绿色低碳、安全可靠助力数据中心低碳高质发展

  在“十四五”规划及“东数西算”等政策背景影响下，作为数字化的经济支撑底座之一的数据中心行业迎来发展的黄金时代。与此同时，作为高耗能的数据中心行业，在“3060”碳中和战略目标下，有序推进其实现碳中和，刻不容缓。

  “绿色新能源”是我国启动建设“东数西算”工程的主要的因素之一。在西部地区，拥有充沛的可再次生产的能源供给，数据中心作为将“瓦特”转变为“比特”的重要基础设施，如何更好地利用可再次生产的能源，实现“保发展”与“碳中和”的“鱼和熊掌兼得”成为行业关注的焦点话题。

  在此背景下，储能+IDC的绿能模式应运而生，将成为数据中心大规模应用可再次生产的能源来实现碳中和战略目标的可行路径之一。

  近日，IDC圈记者针对数据中心供配电、储能+IDC，以及光储充一体化等问题采访了中国通信工业协会数据中心委员会专家委员、深圳市首航新能源股份有限公司研发总监金红元（上海）。在采访中，他对数据中心电源技术和储能技术的应用前景，首航新能源在数据中心行业的业务布局、解决方案及产品特点、光储充一体化技术的应用落地做出了详尽的分析及解读。

  IDC圈记者：请您粗略地介绍一下首航新能源在数据中心行业中的产品及业务布局。

  金红元：首航新能源是一家全球领先的光伏和储能解决方案提供商，致力于成为数字能源解决方案的领航者。公司核心产品包含光伏逆变器、储能逆变器、储能电池、集中式储能、充电桩、数据中心能源系统等。公司的加快速度进行发展离不开对研发的重视和投入，目前在全球设立了深圳、上海、武汉三大研发中心，产品热销90多个国家和地区。

  数字化时代背后一定有强大的数据中心，在此背景下，我们推出了一系列数据中心不间断电源系统解决方案，如：中压直供电源系统、数据中心HVDC供电系统、数据中心光储充一体式解决方案，等等。

  面向未来，我们将逐步的提升供电系统的转换效率，将光伏、储能和直流供电系统等有机结合，引领数据中心行业朝着高效、绿色、节能、安全的方向持续发展。

  IDC圈记者：您觉得相较于别的行业而言，当下数据中心的供配电系统有何特殊性？

  金红元：数据中心机房目的是为IT设备提供稳定供电，IT设备是数据中心机房的核心。但无论IT设备多么精密、系统功能多么优越、可靠性多么高，一旦断电，再好的系统也无法运转。所以数据中心供配电系统是数据中心最重要的基础设施之一。

  对数据中心供配电系统而言，安全与可靠永远要放在首位。数据中心供配电体系包含中低压配电、变压器、不间断电源、电池、精密配电柜等多个子系统。所以数据中心供配电的安全与可靠不仅仅是每个子系统的安全与可靠，还包括总系统的现场施工、现场调试、智能运行、在线维护等环节。

  同时数据中心的用电也是迅速增加，2020年中国数据中心耗电量为970亿千瓦时，预计到2030年将达到1800亿千瓦时。在碳达峰、碳中和大背景下，数据中心用电问题也非常凸显。数据中心电源系统也要做到高效率节约能源，同时也要考虑风、光、储等可再次生产的能源在数据中心的大量使用。

  金红元：传统的数据中心供电系统构成复杂且各子系统界面繁多，不同厂家提供的产品在兼容性方面也存在安全风险隐患。我们采用一体化的集成式设计理念，将中压配电、变压器、不间断电源、电池、精密配电柜集成到一套系统中，提供一站式的中压直供240V DC电源解决方案。架构的简化极大提高了系统整体的安全性与可靠性。

  相比于传统数据中心电源系统的安装施工周期长、维护复杂、扩容困难等痛点，我们的10kV中压直供系统具有快速部署、灵活扩容、易于维护等优势。另外还具有供电系统全生命周期智能化管控、全链路可视化管理、AI温度检测、核心部件寿命评估、智能整定等特点。

  基于百万级用户的使用案例，我们创造性的提出供电系统4级安全防护架构、功率模块全数字化控制、多输入多输出矩阵函数控制、AI智能管理等措施，保障数据中心达到业界最高的Tier Ⅳ可靠性认证等级。

  IDC圈记者：电源转换效率如今受到了IDC服务商的关注，首航新能源的产品在这方面有何优势？

  作为数据中心的运营单位，三大电信运营商以及近些年来崛起的第三方IDC服务商，对于数据中心的用电量、电费支出有着最直观的感受:电源系统的效率每提升0.01%，每年将节省电费几十万元。

  首航新能源中压直供电源系统的整体效率可达98.5%，目前已知为业界最高，每年可以为客户节省百万元的电费。同时电源效率的提高将减少配电间空调的使用量，逐步降低数据中心的运营成本。

  IDC圈记者：请您粗略地介绍一下首航新能源的数据中心光储充一体化解决方案。

  金红元：光伏面板发电是直流系统，储能装置也是直流系统，但现有架构是都需经过变换器将直流转交流，然后通过低频变压器升压，绿电送到数据中心输入侧，还需低频变压器降压，再经过UPS或HVDC才能送到IT设备，整个链条需3~4级电力电子变换器与2级升压与降压低频变压器，故障风险高且转换效率低下。

  首航新能源的光储充一体化供电方案是：光伏发电或储能发电通过直流转直流的变换器，直接送到IT负载，整个链条只需2级电力电子变换器，大幅度的提升了绿电的使用效率。另外，通过光伏发电量和IT能量链条的综合管控和管理，若光伏有多余电量就存储在储能单元里，若光伏发电不够支持IT负载时储能单元和光伏同时给IT负载供电，尽可能减少来自于电网的用电量。

  此外，磷酸铁锂的电化学储能由于其受地理因素影响小，可根据现场不同的应用场景实现较灵活的布局。

  金红元：1. 从政策面来讲，我国储能在发电侧和用户侧缺乏相应的政策护航，行业盈利困局仍待破解。目前，我国的电力系统最终要由消费者买单，但储能的成本等都没有通过电价传导到消费的人身上，制约了储能系统的全力发展，也阻碍了储能在数据中心的大面积应用。

  2. 受到上游原材料价格波动影响，现阶段磷酸铁锂电池的成本比较高，市场行情报价需要回归理性。

  IDC圈记者：您觉得这种储能+IDC的模式是否能成为未来数据中心的主流运营模式？原因是什么？

  金红元：随着我们国家新能源比例的一直上升，需全力发展储能装置，以保证电网的足够稳定。后续预计储能装置在新能源的占比需10~20%左右，不久的将来，储能电力改革也一定会到来，包含两个：1）消费者承担一部分绿色能源的成本；2）政策要足够科学、细致，以确保储能系统有最基本的收益。

  磷酸铁锂的电化学储能由于其受地理因素影响小，应用场景较灵活，随着成本的持续下降和商业化的逐步成熟，或将成为储能新增装机的主流。而磷酸铁锂电池相对铅酸电池而言，对环境污染小、常规使用的寿命长、单位体积内的包含的能量高，随着成本的不断下降，未来有望替代存量的铅酸电池。

  本意是储能容量按新能源发电系统容量的10`20%来配置吗？建议描述准确。

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