對(duì)早期的階段，與應(yīng)用的理想狀態(tài)還有一定差距，究其原因，主要是以下兩點(diǎn)。

1、龐大的能源存儲(chǔ)需求

數(shù)據(jù)中心是高耗能產(chǎn)業(yè)，其運(yùn)行需要的用電量十分龐大。以機(jī)柜數(shù)1000，單機(jī)柜2.5kW h的A級(jí)數(shù)據(jù)中心為例，其運(yùn)營(yíng)期間用電量可達(dá)到2500kW h。而對(duì)于備用電源的要求的負(fù)荷量還遠(yuǎn)不止于此，據(jù)《GB 50174-2017數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)規(guī)范》，A級(jí)數(shù)據(jù)中心柴發(fā)燃料存儲(chǔ)量宜滿足12h用油，也就是說(shuō)，如果想要儲(chǔ)能取代柴發(fā)，成為此座數(shù)據(jù)中心的備用電源，至少需要3萬(wàn)kW h（即30WM h）電能儲(chǔ)備。想要作為常用電源，需要的電量無(wú)疑更為龐大。

就數(shù)據(jù)中心自身而言，在當(dāng)前階段，進(jìn)行如此巨大的新能源電能存儲(chǔ)可謂挑戰(zhàn)重重。

首先，數(shù)據(jù)中心通過(guò)新能源獲取如此級(jí)別的電量本身便有較大難度。如分布式光伏雖然在數(shù)據(jù)中心應(yīng)用較為廣泛，技術(shù)也相對(duì)成熟，但其發(fā)電量存在上限，想要支撐數(shù)據(jù)中心運(yùn)行還需進(jìn)一步的突破；再比如氫能，其供能雖然更為高效，但利用難度大，技術(shù)要求高，在數(shù)據(jù)中心的應(yīng)用上還處于實(shí)驗(yàn)性階段，未達(dá)到大規(guī)模推廣的條件。

其次，儲(chǔ)能容量方面，數(shù)據(jù)中心備用電源的電量需求已經(jīng)達(dá)到兆瓦級(jí)（MW），考慮到冗余配置的問(wèn)題，在實(shí)際中對(duì)容量的要求可能會(huì)更高。但數(shù)據(jù)中心上的存儲(chǔ)能力還相對(duì)較低，以廣泛應(yīng)用的電化學(xué)儲(chǔ)能為例，其大多數(shù)產(chǎn)品的容量多數(shù)僅能應(yīng)用于UPS，根據(jù)《GB 50174-2017數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)規(guī)范》，A級(jí)數(shù)據(jù)中心中，當(dāng)柴發(fā)作為備用電源時(shí)，不間斷電源系統(tǒng)電池最少備用時(shí)間為15 min，依舊以機(jī)柜數(shù)1000，單機(jī)柜2.5kW h的A級(jí)數(shù)據(jù)中心為例，其存儲(chǔ)量約為625kW h，遠(yuǎn)達(dá)不到兆瓦級(jí)別的容量要求。

再次，在建設(shè)上，儲(chǔ)能設(shè)備是數(shù)據(jù)中心供配電的一部分，且占據(jù)空間較大，其建設(shè)必然會(huì)影響整個(gè)數(shù)據(jù)中心的規(guī)劃布局，同時(shí)，并網(wǎng)過(guò)程流程復(fù)雜，會(huì)涉及多個(gè)不同系統(tǒng)的協(xié)調(diào)、兼容等。

此外，成本方面，雖然理論上可以進(jìn)行削峰填谷，但投入成本也較高，這既包括采購(gòu)、建設(shè)成本，也包含儲(chǔ)能系統(tǒng)的運(yùn)維成本。數(shù)據(jù)中心運(yùn)行周期可長(zhǎng)達(dá)20—30年，增加或者改進(jìn)儲(chǔ)能系統(tǒng)均需要進(jìn)行長(zhǎng)期管理，乃至需要培養(yǎng)專(zhuān)業(yè)的技術(shù)人員進(jìn)行運(yùn)營(yíng)維護(hù)，既增加運(yùn)維難度，也增加了運(yùn)維成本。

