2019年储能系统将走进数据中心，哪种储能技术更有发言权？

互联网+已经成为各行业规划目标，互联网的重要组成部分——数据中心也在如火如荼建设中。降低能耗以及减少碳排放的责任下，目前众多知名数据中心开始追求100%可再生能源供电目标，储能系统走进数据中心将成为一种大趋势。

电费占总成本六成  储能削峰填谷是优选

在能源转型的浪潮下，抑制传统能源和推广清洁能源成为“开源节流”的主要手段。数据中心，即互联网的大脑，必须保证电力供应的连续性和安全性，才能使互联网系统可以正常运转；同时数据中心还有用电设备架设密集、长时间运转等特点，需要空调协助保持温度保证平稳运行，这就造成数据中心成为耗电量极高的领域，用电量达全球的3%。根据统计，中国数据中心的电费占全部数据中心运维成本的六到七成。而在物联网、互联网+、云计算等新兴领域蓬勃发展及推动下，数据中心的数量还将以指数级增长。清洁降耗已经成为数据中心行业前进方向。

从2010年起，我国颁布了一系列政策，推动对数据中心进行清洁节能改造、降低数据中心能耗及提高能效水平。北京与上海相继出台有关数据中心能耗的限制政策，新增能耗水平限制PUE值从1.5到1.4，后来又降低到1.3。2018年9月，河南省政府发布了《关于印发河南省促进大数据产业发展若干政策的通知》，通过减半用电价格的优惠政策鼓励在河南建设可再生能源数据中心。

PUE(Power Usage Effectiveness，即电源使用效率)：世界通用的数据中心电力使用效率的衡量指标，指的是数据中心能耗与IT负载能耗之比。PUE值与1越接近，代表其有越高的绿色化程度。

数据中心能耗分布

图片来源：数据中心节能技术委员会

通过数据分析发现，数据中心消耗的能源分布在IT设备、空调系统、供配电系统、照明及其他等，其中IT设备和空调系统消耗的能源占比超八成，因此数据中心大部分能耗都集中在IT设备及空调系统运行上，绿色节能改造要从这两个方面着手。

储能系统刚好可以处理用电能耗的问题。如果在数据中心酌情配置储能系统，首先可以当做备用电源提供电力保障，另外还能有效发挥削峰填谷的作用，辅助降低能耗、节约电费，有一箭双雕的效果。近期，维谛技术分析预测认为，2019年全球发展趋势将是储能系统进入数据中心，新兴的锂离子电池储能系统可以和UPS系统相辅相成，共同协助数据中心进行节能管理；同时，储能设备还能和电网进行紧密联动、通过响应电力需求来达到电力负荷管理的目的，实现削峰填谷，为数据中心创造收益。

追求100%可再生能源 新能源消纳储能是利器

近几年，采用清洁能源的数据中心比例正逐渐增加，微软、谷歌、苹果等一众互联网领头羊纷纷改变数据中心供电方式，建设百分之百可再生能源的数据中心。苹果公司率先达成100%可再生能源数据中心的目标，谷歌公司也在2017年完成绿色数据中心的打造。除此之外，脸谱、亚马逊等公司也在拓展自家的数据中心清洁能源份额，可再生能源已占约50%。国内阿里巴巴也已经开始摸索以锂离子电池作为储能方式的数据中心节能模式。

由于数据中心用电负荷极高，不能单纯依靠风能或太阳能等可再生能源自发自用。根据测算，如果要求数据中心全部电力都依靠太阳能提供，那么需要的光伏板面积将会达到数据中心面积的近百倍。况且光伏、风电等可再生能源具有不连续性，而部分时间又有弃光弃风现象。因此，随着锂离子电池等储能技术的成本下降，光伏+储能系统的供电方式将会成为数据中心能源问题的新型解决方案。

1 可再生能源数据中心典型应用范例

1. 微软海底数据中心

2018 年 6 月，微软「北方群岛」(Northern Isles)大型数据中心沉入苏格兰奥克尼群岛海下。微软海底数据中心利用海水的流动，用潮汐涡轮机进行潮汐能转换发电，而且海底环境可以直接进行热能交换变成空调系统。另外海岸上还采用太阳能电池板和风机为本地民众提供电力。微软介绍，此数据中心的可再生能源发电已可以自给自足。但也有人质疑这种建设方式是否会影响到海洋生物和海洋环境。

