日前，国家能源局在京召开例行新闻发布会。国家能源局节能与技术装备司副司长刘亚芳介绍。储能发展蓬勃，将影响各行各业的用电量，尤其是依赖电能持续运行的数据中心。而且，储能与数据中心节能减碳的关系越来越密切，如何发展储能成为数据中心的重点课题。（根据储能的不同形式，广义的储能包括电能储能、热能储能和氢能储能等。数据中心的电力供应是其正常运行的基础。因此，就储能而言，业界关注的是电能储能，本文所讨论的储能也特指电能存储。）为什么数据中心需要储能？对于数据中心来说，现阶段改变供能形式的主要目的是稳定用电，用于节能减碳，削峰填谷，而储能可以在这些方面发挥作用水平。就稳定用电而言，数据中心用电可分为应急电源和常用电源。从理论上讲，储能可以在两个方面起到稳定发电的作用。首先，储能可以替代柴油发电机以备不时之需。作为数据中心的后备电源，在市电停电时提供稳定的供电；第二，储能可以成为数据中心的主电源，为数据中心提供高安全性的日常供电。在节能减碳方面，数据中心需要提高新能源的利用率，但太阳能、风能等常用新能源受自然因素影响较大，供电不稳定，不能满足数据中心的电力需求。储能可以解决这个问题，提高新能源供电的稳定性，最终通过使用新能源供电减少碳排放。也就是说，储能通过存储新能源为数据中心减少碳排放提供了条件。在削峰填谷方面，储能形式决定了它可以在用电高峰时选择性放电，在用电低谷时选择性储能。数据中心从中受益。基于此，理想的储能能以储能的形式为数据中心提供稳定的新能源电源，可用于应用或日常供电，达到节能减碳、削峰填谷的目的填充。值得一提的是，数据中心与储能的结合一直受到各地的重视，多地出台相关政策促进其发展。例如，去年10月，山东省工信厅下发《关于深化改革创新促进数字经济高质量发展的若干措施》，文件提出启动“风能储能+大数据中心”建设，可再生能源在其中的使用比例数据中心将增加10个百分点至25%。多于。同样在去年10月，深圳市发改委发布通知，征求《深圳市关于促进绿色低碳产业高质量发展的若干措施（征求意见稿）》的意见。文件指出，储能设施要因地制宜。鼓励数据中心、5G基站、充电设施、产业园区等结合电网需求部署储能系统。对已并网装机容量1兆瓦以上的电化学储能项目，最高给予0.2元/千瓦时支持，每个项目支持期限为3年，资助总额为高达300万元。图：部分数据中心与储能联合发展政策梳理。可见，数据中心与储能的结合发展既有政策支持，也有产业需求，已经具备进一步发展的先决条件。储能面临哪些挑战？数据中心与储能的发展充分结合是大势所趋。但从目前的情况来看，储能还处于比较早期的阶段，离理想的应用状态还有一定的距离。主要原因有以下两点。1、储能需求巨大数据中心属于高耗能行业，其运行需要大量的电力。以1000机柜、单机柜2.5kW·h的甲级数据中心为例，运行时的耗电量可达2500kW·h。备用电源所需的负载远不止于此。根据《GB 50174-2017数据中心设计规范》，A级数据中心柴油发电机的燃料储存能力应满足12小时的燃料消耗。也就是说，如果要用储能代替柴油发电机，这个数据中心的备用电源至少需要30000千瓦时（即30WM·h）的电力储备。如果作为普通电源使用，所需的功率无疑会更大。就数据中心本身而言，在现阶段，要开展如此庞大的新能源电储能，充满了挑战。首先，数据中心很难通过新能源获得如此水平的电力。例如，虽然分布式光伏在数据中心应用广泛，技术也比较成熟，但其发电量存在上限，需要进一步突破以支撑数据中心的运行；又如氢能，虽然其能源供应效率更高，但使用难度大，技术要求高。目前在数据中心的应用还处于试验阶段，尚未达到大规模推广的条件。其次，在储能容量方面，数据中心备用电源的电力需求已经达到兆瓦级（MW）。考虑到冗余配置的问题，实际容量需求可能会更高。但是，数据中心的存储容量仍然比较低。以应用广泛的电化学储能为例，其产品的容量大多只能应用于UPS。据《GB 50174-2017数据中心设计规范》介绍，在A级数据中心，当柴油机作为后备电源使用时，UPS系统的电池后备时间至少为15分钟。仍以1000机柜、单机柜2.5千瓦时的甲级数据中心为例，其存储容量约为625千瓦时，远不足兆瓦。能力要求的水平。第三，在建设方面，储能设备是数据中心供配电的一部分，占用空间大。