2、應(yīng)用安全問(wèn)題

數(shù)據(jù)中心要綠色低碳發(fā)展，更要安全穩(wěn)定，這就要求各個(gè)環(huán)節(jié)所運(yùn)用的技術(shù)必須是成熟的，對(duì)于相關(guān)隱患也要有多種應(yīng)對(duì)方案，但儲(chǔ)能目前存在著一定的安全隱患。

以當(dāng)前已經(jīng)應(yīng)用較多的鋰電池為例，其體積小、重量輕、使用壽命長(zhǎng)，行業(yè)對(duì)其前景普遍看好，但即便如此，其應(yīng)用進(jìn)程卻沒(méi)有如預(yù)期一樣，一個(gè)重要原因就是可能存在的安全問(wèn)題。甚至可以說(shuō)，近年來(lái)鋰電池安全事故頻發(fā)。

以電動(dòng)車(chē)為例，因?yàn)殇囯姵毓收蠈?dǎo)致失火爆炸的新聞可謂屢見(jiàn)不鮮，鋰電池已經(jīng)被貼上不安全的標(biāo)簽。并且，鋰電池在數(shù)據(jù)中心的應(yīng)用還需要配套的電池管理系統(tǒng)籌，通過(guò)長(zhǎng)期實(shí)踐來(lái)防止熱失控等，有著不低的應(yīng)用難度，這也造成了應(yīng)用鋰電池的疑慮。相對(duì)的，鉛酸電池在安全性的表現(xiàn)上更加穩(wěn)定，應(yīng)用方案也較為簡(jiǎn)便，這就導(dǎo)致數(shù)據(jù)中心依舊偏愛(ài)鉛酸電池。

同時(shí)，儲(chǔ)能系統(tǒng)的搭建也不僅僅是鋰電池，還涉及到相關(guān)儲(chǔ)能設(shè)備的建設(shè)、氫能的探索、充足能源的輸出乃至微電網(wǎng)的構(gòu)建等，均需要更加完備的安全方案。沒(méi)有安全，在數(shù)據(jù)中心上，儲(chǔ)能也就沒(méi)有應(yīng)用的根基。

儲(chǔ)能發(fā)展的可行性探索方向

數(shù)據(jù)中心是與數(shù)字化息息相關(guān)的新型基礎(chǔ)設(shè)施，安全性、穩(wěn)定性是基本要求，同時(shí)市場(chǎng)環(huán)境下，數(shù)據(jù)中心的建設(shè)運(yùn)維也需要符合企業(yè)效益。儲(chǔ)能作為數(shù)據(jù)中心節(jié)能降碳的必要一環(huán)，在發(fā)展過(guò)程中也需要符合這些條件，同時(shí)結(jié)合儲(chǔ)能現(xiàn)有特征與不足進(jìn)行發(fā)展，即儲(chǔ)能需要穩(wěn)定新能源供給，并且要在安全基礎(chǔ)上降低儲(chǔ)能成本，提高存儲(chǔ)容量，增強(qiáng)儲(chǔ)能的供電能力。

根據(jù)現(xiàn)有實(shí)踐與探索，滿足以上條件的發(fā)展方向有兩個(gè)：一是進(jìn)一步提升數(shù)據(jù)中心自身儲(chǔ)能能力；一是數(shù)據(jù)中心通過(guò)與發(fā)電站、儲(chǔ)能站等進(jìn)行多站融合的模式來(lái)提高新能源利用的穩(wěn)定性、安全性。

增強(qiáng)數(shù)據(jù)中心自身儲(chǔ)能能力方面，目前具有實(shí)際意義集中表現(xiàn)為儲(chǔ)能容量方面的突破。如世紀(jì)互聯(lián)和清華大學(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，其儲(chǔ)能容量達(dá)2MWh，輸出功率達(dá)1MW；微軟在去年6月啟動(dòng)的燃料電池項(xiàng)目，其運(yùn)行功率達(dá)到了3MW，已經(jīng)能夠滿足部分?jǐn)?shù)據(jù)中心的備用電源需求。

這表明通過(guò)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)據(jù)中心儲(chǔ)能容量能夠?qū)崿F(xiàn)質(zhì)的提升，具備替代柴發(fā)的可能，不過(guò)相關(guān)項(xiàng)目也具備明顯的實(shí)驗(yàn)性質(zhì)，想要進(jìn)行推廣和應(yīng)用還需進(jìn)一步增強(qiáng)安全性與穩(wěn)定性，并且在成本上也要符合市場(chǎng)需要。

