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喜訊丨江蘇氫港與阿里巴巴簽訂戰略合作協議

 發布時間:2022-12-16    點擊量:148

氫氣是一種清潔多能的二次能源載體,可通過長周期、大規模的儲能方式,充分消納風光棄電生產綠氫,支撐高比例可再生能源電網的穩定運行,因此被視為社會能源轉型與脫碳發展的重要助力 。預計至2060年,氫在中國終端能源消費中占比將達到20%,其中可再生氫(綠氫)占比將達到80% ,受我國“十四五"氫能戰略驅動,多省市發布了 5~10 年的氫能產業規劃,除交通領域作為主要的氫能產業應用方向外,氫儲能、分布式發電以及數據中心氫能應用均作試點方向。


由于數據中心消耗的直接能源是電力,當氫能發電在短時間不具備經濟性的情況下,氫能應用的主要優勢在于低碳,而隨著大電網可再生能源電力比例的不斷提高,其碳排放指標將不斷下降。同時能源價格的變化以及產業的發展,氫燃料電池全生命周期發電成本將逐漸逼近市電,若同時考慮氫能供電余熱 綜合利用的收益,數據中心氫能應用的經濟性將逐漸體現。



集中式主用電源方案,是在不改變數據中心現有供電架構的情況下,利用集中設置的氫燃料電池電站發電,整體替代市政電網或作為可再生能源電網的調峰的手段。隨著氫產業鏈的逐漸規?;?,當數據中心周邊有穩定可靠的市政氫源,能夠滿足數據中心連續使用需求時,可考慮在數據中心園區或就近設置集中氫燃料電池發電站,采用雙路市政氫氣管道結合現場備用儲氫的方式為數據中心提供 主用及備用電力,并利用市政電網作為備用。



分布式主用電源方案,采用分布式供電架構,即利用分散布置的氫燃料電池設備,為附近的服務器及其輔助系統直接提供電力,取消大部分昂貴的電力基礎設施(占數據中心總建設成本的25%以上 ) ,并節省了其占用的建筑空間 。同時,由于供電設備顆粒度及故障影響范圍明顯減小,可考慮采用冗余(N+X)配置代替容錯(2N)配置。因此隨著氫能產業的規?;l展,當氫燃料電池及相關設備成本顯著下降時,采用分布式供電方案的數據中在初投資方面也將具有優勢。



項目背景:

在氫能供電方面,氫內燃機與氫燃料電池是兩種主要的究方向,氫內燃機雖然已經有了幾十年的發展歷史,但仍存在早燃、回火、動力性能差及NOx 排放等多種問題,且尚未形成產業化;氫燃料電池由于直接將氫的化學能轉化為電能和熱能,不受卡諾循環效率的限制,發電效率高,且副產物僅有水,近年來受到廣泛關注,技術研發及產業化速度較快。在多種類型的燃料電池中,質子交換膜燃電池 (PEMFC)由于技術成熟、產業化速度快,被認為是近期數據 中心氫能供電的優選技術;而固體氧化物燃料電池(SOFC)由于反應廢熱溫度高,綜合能源利用率高,且可使用天然氣,被認為今后是大型固定電站及綜合能源供應的優選技術。



項目介紹:

江蘇氫港氫能發電項目坐落于杭州阿里巴巴計算數據中心,采用巴拉德的質子交換膜燃料電池系統,壽命可達3萬小時,具有穩定、可靠、安全無噪音等特點。江蘇氫港在數據中心進行25KW的氫能發電實驗項目,探索應急電源的使用、削峰填谷、新能源穩定并網問題,大幅降低碳排放。主要采用氫燃料電池發電技術與新能源耦合發電技術,使用燃料電池發電技術,可以減少對煤炭的使用,減少CO2的排放,且發電效率很高。



燃料電池發電有幾個優點:第一,發電效率高達50%~60%,結合熱電聯供技術,其發電效率可以高達70%以上;第二,相比于傳統的火力發電,燃料電池對環境的污染程度更低,大幅減少了二氧化碳、氮氧化物、一氧化碳以及揮發性有機化合物的排放量;第三,燃料電池在運行過程中不會產生較大的噪聲,一般噪聲為50dB~70dB。



結語:

綠色“零碳"的氫氣被認為是未來數據中心行業實現碳 中和的重要助力之一,雖然現階段數據中心氫能應用無論在 技術性還是經濟性上都不夠理想,但隨著氫能產業的快速發 展、可再生能源比例及成本的持續下降,數據中心的氫能應 用必將迎來規?;瘧玫钠鯔C。



在數據中心氫能應用的多種場景中,備用電源方案雖然 經濟性不佳,但由于不需改變數據中心現有供電架構,可作 為短期內獲取燃料電池應用經驗的一種手段;當綠氫的供應 滿足數據中心連續使用時,采用氫能發電作為主用電源將成 為數據中心擺脫大電網碳排放的一種可行性的方案;隨著我 國“東數西算"工程的正式啟動,更多的數據中心將選址于風 光資源豐富的西部地區,采用氫能風光調峰的方案可以實現 數據中心閉環供電“零碳"或“負碳"的運營;采用分布式的方 案將對數據中心現有供電架構存在著決絕性的挑戰,但消除 了復雜而昂貴的電力基礎設施,是數據中心氫能應用降低工 程初投資的重要手段,也是數據中心擁抱氫能的重要發展方向。





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