数据中心搭配储能已成未来标配，固态电池是答案

科技 2024-12-16 07:00 广东

电子发烧友网报道（文/黄山明）近日，工信部发布了一份《新型储能制造业高质量发展行动方案（征求意见稿）》并向社会公开征求意见，其中提到，要面向数据中心、智算中心、通信基站、工业园区、工商业企业、公路服务区等对供电可靠性、电能质量要求高和用电量大的用户，推动配置新型储能。

同时，鼓励和支持数据中心等用电量大的用户配置新型储能系统，通过政策引导和资金支持，促进新型储能技术的应用和发展。并支持建设一批新型储能与数据中心结合的示范项目，通过实际应用验证技术可行性和经济性，积累经验，推广成功案例。

数据中心发展迅速，用电量需求激增

随着物联网、AI、新能源汽车等新兴产业的发展，对数据中心的需求也在与日俱增。据中国信通院测算，截至2023年底，中国数据中心810万再用标准机架总耗电量达到1500亿kWh，数据中心在用标准机架总耗电量占全社会用电的1.6%，数据中心碳排放总量为0.84亿吨。

除中国以外，从全球市场来看，据国际能源署估算，2022年全球数据中心消耗约460TWh的电量，占全球总需求的2%。预计到2026年，全球数据中心耗电量最多将达到2022年的2.3倍，即620-1050TWh。高盛集团预测，到2030年，全球数据中心的用电需求将激增160%，届时其用电量占全球总用电量的比例将攀升至3%-4%

数据中心庞大的用电需求，对储能产品需求大增。2019年，工信部曾发布过一份《绿色数据中心先进适用技术产品目录（2019年版）》，里面提到预计未来5年新建数据中心需要后备储能管理系统120万套，旧数据中心改造市场需求保守估计约100万套。

作为关键基础设施，数据中心需要保证24小时不间断运行，储能系统可在电网故障或停电时作为备用电源，确保数据中心的关键设备持续运行，避免数据丢失和业务中断。如一些大型数据中心配备的铅酸电池或锂电池储能系统，能在市电断电后维持数小时甚至数天的供电。

同时，数据中心的用电负荷存在峰谷差异，储能系统可以在用电低谷时储存电能，在用电高峰时释放电能，帮助数据中心降低对电网的峰值功率需求，减少用电成本。同时，通过参与电网的需求响应等辅助服务，数据中心还可以获得一定的经济收益。

比如在山东省工业和信息化厅发布关于深化改革创新促进数字经济高质量发展的若干措施中指出，启动“风光储能+大数据中心”建设，数据中心可再生能源使用比例提高10个百分点、达到25%以上。

并且储能不仅局限于电能存储，还包括蓄冷、储热等。对于数据中心的制冷系统，储能技术可用于储存冷量，在需要时释放，以满足数据中心的冷却需求，提高制冷系统的能源利用效率，降低制冷能耗。

因此，在数据中心的储能产品，不仅需要满足安全可靠、长循环寿命、高充放电效率等要求，还需要具备智能化管理，即精准检测与智能调控等功能，还需要有快速响应能力，能够在电网故障或停电等紧急情况下直接切换至放电模式，同时要拥有一定的成本效益与环境适应性。

数据中心的储能仍有不少问题等待解决，固态电池或是答案

尽管目前来看，随着国内的政策导向，以及市场的发展趋势，都可以认为未来数据中心标配储能将是常态，但仍然有不少问题需要解决。

一个最大的问题是，当前的储能电池通常为电化学电池，不管是铅酸电池、三元锂电池亦或是磷酸铁锂电池，都存在一定安全性上的风险。虽说磷酸铁锂电池要相对来说更为安全，但仍然属于易燃的介质，一旦着火不易扑灭。

成本上来说，由于储能系统的建设本身就包括设备成本、安装成本、运维成本等，对于数据中心而言，引入储能系统想面临较大的成本压力。

即便引入了这套系统，解决的问题除了能够让数据中心稳定运行，其他收益来自于节省的电费，投资的回报周期非常长，这就要求储能系统本身需要有较厂的寿命。

不过，这些问题随着市场中固态电池的推出，有望得到解决。一方面在安全性来说，固态电池使用固体电解质，不存在液态电解质泄漏、挥发等问题，大大降低了电池起火、爆炸的风险，对于数据中心这种对安全性要求极高的场所来说，这一特性极具吸引力。

如2024年南都电源研制的20Ah全固态电池通过挤压、短路等安全性能测试，均达到国标要求，电池不起火、不爆炸。

同时，固态电池的能量密度相对传统液态锂电池有显著提升，可在较小的空间内存储更多的电能，有助于提高数据中心储能系统的能量储备，减少占地面积。其循环寿命通常比传统电池更长，能够经受多次充放电循环而保持较好的性能，降低了数据中心储能系统的更换成本和维护频率。

而且固态电池在较宽的温度范围内都能保持稳定的性能，适应数据中心可能面临的各种环境温度条件，确保储能系统在不同季节和气候条件下的可靠运行。部分固态电池具备快速充放电的特性，可以在短时间内完成充电或释放大量电能，满足数据中心在紧急情况下的快速供电需求以及在电网低谷时段的高效充电需求。

当然，目前固态电池主要解决的问题仍然在于成本以及技术成熟度上，从技术成熟度来看，各大电池企业已经表示在2027年将有望可以实现小批量的生产。

在成本上，除了未来依靠大规模量产，优化生产工艺等方式降低成本外。还可以研发更低成本的原材料，比如有消息显示，中国科大马骋教授开发的氧硫化磷锂固态电解质，以成本低廉的水合氢氧化锂和硫化磷作为原材料，其原材料成本仅为传统硫化物固态电解质的8%。

还可以采用先进的生产技术和设备，提高固态电池的生产效率，增加产量，实现规模经济。随着产量的增加，单位产品的固定成本分摊降低，从而降低整体成本。如自动化生产设备的应用可以提高生产的一致性和效率，减少人工成本和次品率。

小结

随着数字经济的蓬勃发展，数据中心的数量和规模不断扩大，其能耗也随之急剧上升。为了确保数据中心的稳定运行，对储能系统的需求也将相应增加，以应对可能出现的电力供应中断或波动等问题。而传统电池存在着安全性、稳定性、循环寿命、成本等问题，未来随着固态电池的推出，将有望为数据中心储能系统带来更优的性能和更低的成本。

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