2.苹果的100%可再生能源数据中心

苹果公司在世界许多地方建有可再生能源数据中心。2017年，苹果与贵州合作在贵安打造百分之百可再生能源数据中心，这也是我国首个100%可再生能源数据中心。据报道，苹果公司在国外的100％可再生能源数据中心主要通过光伏、水力、生物质及燃料电池等系统产生电能。同时还可以输送到电网，之后再通过电力批发市场购买电力。

3. 谷歌新数据中心实现100%可再生能源

2019年，谷歌公司将在美国田纳西州和阿拉巴马州拓展新的数据中心。日前，谷歌表示会从当地几家刚投运的光伏电厂购买电能，使该数据中心从建成起就实现完全可再生能源供电。另外，谷歌在荷兰、芬兰、中国台湾地区、美国爱荷华州、北卡罗来纳州的数据中心都将实现零碳排放。2019年，谷歌与在台湾省的数据中心签署了长期太阳能协议，来打造100%可再生能源的数据中心。这也使亚洲成为继美洲、欧洲之后，谷歌部署太阳能和风能项目的新落脚点。

4. 日本京瓷结合蓄电池系统与AI技术建设可再生能源供电数据中心

据了解，日本京瓷于北海道石狩市打造了日本首个100&可再生能源数据中心。该数据中心采用光伏、风力和生物质能以及储冷、蓄电池等手段供电，并通过人工智能系统预测用电量、实现高效发电。此外，京瓷将对外销售其人工智能与蓄电池相结合的供电系统。

5. 阿里巴巴分布式储能技术打造100%可再生能源数据中心

无独有偶，阿里巴巴也在探索降低能耗的方式，一方面，选址参考了周边可再生能源，像千岛湖数据中心通过水冷降温，张家口数据中心利用张北地区丰富的太阳能和风能。据报道，张家口数据中心采用了国际领先的能源互联网技术和自主研发的分布式储能技术，可达成最大程度的新能源供电及按需供电，最终实现100%可再生能源供电。

2 主要储能技术在数据中心的应用前景

1. 铅炭电池

在现在大部分数据中心设施中，铅酸电池、铅炭电池仍然是UPS电源常用的储能设备。从循环寿命、设备成本角度来说，铅炭电池显然是比较保守的第一选择。

2. 锂离子电池

随着锂离子电池技术持续突破、生产规模持续扩大，锂离子电池的成本也在持续下降，如目前新建的百度数据中心已经采用锂离子电池作为备用电源，而阿里巴巴等已经开始购置储能设备。除了作为备用电源，锂离子电池还可发挥削峰填谷、电力需求响应的作用，实现电费管理、增加收益。

3. 全钒液流电池

全钒液流电池是新型储能电源，具有能量效率高、充放电性能好、循环寿命长、清洁环保等优点。据了解，中国移动襄阳云计算中心与襄阳大力电工已在共同探讨全钒液流电池在数据中心应用，以推动数据中心的节能减排。

4. 燃料电池

燃料电池是目前公认能量转换更高的供能方式，与当前广泛使用的锂离子电池相比更具优势。但目前燃料电池成本过高，依然难以得到广泛推广应用。不过目前美国银行、可口可乐、沃尔玛、eBay以及谷歌、苹果等公司，都采用燃料电池为数据中心供电。目前很多企业都参与到燃料电池技术研发浪潮中，若成本能够继续降低，燃料电池在备用电源供应方面将会有广泛的应用前景。

5. 飞轮储能

除了电化学储能，机械储能也具有较好的应用前景。飞轮储能以无污染、寿命长等特点受到大家的关注。日前国机重装成功研制国内首台“100kW飞轮储能装置”。据负责人介绍，该装置可应用于数据中心，在电力发生异常时飞轮储能装置将动能转化为电能，为UPS供电保障数据中心正常运转。