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。微软、卡特彼勒的数据中心合作项目近日荣获美国能源部最高奖项，这个由氢燃料电池支撑的项目凸显出人们对氢能数据中心解决方案日益浓厚的兴趣。
获奖项目：模拟48小时停电下的氢燃料电池备用电源测试
卡特彼勒与微软以及巴拉德（Ballard Power Systems）合作，他们在数据中心氢燃料电池技术方面的卓越工作获得认可，于美国能源部 2024 年氢能计划优异评审奖中摘得"系统开发和集成"奖。
当前，数据中心行业面临着不断增长的能源需求压力，亟需可持续的解决方案。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。
此项目由微软位于怀俄明州夏延的数据中心负责，对大型氢燃料电池在模拟的 48 小时停电期间提供可靠备用电源的可行性进行了测试。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。
该项目还获得了能源部 H2@Scale 计划和国家可再生能源实验室（NREL）的部分资金与支持。这些举措充分彰显了人们对氢能的关注度不断提升，将其视为实现零排放数据中心以及数据行业可持续能源替代的重要途径。
随着人工智能对数据中心功耗的影响致使能源需求急剧飙升，数据中心采用替代和可持续电源或将成为更为严峻的问题。
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，布鲁姆能源（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），以氢气作为电源，尽管主要是作为辅助电源。
6 月，数据中心提供商 ECL 在加利福尼亚州山景城推出了 MV1，这是一个离网、氢动力模块化数据中心。ECL 创始人兼首席执行官尤瓦尔·巴查尔（Yuval Bachar）表示，该公司在德克萨斯州有一个 1 千兆瓦的项目，该项目直接连接到氢气管道，并将在未来 12 个月内上线。
他称："我们可以根据所能获得的氢气量，将其扩展到我们期望的任何规模。当审视如今向数据中心输送氢气并在氢基系统上运行的问题时，这些问题已经得到解决。"
氢动力数据中心的好处：可持续的绿色发展模式
JLL Work Dynamics数据中心战略和创新执行董事肖恩·法尼（Sean Farney）表示，使用氢燃料电池的主要优势在于其被视作一种可持续的绿色技术。
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："似乎最成功且最流行的碳燃料电池方法是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，它并非完全无碳影响，但碳足迹极低。这完全取决于它是用作主要还是次要能源来源，这是一个可持续发展的模式。"
氢燃料电池：相比核能，更为可靠的能源解决方案
Gartner 分析师鲍勃·约翰逊（Bob Johnson）认为，氢燃料电池作为备用电源具有巨大潜力，尤其是在许多新的电网供应均为可再生能源，而这些可再生能源并非全天候可靠的情况下。
他指出，虽然电池被视为备用电源，但对于公用事业规模的电池来说成本非常高昂，而且他所见过的大多数装置只能提供大约四个小时的输出。"相比之下，氢燃料电池，尤其是使用天然气的氢燃料电池，可以无限期持续运行。"
Gartner 分析师劳埃德·琼斯（Lloyd Jones）表示，氢能目前的主要优势在于其可用性，并指出对应的核能数据中心距离广泛应用仍有一段距离。
他说，虽然亚马逊已经与萨斯奎哈纳核电站达成了电力协议，微软企图重启三哩岛核电站数据中心项目，但实际情况是，可供重启或达成交易的核电站数量并不多。
"现在有氢能了。"他说。
JLL Work Dynamics数据中心战略和创新执行董事肖恩·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。"在当今人工智能能源热潮下，时间成本至关重要，而氢能能够在这些燃料电池的制造以及资本和采购设备方面提供快速的周转支持。"
法尼还补充道，氢能还拥有更好的监管环境。"与核能相比，氢能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。"
氢能也不存在核能对工厂整体投资在安全性和风险方面的负面影响。"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。"
在数据中心部署氢能的安全挑战：消除社区恐惧，提高氢储运技术
约翰逊表示，该技术的缺点之一是氢气"极其难以"储存和运输，但他补充说，这些问题"必然"会在未来得到解决。
"另一个挑战是获得可靠、完全绿色的氢源。"数据中心用的氢气需要液化才能运输，而且由于分子很小，需要专门的技术来储存。由于氢气的能量密度不如天然气，因此需要更多的立方英尺才能产生相同的功率。
虽然一些燃料电池可以从天然气中提取氢气（会产生一些二氧化碳排放），但这对于可持续发展目标来说可能会有问题。另一个问题是规模——即简单地将燃料电池行业建设到所需的规模。
从法尼的角度来看，氢气的障碍正在逐渐减少。"这就像液体冷却，由于人工智能的功率密度，它现在被公开接受。过去，人们对氢气有一些负面看法。"
他指出，邻近社区担心他们可能接近氢弹——这种恐惧基于不确定性、怀疑和缺乏理解。
另一个问题是缺乏社区意识和标准操作程序。"它没有被规范化，因此即使是当地有管辖权的当局也认为它从运营角度来看没有得到妥善处理，这导致了恐惧、不确定性和怀疑。"
ECL 创始人兼首席执行官尤瓦尔·巴查尔指出，如果管理得当，氢气是一种安全的燃料，并引用了其特性和为其处理而设计的严格协议。
"氢气无毒，如果释放出来，会迅速消散到大气中，从而降低积累或爆炸的风险。"与传统燃料不同，氢气比空气轻，因此当发生泄漏时它会迅速消散，从而防止可能导致危险情况的大浓度。
此外，该行业还制定了严格的氢气储存和运输标准，包括专用储罐和用于检测泄漏的传感器。"我们的技术集成了多层安全检查。"巴查尔说。他补充道，材料和监控方面的进步有助于确保氢气系统达到或超过监管安全标准。"如果储存和使用得当，氢气与传统燃料一样安全，并且具有作为清洁能源的巨大潜力。"（ITProToday）