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科技大咖談|鵬博士侯興澤&氫陽能源程寒松:氫能資料中心的未來之路

簡介與此同時,由於制氫、儲氫等方面新的技術發展,氫能或將成為資料中心發展新的能源解決方案,也為資料中心的轉型發展、降低碳排放量和PUE指標,提供了新的可能

失靈何首能源

日前,第五屆數字中國建設峰會在福州圓滿舉行,大會同期,鵬博士《科技大咖談》同步上線直播。

當下,隨著國家雙碳政策的不斷落地實施,未來資料中心發展正面臨諸多問題。與此同時,由於制氫、儲氫等方面新的技術發展,氫能或將成為資料中心發展新的能源解決方案,也為資料中心的轉型發展、降低碳排放量和PUE指標,提供了新的可能。

本期節目中,我們特邀國家特聘教授程寒松、中國IDC圈副主編孫偉敬,與鵬博士集團副總工程師侯興澤一起,圍繞氫能在資料中心的應用,展開深度討論。

科技大咖談|鵬博士侯興澤&氫陽能源程寒松:氫能資料中心的未來之路

PART ONE

孫偉敬

今天的沙龍主題是氫能資料中心,看到資料中心大家都不陌生,是數字經濟的底座,也是公認的高耗能行業。侯總請您談談資料中心在能耗方面面臨的壓力?

侯興澤

目前國家對資料中心的管理越來越嚴格,PUE的指標已經提高到1。25,能耗水平甚至直接影響資料中心供電。環境的變化要求資料中心的從業者必須找到新的方法,第一是降低能耗,第二就是降低PUE。

PART TWO

孫偉敬

氫能作為一種可再生能源,它的優勢在哪裡?

程寒松

氫能是一種能源載體,取之不盡用之不竭。透過電解水或光解水制氫,氫能燃燒後繼續轉化為水,這一迴圈過程是未來清潔能源的發展走向,氫能不僅來源廣,同時也具備清潔、高效的優勢。

PART THREE

孫偉敬

氫能供電能否滿足資料中心的需求?

程寒松

這個答案是肯定的。未來的能源體系可能是由兩個方面組成,一個是電力,另外一個就是氫能。透過儲氫技術和氫能利用技術,可以利用氫能直接發電,最終實現兩個能源網路交織並行,滿足資料中心供電需求。特別是在一些沒有電網的地方,氫能可以直接用來發電,組成一個區域性的電力網,這是完全可以做到的。

侯興澤

我們最近一直在研究關於氫能資料中心的解決方案,最大的問題在於氫氣的儲存和運輸。以10兆瓦的為例,每天的氫氣用量大概在16噸,如果採用現有的方式條件去儲存,面臨很大的安全風險。下一步,我們計劃跟程教授合作,採用新的技術來儲存氫氣,這個技術可以在常溫常壓下儲存氫氣,具備不易燃、不易爆的特性,可以有效為資料中心供電。

PART FOUR

孫偉敬

採用氫氣供能時,如何保障資料中心的安全?

程寒松

這涉及到氫的儲存技術。面對資料中心龐大的供能需求,傳統的氫能儲存技術無法滿足其需求,需要找到新的模式。我們研發了一種液體有機儲氫技術,國際上稱為LOHC,它可以把氫在常溫常壓下進行長時間的高效的儲存,具有極高的安全穩定性,當需要使用的時候,透過催化裝置分化出氫氣,從而實現供電。

PART FIVE

孫偉敬

氫能的供能方式中哪一種最適合資料中心?

程寒松

現在主要分成兩種,一種是燃料電池,包括:質子交換膜燃料電池、固體氧化物燃料電池。其中,加上利用廢熱製冷,後者綜合能量利用效率可以達到90%,是未來資料中心供能的一種很好的方式,但目前仍處於開發階段。

另外一種是氫燃氣輪機或氫內燃機。它的體積小,能量轉化率高、綜合利用率接近90%,而且價格更加便宜,目前國外很多主流公司都在研究。我認為在近期,特別在最近一兩年,將在資料中心的開發當中起到非常重要的作用。

侯興澤

上個月,有幾家大廠相繼釋出了氫內燃機,現在我們也在考慮用氫燃氣輪機做基礎的供能發電,它對氫氣純度要求低,具有很高的經濟性。內燃機有個特點,就是滿功率發電時效率最高,因此我們將全部功率需求轉化為兩部分,常規部分由內燃機來發電,調峰部分由燃料電池供電,最終實現整個系統的效率最高、最優。

程寒松

這兩種方式的結合,開闢了更多的可能性。未來,資料中心也許會迎來混合動力的時代。

PART SIX

孫偉敬

鵬博士的氫能資料中心是如何規劃的?

侯興澤

我們希望可以將氫能最好的技術應用到資料中心。首先,利用氫燃料電池直接輸出高壓直流電;其次,使用吸收式製冷,降低空呼叫電量,從而帶動整體PUE降低,再配合液冷機櫃,預計最終可以降低到1。1以下。

我們的目標是資料中心零碳排放,這就需要完全由氫能供給,同時我們也在努力降低水的蒸發量,實現節約用水。

PART SEVEN

孫偉敬

如果以氫供能資料中心,每天需要多少噸氫氣?

程寒松

使用量是很大的。前面提到,以10兆瓦功率為例,每天要消耗16噸氫氣,擴大到整個資料中心,這個量是很龐大的。那麼,由此引申出來一個現實問題:這麼多氫氣,從哪裡來?

事實上我們今天有幾種選擇,一種是從可再生能源轉化,比如太陽能、風能、水電等;一種是遠距離運輸,主要透過管道、特殊車輛、水運等方式;還有一種,就是我們正在研發的以城市垃圾為原料,直接轉化成氫氣,每400噸城市垃圾可生產16噸氫氣。使用這種方式不會產生有毒氣體,也不會留下大量燃燒廢渣,更無需二次填埋。

侯興澤

使用新的氫能儲存技術,可以直接透過現有的石油等液體運輸方式,無需進行改造,也不用新建設施,這可以有效降低成本。

PART EIGHT

孫偉敬

供氫技術現在是否足夠成熟?

程寒松

從能源產量角度來說,我國是世界第一大產氫國,相關技術已經十分成熟。通常使用常溫常壓液體有機儲氫技術將富餘的氫氣收集起來,透過傳統的方式運輸,已經可以實現大規模運輸。從供氫角度來說,它本質上是一個催化脫氫的過程,這個過程經歷了幾十年、上百年的工業積累和發展,現在來看,並不是個挑戰性極高的問題。氫能資料中心也許是未來資料中心,特別是前端資料這個資料中心的主要方式之一。

侯興澤

資料中心從業者現在正面臨著下一步發展方向的選擇題,而氫能是其中較好的一種選擇。首先,它的碳排放量接近於零,能耗指標很容易實現;其次,透過氫能的綜合利用,可以將效率提到最高,同時把PUE降到最低。

PART NINE

孫偉敬

氫能資料中心未來的發展方向在何方?

程寒松

我認為這是一個最有前途的發展方向,目前資料中心嚴重依賴於火電來提供能量,隨著國家對碳排放的要求越來越嚴格,這樣的依賴是不可持續的,轉變能源供給是必然的。縱觀各種能源,氫能是資料中心新能源的最佳選擇。

侯興澤

我們在資料中心領域從業近20年,一直想改變資料中心“高能耗、高排放”的負面形象。氫能的應用,將使得資料中心變成零碳排放量的清潔行業,甚至可以為其他的行業提供清潔的電力供給。未來,資料中心可能是數字化社會的發動機,我們希望氫能能夠成為其主要供能來源。

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