氫氣是一種清潔多能的二次能源載體，可通過(guò)長(cháng)周期、大規模的儲能方式，充分消納風(fēng)光棄電生產(chǎn)綠氫，支撐高比例可再生能源電網(wǎng)的穩定運行，因此被視為社會(huì )能源轉型與脫碳發(fā)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(dòng)，多省市發(fā)布了 5~10 年的氫能產(chǎn)業(yè)規劃，除交通領(lǐng)域作為主要的氫能產(chǎn)業(yè)應用方向外，氫儲能、分布式發(fā)電以及數據中心氫能應用均作試點(diǎn)方向。

由于數據中心消耗的直接能源是電力，當氫能發(fā)電在短時(shí)間不具備經(jīng)濟性的情況下，氫能應用的主要優(yōu)勢在于低碳，而隨著(zhù)大電網(wǎng)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(shí)能源價(jià)格的變化以及產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，氫燃料電池全生命周期發(fā)電成本將逐漸逼近市電，若同時(shí)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(jīng)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(fā)電，整體替代市政電網(wǎng)或作為可再生能源電網(wǎng)的調峰的手段。隨著(zhù)氫產(chǎn)業(yè)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(mǎn)足數據中心連續使用需求時(shí)，可考慮在數據中心園區或就近設置集中氫燃料電池發(fā)電站，采用雙路市政氫氣管道結合現場(chǎng)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(wǎng)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(wù)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(shí)，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(zhù)氫能產(chǎn)業(yè)的規?；l(fā)展，當氫燃料電池及相關(guān)設備成本顯著(zhù)下降時(shí)，采用分布式供電方案的數據中在初投資方面也將具有優(yōu)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(jīng)有了幾十年的發(fā)展歷史，但仍存在早燃、回火、動(dòng)力性能差及NOx 排放等多種問(wèn)題，且尚未形成產(chǎn)業(yè)化；氫燃料電池由于直接將氫的化學(xué)能轉化為電能和熱能，不受卡諾循環(huán)效率的限制，發(fā)電效率高，且副產(chǎn)物僅有水，近年來(lái)受到廣泛關(guān)注，技術(shù)研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化速度較快。在多種類(lèi)型的燃料電池中，質(zhì)子交換膜燃電池 (PEMFC)由于技術(shù)成熟、產(chǎn)業(yè)化速度快，被認為是近期數據 中心氫能供電的優(yōu)選技術(shù)；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(yōu)選技術(shù)。

項目介紹：

江蘇氫港氫能發(fā)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(zhì)子交換膜燃料電池系統，壽命可達3萬(wàn)小時(shí)，具有穩定、可靠、安全無(wú)噪音等特點(diǎn)。江蘇氫港在數據中心進(jìn)行25KW的氫能發(fā)電實(shí)驗項目，探索應急電源的使用、削峰填谷、新能源穩定并網(wǎng)問(wèn)題，大幅降低碳排放。主要采用氫燃料電池發(fā)電技術(shù)與新能源耦合發(fā)電技術(shù)，使用燃料電池發(fā)電技術(shù)，可以減少對煤炭的使用，減少CO2的排放，且發(fā)電效率很高。

燃料電池發(fā)電有幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：，發(fā)電效率高達50%～60%，結合熱電聯(lián)供技術(shù)，其發(fā)電效率可以高達70%以上；第二，相比于傳統的火力發(fā)電，燃料電池對環(huán)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(fā)性有機化合物的排放量；第三，燃料電池在運行過(guò)程中不會(huì )產(chǎn)生較大的噪聲，一般噪聲為50dB～70dB。

結語(yǔ)：

綠色“零碳"的氫氣被認為是未來(lái)數據中心行業(yè)實(shí)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(wú)論在 技術(shù)性還是經(jīng)濟性上都不夠理想，但隨著(zhù)氫能產(chǎn)業(yè)的快速發(fā) 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(lái)規?；瘧玫钠鯔C。

在數據中心氫能應用的多種場(chǎng)景中，備用電源方案雖然 經(jīng)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(jīng)驗的一種手段；當綠氫的供應 滿(mǎn)足數據中心連續使用時(shí)，采用氫能發(fā)電作為主用電源將成 為數據中心擺脫大電網(wǎng)碳排放的一種可行性的方案；隨著(zhù)我 國“東數西算"工程的正式啟動(dòng)，更多的數據中心將選址于風(fēng) 光資源豐富的西部地區，采用氫能風(fēng)光調峰的方案可以實(shí)現 數據中心閉環(huán)供電“零碳"或“負碳"的運營(yíng)；采用分布式的方 案將對數據中心現有供電架構存在著(zhù)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(fā)展方向。