氢能作为一种可持续能源，在数据中心领域正逐渐崭露头角。氢燃料电池数据中心可能是满足行业日益增长的能源需求的可持续解决方案。
今日，卡特彼勒与微软以及巴拉德（Ballard Power Systems）在数据中心氢燃料电池技术方面的卓越工作获得认可，在美国能源部 2024 年氢能计划优异评审奖中摘得 “系统开发和集成” 奖。
该项目倡导者指出，氢燃料电池能够助力实现可靠性和环境目标，尤其可作为备用电源。
在微软位于怀俄明州夏延的数据中心，测试了大型氢燃料电池在模拟48小时停电期间提供可靠备用电源的可行性进。两个卡特彼勒电网稳定（PGS）1260 电池储能系统与一个 1.5 兆瓦氢燃料电池协同工作。
卡特彼勒负责系统集成、电力电子和微电网控制，而巴拉德则提供氢燃料电池模块。
该项目得到了能源部 H2@Scale 计划和国家可再生能源实验室（NREL）的部分资助。这些举措突显了氢气作为实现零排放数据中心和数据行业可持续能源替代方案的路径。
随着人工智能对电力消耗的影响导致能源需求激增，使用替代和可持续能源为数据中心供电可能会成为更大的关注点。
一、氢能数据中心：新兴趋势
全球众多数据中心运营商已开始积极探索氢能。十多年来，Bloom Energy一直为包括数字基础设施提供商在内的各类组织提供固体氧化物燃料电池（SOFC），以氢气作为能源来源，尽管大多数情况下作为作为备用电源。
今年6月，数据中心提供商ECL在加利福尼亚州山景城推出了一个离网、氢气动力的模块化数据中心 MV1。ECL 创始人兼首席执行官尤瓦尔・巴查尔表示，该公司在德克萨斯州建设一个直接连接氢气管道的1吉瓦的项目，并将在未来12个月内投入运营。
他称：“我们可以根据所能获得的氢气量来扩大规模。目前向数据中心供应氢气和在氢基系统上运行的问题已经得到解决。”
二、氢动力数据中心的优势：可持续的绿色发展模式
仲量联行工作动态的数据中心战略副总裁肖恩・法尼表示，使用氢燃料电池的主要优势是它被认为是一种可持续和环保的技术。
由于所有主要的超大规模数据中心运营商都制定了严格的环境、社会和治理（ESG）目标以减少碳足迹，因此氢气极具吸引力，因其颗粒物排放量少得多，碳足迹也小得多。
他提到：“目前来看，最普遍的方法是使用固体氧化物燃料电池，它利用天然气等化石燃料在后端产生能量。在这种情况下，它并不是完全摆脱了碳影响，但碳足迹较小。这取决于它是用作主要还是次要能源使用，这是一个可持续发展的模式。”
三、氢燃料电池：一个可靠的备份计划
gartner分析师鲍勃·约翰逊表示，他认为氢燃料电池作为一种备份具有巨大的潜力，特别是在电网供应大多是不可全天候依赖的可再生能源的情况下。
他指出，虽然电池被谈论作为备份电源，但用于公用事业规模的电池非常昂贵而且他所见过的大多数安装只能提供大约四个小时的输出。相比之下，氢燃料电池，特别是使用天然气运行时，可以无限期地继续运行。
Gartner 分析师劳埃德・琼斯表示，氢气的主要优势是可用性，核能数据中心的普及还有一段路要走。
他还表示，虽然亚马逊已经与萨斯奎汉纳核电站成了供电协议，微软也在重新启动三里岛核电站，但现实是，可供重新启动或达成协议的核电站并没有那么多。
肖恩・法尼也认同这是一项可以相对快速启动的技术，无需长时间的安装或等待。“
今天，随着算力的飞速发展，从投入到获得回报的时间非常重要，而氢燃料电池在制造过程中提供了快速的周转时间，对于获取资金和采购设备资本来说也是如此。
他补充说，氢燃料电池还拥有更好的监管环境。
与核能相比，氢燃料电池的实施相当容易和迅速，核能在美国和世界其他地方的监管环境极为严格。氢燃料电池也没有核能那样的安全和风险负面影响。
可以快速建立一个小型多兆瓦氢能部署，而对于核能，仍然需要一定的规模 —— 必须建造足够大的规模才能实现经济效益。”
此外，制造能源的材料采购也有很大不同。“氢能可以天然气加上碳捕捉制成，这是可以实现的。而对于核能，对于发电的材料有一些严格的限制。铀和钚受到严格监管。”
四、在数据中心部署氢燃料电池的挑战
约翰逊表示，这项技术的缺点之一是氢气极难储存和运输。
另一个挑战是获得可靠且完全绿色的氢气来源。”
氢气需要液化才能运输，因为氢分子非常小，所以需要专门的技术来储存。由于氢气的能量密度低于天然气，因此需要更多的氢才能产生同样的电力。
虽然一些燃料电池可以从天然气中提取氢气（并产生一些二氧化碳排放），但当涉及可持续发展目标时，这可能会有问题。
法尼表示，氢燃料电池的障碍正在消除。他说：“这就像液体冷却技术，由于人工智能功率密度高，现在被广泛接受。氢燃料电池在过去有一些负面的看法。” 他指出，邻近社区担心他们可能会接近一个氢弹——这种恐惧不确定性、怀疑和缺乏理解。另一个问题是社区意识和标准操作程序的缺乏。
它没有被规范化，因此即使是当地有管辖权的当局也会认为它在运营方面没有做到万无一，”法尔尼说。“这导致了恐惧、不确定性和怀疑。”
巴哈尔指出，如果管理得当，氢气是一种安全的燃料，引用了氢气的特性以及为其处理设计的严格协议。
“氢气无毒，如果泄漏，会迅速扩散到大气中，减少积累或爆炸的风险，”巴哈尔说。
与传统燃料不同，氢气比空气轻，因此在泄漏时会迅速扩散，防止形成可能引发的大浓度。
此外，行业已经制定了严格的氢气储存和运输标准，包括专用的储罐和检测泄漏的传感器。“我们的技术集成了层安全检查，”巴哈尔说。他补充说，材料和监测方面的进步有助于确保氢气系统达到或超过监管的安全标准。“当气被正确储存和使用时，氢气与传统燃料一样安全，并且作为一种清洁能源具有巨大的潜力，”巴赫尔说。
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