據(jù)ICTresearch咨詢公司的研究顯示，2016年中國(guó)數(shù)據(jù)中心保有量約為5.6萬(wàn)個(gè)，總面積約為1650萬(wàn)平方米，預(yù)計(jì)到2020年，中國(guó)數(shù)據(jù)中心保有量將超過8萬(wàn)個(gè)，總面積將超過3000萬(wàn)平方米。

與之相應(yīng)的是能源消耗在逐年攀升。中國(guó)數(shù)據(jù)中心節(jié)能技術(shù)委員會(huì)數(shù)據(jù)顯示，2016年中國(guó)數(shù)據(jù)中心總耗電量超過1108億千瓦時(shí)，2017年達(dá)到1200-1300億千瓦時(shí)，這個(gè)數(shù)字超過了三峽大壩2017年全年發(fā)電量(976.05億千瓦時(shí))和葛洲壩電廠發(fā)電量(2017年葛洲壩電廠發(fā)電量190.5億千瓦時(shí))之和。

根據(jù)統(tǒng)計(jì)，電費(fèi)支出占數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)支出的60%以上，那么如何降低數(shù)據(jù)中心電費(fèi)支出?本文從儲(chǔ)能型數(shù)據(jù)中心商業(yè)模式進(jìn)行較為全面的探討。

作者認(rèn)為，電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)的發(fā)展可以逐步顛覆傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心的電能管理模式，同時(shí)也將顛覆此領(lǐng)域傳統(tǒng)的投資模式，這種顛覆是一種于多方有利的顛覆。

近年來，儲(chǔ)能尤其是電化學(xué)儲(chǔ)能的發(fā)展風(fēng)聲四起、如火如荼，甚是光鮮熱鬧的緊，但是這熱鬧的背后，竟多有“過盡千帆皆不是，斜暉脈脈水悠悠”的感嘆與無(wú)奈。

筆者一直認(rèn)為，在現(xiàn)有電力體制下，單純依靠峰谷價(jià)差去做文章，很難持續(xù)穩(wěn)定盈利。儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展離不開合理的付費(fèi)機(jī)制或和特定應(yīng)用場(chǎng)景的結(jié)合，找到特定價(jià)值點(diǎn)和收益點(diǎn)，才能有所發(fā)展。

不少業(yè)內(nèi)同仁問筆者，在合理的付費(fèi)機(jī)制尚未形成之前，特定應(yīng)用場(chǎng)景，到底有哪些呢?

本文就試著以數(shù)據(jù)中心發(fā)展儲(chǔ)能創(chuàng)造豐富的盈利模式和商業(yè)模式為切入點(diǎn)，一起和大家去探討。

數(shù)據(jù)中心發(fā)展的現(xiàn)狀和問題

數(shù)據(jù)中心由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和與之相配套的設(shè)備，以及冗余的數(shù)據(jù)通訊連接、環(huán)境控制、監(jiān)控和各種安全裝置等一整套復(fù)雜的設(shè)備構(gòu)成，是數(shù)據(jù)傳輸、計(jì)算和存儲(chǔ)的中心。伴隨著我國(guó)移動(dòng)通訊、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)支付、人工智能等業(yè)務(wù)的爆發(fā)式發(fā)展以及“互聯(lián)網(wǎng)+”向產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的加速滲透，帶動(dòng)了互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的傳輸、計(jì)算和存儲(chǔ)需求的飛速增長(zhǎng)，進(jìn)而激發(fā)對(duì)數(shù)據(jù)中心等基礎(chǔ)設(shè)施的需求。

研究數(shù)據(jù)顯示，2010-2016年，我國(guó)IDC(互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心)市場(chǎng)規(guī)模增長(zhǎng)近7倍，年均增長(zhǎng)率達(dá)到39.19%，而2017年后，我國(guó)數(shù)據(jù)中心的市場(chǎng)規(guī)模仍繼續(xù)保持快速增長(zhǎng)，預(yù)計(jì)2019年，我國(guó)數(shù)據(jù)中心的市場(chǎng)規(guī)模將超過1800億元，其中約70%是新建數(shù)據(jù)中心。