多站融合方面，其具備資源集約、系統(tǒng)融合及功能互補(bǔ)的特征，通過(guò)此，數(shù)據(jù)中心能夠有效解決自身的“短板”問(wèn)題，如其中的發(fā)電站與大型儲(chǔ)能站，能夠保證新能源充足、安全與穩(wěn)定，數(shù)據(jù)中心與之充分結(jié)合后，便能夠解決其在大規(guī)模新能源獲取與儲(chǔ)存容量方面遇到的困難，滿足數(shù)據(jù)中心對(duì)于新能源供電的要求，最終實(shí)現(xiàn)綠電生產(chǎn)、平抑峰谷、降低排放等多重目標(biāo)。

值得注意的是，在多站融合的過(guò)程中，人工智能的應(yīng)用與大數(shù)據(jù)分析是極為重要的一點(diǎn)，這是因?yàn)槎嗾救诤仙婕岸鄠€(gè)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)，在進(jìn)行削峰填谷時(shí)，還必須具備較高的儲(chǔ)能資源調(diào)度預(yù)測(cè)能力和聚合能力，均需要人工智能與數(shù)據(jù)分析的支撐。

目前，多地對(duì)多站融合也多有實(shí)踐，如2021年12月建成的全球首套百兆瓦先進(jìn)壓縮空氣儲(chǔ)能?chē)?guó)家示范項(xiàng)目，其建設(shè)規(guī)模為100兆瓦/400兆瓦時(shí)，可配合風(fēng)電、光伏、區(qū)域電網(wǎng)、云計(jì)算中心等聯(lián)合運(yùn)行，能夠較好的滿足數(shù)據(jù)中心的用電需求。

去年6月開(kāi)啟EPC招標(biāo)的山西天鎮(zhèn)源網(wǎng)荷共享儲(chǔ)能電站項(xiàng)目，其建設(shè)的目的便是解決新能源發(fā)電直供數(shù)據(jù)中心的波動(dòng)性、隨機(jī)性、間歇性問(wèn)題，能夠提升數(shù)據(jù)中心綠電使用比例，促進(jìn)大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)低碳發(fā)展。

更多的儲(chǔ)能站項(xiàng)目也在規(guī)劃建設(shè)中，據(jù)媒體不完全統(tǒng)計(jì)，僅去年12月一個(gè)月份，便有約28個(gè)新型儲(chǔ)能項(xiàng)目完成并網(wǎng)交付，其中更是包括了多個(gè)百兆瓦級(jí)容量的獨(dú)立共享儲(chǔ)能電站并網(wǎng)。相關(guān)政策也在增多，據(jù)資料，2021年以來(lái)，山東、湖南、浙江、內(nèi)蒙等多個(gè)省份陸續(xù)出臺(tái)了儲(chǔ)能建設(shè)指導(dǎo)意見(jiàn)，鼓勵(lì)投資建設(shè)共享（獨(dú)立）儲(chǔ)能電站，采用政策傾斜的方式激勵(lì)配套建設(shè)或共享模式落實(shí)新型儲(chǔ)能的新能源發(fā)電項(xiàng)目，為數(shù)據(jù)中心進(jìn)行多站融合打下了基石。

綜合來(lái)看，儲(chǔ)能能夠推動(dòng)數(shù)據(jù)中心的供電穩(wěn)定，可以幫助數(shù)據(jù)中心實(shí)現(xiàn)節(jié)能減碳與削峰填谷。而想要做到理想化的儲(chǔ)能，需要新能源的穩(wěn)定持續(xù)供給、需要具備充足的儲(chǔ)能容量、需要更加低廉的成本、需要更加安全的供電，通過(guò)相關(guān)技術(shù)的交流與學(xué)習(xí)，將促使數(shù)據(jù)中心在存儲(chǔ)容量、多站融合及相關(guān)技術(shù)上的探索。而在政策與行業(yè)需求的共同推動(dòng)下，相信儲(chǔ)能將迎來(lái)更進(jìn)一步的發(fā)展。

| 文章來(lái)源：中國(guó)IDC圈