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世纪互联储能型数据中心项目

在国际上也有知名厂商在做类似的尝试。谷歌在今年也宣布，将在比利时的StGhislain数据中心采用电池储能系统替代同等装机容量的柴油发电机，储能系统将采用锂离子电池。

在领域领域，国家电网、南方电网旗下公司也落地了不少融合储能、数据中心、变电站等多项城市基础实施的“多站合一”项目。

储能备电是数据中心产业发展的一个重要方向，同时数据中心也将是储能的重要应用场景。

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多项政策支持数据中心配储

产业发展，政策先行。今年下半年，国家出台多项政策支持储能型数据中心。

7月14日，工信部印发《新型数据中心发展三年行动计划（2021-2023年）》明确：支持探索利用锂电池、储氢和飞轮储能等作为数据中心多元化储能和备用电源装置，推动新型数据中心高效利用清洁能源和可再生能源、优化用能结构，助力信息通信行业实现碳达峰、碳中和目标。

7月23日，国家发改委、国家能源局印发《关于加快推动新型储能发展的指导意见》，在用户侧，积极支持用户侧储能多元化发展。鼓励围绕分布式新能源、微电网、大数据中心、5G基站、充电设施、工业园区等其他终端用户，探索储能融合发展新场景。

10月26日，国务院印发《2030年前碳达峰行动方案》明确：优化新型基础设施空间布局，统筹谋划、科学配置数据中心等新型基础设施，优化新型基础设施用能结构，采用直流供电、分布式储能、“光伏+储能”等模式，探索多样化能源供应。

目前政策对数据中心配置储能仍是“鼓励探索”阶段。总体而言，政策的出台更深刻的意义在于通过发展多应用场景储能，增加光伏和风电等新能源装机并网与消纳规模，最终顺利实现3060双碳目标。数据中心作为“能耗大户”，必然也是新能源消纳、储能的重要应用场景。

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数据中心为什么需要储能

在数据中心产业从诞生到发展的十多年时间里，我国数据中心行业的总耗电量以每年超过10%的速度递增。统计数据显示，2020年我国数据中心总耗电量达到了2000亿千瓦，占比已超2%。预计到2025年，占比将增加一倍，达到4.05%，妥妥的“能耗大户”。

在“双碳”目标下，如何推动数据中心的节能减排，实现数据中心碳中和成为备受关注的话题。

10月21日，发改委发布《国家发展改革委等部门关于严格能效约束推动重点领域节能降碳的若干意见》，其中重点强调数据中心高质量发展，鼓励重点行业利用绿色数据中心等新型基础设施实现节能降耗。新建大型、超大型数据中心电能利用效率不超过1.3。到2025年，数据中心电能利用效率普遍不超过1.5。

今年以来，北京、上海、广州、深圳等多个地方政策出台，强调数据中心节能降耗问题。11月1日，北京市委常委会审议通过的《北京市进一步强化节能实施方案》提及，加强重点数据中心的电耗监测，对能效水平较低和违规数据中心的整改。对于不能改造或逾期不改造的数据中心项目，依法依规责令关停。

建设高能效“碳中和数据中心”成为IDC行业必选项。

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数据中心耗能高，需要不间断的供电，同时需要空调控制温度保障机器运行。能耗主要分布在IT设备、空调系统、照明系统、供配电系统等，其中在IT设备能耗和空调系统能耗占比超80%。

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储能系统在数据中心的应用场景

储能系统接入数据中心，可增强数据中心的供电可靠性，防止偶然断电导致数据丢失。储能系统通过削峰填谷、容量调配等机制，提升数据中心电力运营的经济性，低碳节能。

1.数据中心后备电源

传统数据中心需要使用大量的铅蓄电池作为备用电源，但电池状态不可知。而储能型数据中心，电池每天都会放电，放电后电压一目了然，很容易判断电池好坏，有助于及时剔除不良电池，同时也省去了每年做假负载测试的费用。

2.可再生能源+储能系统

作为耗能大户的数据中心一方面竭尽全力压缩PUE，控制能耗摄取，符合地方的落地要求；截流的同时，另一面也力求通过多种方式进行开源，比如引入光伏等新能源发电，从绝对依赖市电供电变为可以自己解决部分能耗供给。储能系统在可再生能源发电系统中的应用可解决供电不平衡问题，能够起到负荷调节、存储电量、配合新能源接入等作用。

A级数据中心可采用一路市电+一路新能源配置储能两路电源，同时一路市电或者柴发作为备用电源。B级数据中心可采用一路市电+一路新能源配置储能供电，或一路新能源配置储能+柴发作为备用电源。

