氢气是一种清洁多能的二次能源载体，可通过长周期、大规模的储能方式，充分消纳风光弃电生产绿氢，支撑高比例可再生能源电网的稳定运行，因此被视为社会能源转型与脱碳发展的重要助力 。预计至2060年，氢在中国终端能源消费中占比将达到20%，其中可再生氢(绿氢)占比将达到80% ，受我国“十四五”氢能战略驱动，多省市发布了 5——10 年的氢能产业规划，除交通领域作为主要的氢能产业应用方向外，氢储能、分布式发电以及数据中心氢能应用均作试点方向.。
由于数据中心消耗的直接能源是电力，当氢能发电在短时间不具备经济性的情况下，氢能应用的主要优势在于低碳，而随着大电网可再生能源电力比例的不断提高，其碳排放指标将不断下降。同时能源价格的变化以及产业的发展，氢燃料电池全生命周期发电成本将逐渐逼近市电，若同时考虑氢能供电余热 综合利用的收益，数据中心氢能应用的经济性将逐渐体现。
集中式主用电源方案，是在不改变数据中心现有供电架构的情况下，利用集中设置的氢燃料电池电站发电，整体替代市政电网或作为可再生能源电网的调峰的手段。随着氢产业链的逐渐规模化，当数据中心周边有稳定可靠的市政氢源，能够满足数据中心连续使用需求时，可考虑在数据中心园区或就近设置集中氢燃料电池发电站，采用双路市政氢气管道结合现场备用储氢的方式为数据中心提供 主用及备用电力，并利用市政电网作为备用。
分布式主用电源方案，采用分布式供电架构，即利用分散布置的氢燃料电池设备，为附近的服务器及其辅助系统直接提供电力，取消大部分昂贵的电力基础设施(占数据中心总建设成本的25%以上 ) ，并节省了其占用的建筑空间 。同时，由于供电设备颗粒度及故障影响范围明显减小，可考虑采用冗余(N+X)配置代替容错(2N)配置。因此随着氢能产业的规模化发展，当氢燃料电池及相关设备成本显著下降时，采用分布式供电方案的数据中在初投资方面也将具有优势。
项目背景：
在氢能供电方面，氢内燃机与氢燃料电池是两种主要的究方向，氢内燃机虽然已经有了几十年的发展历史，但仍存在早燃、回火、动力性能差及NOx 排放等多种问题，且尚未形成产业化；氢燃料电池由于直接将氢的化学能转化为电能和热能，不受卡诺循环效率的限制，发电效率高，且副产物仅有水，近年来受到广泛关注，技术研发及产业化速度较快。在多种类型的燃料电池中，质子交换膜燃电池 (PEMFC)由于技术成熟、产业化速度快，被认为是近期数据 中心氢能供电的优选技术；而固体氧化物燃料电池(SOFC)由于反应废热温度高，综合能源利用率高，且可使用天然气，被认为今后是大型固定电站及综合能源供应的优选技术。
项目介绍：
江苏氢港氢能发电项目坐落于杭州阿里巴巴计算数据中心，采用巴拉德的质子交换膜燃料电池系统，寿命可达3万小时，具有稳定、可靠、安全无噪音等特点。江苏氢港率先在数据中心进行25KW的氢能发电实验项目，探索应急电源的使用、削峰填谷、新能源稳定并网问题，大幅降低碳排放。主要采用氢燃料电池发电技术与新能源耦合发电技术，使用燃料电池发电技术，可以减少对煤炭的使用，减少CO2的排放，且发电效率很高。
燃料电池发电有几个优点：第一，发电效率高达50%——60%，结合热电联供技术，其发电效率可以高达70%以上；第二，相比于传统的火力发电，燃料电池对环境的污染程度更低，大幅减少了二氧化碳、氮氧化物、一氧化碳以及挥发性有机化合物的排放量；第三，燃料电池在运行过程中不会产生较大的噪声，一般噪声为50dB——70dB。
结语：绿色“零碳”的氢气被认为是未来数据中心行业实现碳 中和的重要助力之一，虽然现阶段数据中心氢能应用无论在 技术性还是经济性上都不够理想，但随着氢能产业的快速发 展、可再生能源比例及成本的持续下降，数据中心的氢能应 用必将迎来规模化应用的契机。
在数据中心氢能应用的多种场景中，备用电源方案虽然 经济性不佳，但由于不需改变数据中心现有供电架构，可作 为短期内获取燃料电池应用经验的一种手段；当绿氢的供应 满足数据中心连续使用时，采用氢能发电作为主用电源将成 为数据中心摆脱大电网碳排放的一种可行性的方案；随着我 国“东数西算”工程的正式启动，更多的数据中心将选址于风 光资源丰富的西部地区，采用氢能风光调峰的方案可以实现 数据中心闭环供电“零碳”或“负碳”的运营；采用分布式的方 案将对数据中心现有供电架构存在着颠覆性的挑战，但消除 了复杂而昂贵的电力基础设施，是数据中心氢能应用降低工 程初投资的重要手段，也是数据中心完全拥抱氢能的重要发展方向。
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