數(shù)據(jù)中心通過為客戶提供機(jī)柜租用、帶寬租用、服務(wù)器代理運(yùn)維等服務(wù)獲取收益。對(duì)數(shù)據(jù)中心而言，保證安全可靠的電力和網(wǎng)絡(luò)供應(yīng)，是數(shù)據(jù)中心最基本的兩大功能，所以數(shù)據(jù)中心都配備有不間斷電源(UPS)。不間斷電源由UPS主機(jī)和電池兩部分構(gòu)成，在市電供給正常時(shí)，UPS在“過濾市電雜質(zhì)”后給負(fù)載供電，同時(shí)給電池充電;當(dāng)市電出現(xiàn)異常(中斷供電)時(shí)，電池放電通過UPS供給負(fù)載保證電力供應(yīng)，這種傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心電力備用模式有以下應(yīng)用痛點(diǎn)：

1.電費(fèi)支出高企。數(shù)據(jù)中心建成之后，其主要的運(yùn)營(yíng)成本來自于電費(fèi)，統(tǒng)計(jì)表明，電費(fèi)支出占數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)支出的60%以上。以在江蘇擁有2000個(gè)機(jī)柜的中型數(shù)據(jù)中心為例，假設(shè)機(jī)柜的平均功率為5kW，則僅機(jī)柜一年的耗電量為2000個(gè)*5kW*24h*365天=8760萬(wàn)kWh，江蘇省的平均電價(jià)約為0.68元，則僅機(jī)柜一項(xiàng)產(chǎn)生的電費(fèi)就高達(dá)5957萬(wàn)元，這里尚未計(jì)空調(diào)、UPS電源、照明等其它電力設(shè)備設(shè)施所產(chǎn)生的電力消耗。因此如何降低數(shù)據(jù)中心電費(fèi)支出，對(duì)于提高數(shù)據(jù)中心企業(yè)的利潤(rùn)至關(guān)重要。

2.電池投資高企。且電池在使用周期內(nèi)不放電，形成資源浪費(fèi)，是沉沒成本。我國(guó)每年生產(chǎn)超200GWh的鉛酸蓄電池，其中有很大比例應(yīng)用在數(shù)據(jù)中心備電，這些電池的壽命通常為5年左右，為保證備電安全性，基本每5年就要更換一批。目前，我國(guó)多數(shù)地區(qū)電網(wǎng)的供電可靠性超99.9%，且由于數(shù)據(jù)中心通常采用雙路市電保障+2N互備結(jié)構(gòu)，因此電池很少有機(jī)會(huì)放電，處于長(zhǎng)期被閑置狀態(tài)，造成很大的資源浪費(fèi)。

3.電池長(zhǎng)期處于浮充狀態(tài)，健康狀態(tài)不明。如上所述，由于數(shù)據(jù)中心供電可靠性很高，電池一直處于浮充狀態(tài)，基本一年都不放一次電，有些數(shù)據(jù)中心甚至需要通過定期的假負(fù)載測(cè)試來檢驗(yàn)電池的性能，而這筆測(cè)試費(fèi)用支出也是相當(dāng)不菲。

理解清楚數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)和UPS電源使用的痛點(diǎn)，有助于幫助我們知道如何去解決現(xiàn)存的問題。得益于近年來儲(chǔ)能技術(shù)的發(fā)展，建設(shè)儲(chǔ)能型數(shù)據(jù)中心，順理成章地成了解決以上應(yīng)用痛點(diǎn)的重要手段。