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3.削峰填谷

接入储能系统，通过电费峰谷差价进行套利。使数据中心不再是一个简单的电力负荷，而是具有可调用和可调的功率节点，甚至参与电网调频，灵活切换有利于电网、数据中心、新能源发电的最优模式，实现节能减排。

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主要储能技术在数据中心的应用

1. 铅酸电池

目前在大多数数据中心设施中，铅酸电池、铅炭电池仍然是UPS电源常用的储能设备。铅酸电池的优势在于成熟、成本低、安全性高，但其容量小、重量大、体积大、寿命短等缺点，决定了铅酸电池在大规模应用上的周期成本劣势。

2. 锂离子电池

从目前储能技术来看，锂离子电池无疑是铅酸电池的最佳替代品。随着锂离子电池在电子消费领域、电动汽车、储能领域的应用普及，锂离子电池的成本不断下降，目前新建的如百度数据中心等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，在作为备用电源之外，还可发挥削峰填谷、电力需求响应等进行电费管理、增加收益。不过，在安全性方面，锂离子电池一直具备一定的隐患。

值得一提的是，磷酸铁锂电池依托成熟的技术，在成本、安全性及循环次数上具有相对优势，能量密度和低温性能通过成组技术也在不断改进，在储能、商用车、工程机械等领域都具有传统优势。考虑到安全的问题，磷酸铁锂电池也有望进入数据中心应用场景。

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。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，与目前应用广泛的锂离子电池相比更具优势，但是目前燃料电池成本过高，仍然难以得到广泛推广应用。不过目前在美国银行、可口可乐、沃尔玛、eBay以及谷歌、苹果等公司，都有在数据中心采用布鲁姆能源的燃料电池供电。

5. 飞轮储能

除了以上电化学储能方式，机械储能也具有较好的应用前景，飞轮储能就以无污染、寿命长等优点受到部分人的关注。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。但目前飞轮储能成本仍较高。

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数据中心+储能与综合能源站

先来看一个IDC领域的项目。

7月15日，世纪互联新一代荷储IDC项目在佛山智慧城市数据中心正式合闸。该项目配备2MWh储能容量，输出功率为1MW，与市电共同为数据中心供电。储能系统与光伏发电系统在交流侧耦合，并最终在数据中心10kV高压侧并网，使数据中心形成一个负荷可变、可调的复合体，并能根据电网需求、新能源发电需求，调整充放电策略。

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世纪互联荷储IDC项目

再来看两个能源领域的案例。

1月28日，长三角首个“十二站合一”综合能源站在无锡投运。全站融合了变电站、储能站、分布式光伏站、预装式冷热供应站、智慧路灯、智能联动无人巡检、数据中心机房、5G微站、电动汽车充电站、电动汽车换电站、换电e站以及自助洗车站共十二项城市公共设施。

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长三角综合能源站

2020年底，南方电网首个正式商业运营集变电站、数据中心、充电站的多站融合项目在深圳投运。项目位于深圳市宝安区110千伏创新变电站，利用变电站土地资源，在场地内建设1个集装箱式数据中心、2台120千瓦双枪直流充电桩，并预留5G基站和北斗基站的建设空间。该数据中心成为“南网云”深圳分中心，解决深圳供电局日益增长的存储、算力和带宽资源的需求。充电桩为深圳局生产部门服务，为供电抢修车辆提供充电服务。

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深圳综合能源站

储能型数据中心，储能系统不仅给数据中心供电，还可与可再生能源发电系统耦合，作为城市的新型融合基础设施，向一定区域范围内（比如园区、小区）提供能源、数据、云等服务，这或许才是未来“储能型数据中心”提高 能源效率、降低成本的最佳形态，在能源领域，这叫综合能源站。

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结尾

增加储能系统的数据中心，对设计、建设、运维提出了新要求，且增加了额外的技术与人力投入，因此储能型数据中心普及还存在一定的难度。但从另一方面来看，储能型数据中心也为集成化、预装式、智能化的储能系统创造了新机会。

双碳目标下，节能减排必定是新型数据中心的重要方向。一边是PUE指标，一边节能改造、增加可再生能源发电系统、储能系统导致的成本增加，企业如何抉择？

新产业能否穿越重重迷雾，走向商业化的大江大海，关键还是在于需求、安全和成本这三大要素。一些政策能创造需求，但安全和成本才是需求的基础，能解决这两大问题，相信储能型数据中心能迎来飞跃发展。