基于水电的微电网、储能和燃料电池为满足日益增长的数据中心能源需求提供了绿色替代方案。小型模块化数据中心也是一项可以使农村地区受益的战略。
由于数据中心的增长引发了人们对高耗电设施将破坏电网和环境的担忧,微电网和其他分布式能源资源(DER)的新应用——包括基于水电的微电网——被视为遏制潜在损害的关键。
这些策略还可以为互联网匮乏的农村社区带来优势,这些社区可以通过建立小型数据中心而受益。
PG&E 预计数据中心需求将达到 3.5 GW
美国电力研究机构称,到 2030 年,数据中心可能会消耗美国发电量的 9%——是现在消耗量的两倍多。
在加利福尼亚州,太平洋天然气和电力公司 (PG&E) 已经经历了这一趋势,该公司的硅谷地区是主要数据中心市场的所在地。该公司在一份新闻声明中表示,到 2040 年,PG&E 的负荷增长可能会几乎翻一番。未来 5 年,PG&E 的数据中心需求将达到 3.5 吉瓦。在 2023 年至 2024 年期间,PG&E 预计仅通过数据中心增长,复合年增长率将达到 0.5% 至 1.5%。
美国电力公司表示,到本世纪末,该公司将从新数据中心客户那里获得 15 吉瓦的新增和增量负荷承诺。到 2023 年底,美国电力公司的整个系统峰值负荷将达到 35 吉瓦。
公用事业公司、分布式能源提供商和数据中心建设者正在推出新方法来解决高耗电数据中心的增长问题。
其中一些想法侧重于利用分布式能源满足非关键数据中心负载的需求。Sidewalk Infrastructure Partners成立了 Verrus 公司,该公司将建造新的数据中心,旨在隔离关键负载和非关键负载,然后使用微电网为它们供电,这些微电网可以利用电池的灵活性以及灵活的数据中心负载,以降低能源成本和碳足迹。
例如,数据中心可以建在单独的服务器大厅中,这些大厅承载着网络搜索和灵活操作等计算工作负载,包括训练人工智能模型的过程。Verrus 可以在这些不同的大厅之间共享电力资产,以提高发电资产的利用率。这样,资产就不会闲置,以满足某些服务器大厅的峰值需求。
另一个新想法来自 Cordova Electric Cooperative (CEC),该公司为阿拉斯加农村社区提供服务,而 Greensparc 则创建了小型模块化数据中心。他们建立了一个模块化边缘数据中心,可以为数据需求旺盛的亚太市场提供服务。CEC 和 Greensparc 主要是通过可再生能源实现了这一目标。
“这是边缘数据,它结合了微电网和本地化资源的理念并将其应用于数据,”阿拉斯加微电网集团执行董事彼得·阿斯姆斯 (Peter Asmus) 表示,他是这项工作的 白皮书的共同作者。
白皮书指出:“随着大型数据中心场地的消失,边缘数据中心显然是未来。更小、模块化、更高效的边缘数据中心是未来的潮流。”工业制造、零售企业和其他业务部门可以通过边缘数据中心在世界偏远地区实现数字化连接。
在科尔多瓦,CEC 和 Greensparc 正在位于铜河河口的科尔多瓦 CEC 现有的微电网内部署一个 150 千瓦的数据中心。
CEC 首席执行官克雷·科普林 (Clay Koplin) 表示,该数据中心 80% 的电力将由多余的河流水力发电提供,否则这些电力将被浪费掉。
他补充说,未来,CEC希望优化数据中心的使用时间,使其接近或满足100%的水电。
为了实现这一目标,CEC 计划在水电过剩时运行灵活的或非关键的数据中心负载。
白皮书指出,一般而言,与公用事业的传统电价相比,在微电网内设立模块化数据中心可使数据中心的能源成本降低 50% 至 60%。
白皮书指出,节省的资金来自于消除输配电费用以及避免通过配电网电线传输所产生的线路损耗。
该项目还有望产生社会和经济效益。它可以提供本地托管的商业软件,以支持门户网站和直接营销到本地企业对企业托管平台。它还可以包括使用新的人工智能工具,以及技术孵化选项。
科普林说,科尔多瓦微电网内的模块化数据中心将增加电力销售,以分摊 CEC 的运营成本,控制电价上涨,并提供云服务、人工智能和“本地托管的云服务器带来的一切”。
燃料电池也被视为满足数据中心需求的一种方式。
Bloom Energy宣布与胜科工业合作,利用固体氧化物燃料电池技术和碳捕获技术为新加坡的数据中心提供低碳电力。
今年五月,半导体巨头英特尔公司和 Bloom Energy 宣布了一项电力容量协议,重点为英特尔位于加州圣克拉拉的数据中心提供燃料电池技术。
此外,电池可以帮助满足数据中心日益增长的需求。
GridBeyond 是一家提供 DER 管理平台的公司,该公司宣布将为爱尔兰Keppel DC REIT旗下的两个数据中心提供电池储能。新闻稿称,这些电池将为电力系统提供灵活的容量,支持电网并允许整合其他可再生能源。
通常,当电网压力过大时,人们会使用化石燃料来平衡电网。但电池可以捕获多余的可再生能源,否则这些可再生能源就会被浪费,从而提供低碳资源来帮助电网。
随着数据中心对电力的需求不断增长,分布式能源 (DER) 和微电网正在发挥其多种能力——提供清洁能源、降低峰值负荷和减少能源成本——发挥着重要作用。
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