數(shù)據(jù)中心儲(chǔ)能對(duì)電池和UPS主機(jī)的要求

電網(wǎng)發(fā)電和用戶用電之間是一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡，為提高在用電低谷時(shí)段的機(jī)組利用率，降低發(fā)電成本，增效減排，我國(guó)從1993年開始實(shí)行峰、谷電價(jià)制度，此制度的設(shè)計(jì)初衷即是利用經(jīng)濟(jì)手段引導(dǎo)社會(huì)錯(cuò)峰用電。峰、谷價(jià)差的存在，就給儲(chǔ)能通過“低儲(chǔ)高發(fā)”提供了套利空間，但由于儲(chǔ)能成本限制，單純的削峰填谷項(xiàng)目很難獲得可持續(xù)的盈利空間。數(shù)據(jù)中心建設(shè)本身就需要大量電池和UPS主機(jī)投入，這為峰谷套利提供了必要條件，但需要解決電池循環(huán)壽命和儲(chǔ)能型UPS主機(jī)的功能問題。

1.數(shù)據(jù)中心儲(chǔ)能對(duì)電池的要求

傳統(tǒng)普通鉛酸電池不能滿足用戶削峰填谷模式對(duì)電池長(zhǎng)循環(huán)壽命的要求，開發(fā)新型循環(huán)性電池勢(shì)在必行。得益于2006年奧巴馬“清潔能源計(jì)劃”的激勵(lì)和引導(dǎo)，全球范圍內(nèi)掀起對(duì)鉛碳電池的研究熱潮并相繼推出產(chǎn)品。所謂鉛碳電池，就是在不改變鉛酸電池電化學(xué)體系的基礎(chǔ)上，通過負(fù)極加碳以及對(duì)正極和電解液的延壽技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)鉛酸電池循環(huán)性能的大幅提升，其循環(huán)壽命是普通鉛酸電池的3-5倍。電池循環(huán)性能問題的解決，為建設(shè)儲(chǔ)能型的數(shù)據(jù)中心，創(chuàng)造了先決條件。

在數(shù)據(jù)中心儲(chǔ)能應(yīng)用中，電池除了要進(jìn)行削峰填谷之外，還要保證備電時(shí)間，因此電池的放電深度一般控制在50%左右，剩余約50%電量用來保證備電時(shí)間。眾所周知，電池放電深度越深，其循環(huán)壽命就越短，50%左右的放電深度，恰好既可滿足數(shù)據(jù)中心對(duì)電池使用年限(10年)的要求，又可保證獲得較好的削峰填谷收益，性能和要求完美契合。

2.UPS儲(chǔ)能對(duì)UPS主機(jī)的要求

電化學(xué)電源可放出的電量會(huì)受到放電倍率的影響，放電倍率越小，可放出電量越多，反之，則越少。舉例來說，對(duì)于鉛酸或鉛碳電池，如果以0.1C(A)倍率放電，可以放電10小時(shí)，放出的總?cè)萘繛?C(AH);但如果以1.5C放電，大約只能放電15分鐘，放出的總?cè)萘繛?.375C(AH)，而且大倍率放電還會(huì)嚴(yán)重影響電池壽命。在進(jìn)行削峰填谷時(shí)，放電量越大，獲利則越多，因?yàn)榉鍍r(jià)電時(shí)間即放電時(shí)間(一般為8小時(shí))足夠長(zhǎng)，因此可以選擇符合鉛酸電池放電特性的小倍率放電方式來運(yùn)行，這就需要UPS主機(jī)要有具備市電和電池聯(lián)合供電的功能。

常規(guī)數(shù)據(jù)中心因?yàn)殡娏┙o的可靠性很好，電池很少放電，即使偶爾有放電，充電時(shí)間很長(zhǎng)，因此可以及時(shí)補(bǔ)充回電力。而按照我國(guó)現(xiàn)行峰、谷時(shí)段分布，谷價(jià)電時(shí)間一般只有8個(gè)小時(shí)，為保證電池放電后的回充量，就要求UPS主機(jī)要具備40%額定功率以上的充電能力。

通過同主流的UPS主機(jī)廠家的溝通，技術(shù)上解決以上問題，完全沒有障礙，所增加的成本也非常有限，這就為建設(shè)儲(chǔ)能型數(shù)據(jù)中心掃除了技術(shù)障礙。