它的建设必然会影响到整个数据中心的规划布局。同时，并网过程复杂，涉及多个不同系统的协调、兼容等。此外，在成本方面，虽然理论上可以削峰填谷，但投入成本也比较高，包括储能系统的采购、建设成本和运维成本。数据中心的运营周期可以长达20-30年。增设或改进储能系统需要长期管理，甚至需要培训专业技术人员进行运维，这不仅增加了运维难度，也增加了运维成本。2、应用安全问题数据中心要绿色低碳，更重要的是安全稳定。这就要求每个环节使用的技术必须成熟，对相关隐患要有多种解决方案。但储能安全隐患也存在一定问题。以目前应用广泛的锂电池为例，其体积小、重量轻、使用寿命长。业界普遍看好他们的前景，但即便如此，他们的申请过程却并不如预期。安全问题。甚至可以说，近年来锂电池安全事故频发。以电动汽车为例，因锂电池故障引发火灾、爆炸的新闻屡见不鲜。锂电池已被标记为不安全。此外，锂电池在数据中心的应用还需要配套的电池管理系统。通过长期的实践来防止热失控，却难以应用，这也引发了人们对锂电池应用的质疑。相比之下，铅酸电池在安全性上更稳定，应用方案也相对简单，这导致数据中心还是更青睐铅酸电池。同时，储能系统的建设不仅仅是锂电池，还涉及到相关储能设备的建设、氢能的探索、充足能源的输出、微电网的建设，等等，所有这些都需要更完善的安全解决方案。没有安全保障，储能在数据中心的应用就没有基础。储能发展可行性探索方向数据中心是与数字化密切相关的新型基础设施。安全稳定是基本要求。储能作为数据中心节能减碳的必要组成部分，在发展过程中也需要满足这些条件，同时结合储能现有的特点和不足进行发展，即储能需要稳定新能源供给，必须在安全的基础上降低储能成本，增加储能容量，提升储能供电能力。根据现有的实践和探索，满足上述条件的发展方向有两个：一是进一步提高数据中心自身的储能能力；能源利用稳定安全。在提升数据中心自身储能能力方面，目前重点突破储能能力具有现实意义。例如，21世纪互联与清华大学能源互联网创新研究院联合开发的“SPEAR”创新示范项目，储能容量为2MWh，输出功率为1MW；微软去年6月推出的燃料电池项目，运行功率为3MW。已经能够满足部分数据中心的备用电源需求。这表明，通过技术的发展，数据中心的储能能力可以得到质的提升，具备替代柴油发电机组的可能性。但相关项目也具有明显的实验性，安全性和稳定性有待进一步提升以推广应用，成本也必须满足市场需求。在多站集成方面，具有资源密集、系统集成、功能互补的特点。通过此，数据中心可有效解决自身“短板”问题，如电站、大型储能电站等，确保新能源充足、安全稳定，数据中心可解决大型-数据中心与其全面融合后，扩展新能源采集和存储容量，满足数据中心对新能源供电的需求，最终实现绿色发电和平峰谷、减排等多重目标。值得注意的是，在多站融合的过程中，人工智能和大数据分析的应用极为重要。这是因为多站集成涉及多个系统的协调。高储能资源调度预测能力和聚合能力需要人工智能和数据分析的支持。目前，多站融合的做法在很多地方都有。例如，2021年12月建成的全球首个100MW先进压缩空气储能国家示范项目，建设规模为100MW/400MWh。风电、光伏、区域电网、云计算中心联合运行，可以更好地满足数据中心的用电需求。去年6月启动EPC招标的山西天镇源网荷共享储能电站项目，旨在解决新能源发电直供数据中心的波动性、随机性和间歇性问题，提升绿色电力数据中心。用比值推动大数据产业低碳发展。更多的储能电站项目也在规划建设中。据媒体不完全统计，仅去年12月份，就有约28个新储能项目竣工并网，其中百兆级项目数个。独立的大容量共享储能电站并网。相关政策也在不断增加。资料显示，2021年以来，山东、湖南、浙江、内蒙古等省份相继出台储能建设指导意见，鼓励投资建设共享（独立）储能电站，并采取优惠政策鼓励配套建设或共享模式实施新能源发电与新储能项目，为数据中心多站融合奠定基础。综合来看，储能可以促进数据中心供电的稳定性，可以帮助数据中心实现节能减碳和削峰填谷。要实现理想的储能，需要稳定持续的新能源供应、充足的储能能力、更低的成本、更安全的供电。通过相关技术的交流和学习，推动数据的发展。该中心探索存储容量、多站集成和相关技术。在政策和行业需求的共同推动下，相信储能将迎来更进一步的发展。
