第13版:行业观察

中国能源报 2024年10月14日 Mon

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数据中心锂电安全风险浮现

■本报记者 卢奇秀 《中国能源报》(2024年10月14日 第 13 版)

  数字化时代,数据中心成为5G、人工智能、云计算等新一代数字技术发展的数据中枢和算力载体,其安全性至关重要。随着数据中心规模的扩大,高频开关电源、不间断电源等锂电设备的数量也急剧增加。在此背景下,如何保障锂电使用安全,成为数据中心高质量发展的一道新课题。

  ■ 事故危害大

  近年来,数据中心锂电安全事故频发。

  欧洲云计算巨头OVH曾因不间断电源(UPS)起火导致一处数据中心下线。2021年3月,这家运营商在法国斯特拉斯堡的SBG2数据中心发生波及整栋大楼的起火事故,导致该区域的4个数据中心中,一个被完全烧毁,另有一个部分受损。起火后,瘫痪的企事业网站高达约360万个,一些游戏开发商在欧洲的业务也受到影响。

  2022年10月,韩国SK集团位于京畿道板桥的数据中心发生锂电池起火,导致使用该数据中心的韩国网络巨头Kakao公司旗下被称为“国民通讯软件”的Kakao Talk服务中断多天,影响了韩国近5000万民众的日常生活。Kakao用户因此流失了800多万,股价在一周内下跌近10%,首席执行官引咎辞职。

  火灾频发暴露出数据中心锂电安全的严重性和紧迫性。数据中心是一整套复杂的设施体系,不仅包括计算机系统、通信存储系统,还包含冗余的数据通信连接、环境控制设备、监控设备以及各种安全装置。近年来,数据中心逐步采用锂电池作为备用电源‌,相比传统铅酸电池,锂电池具有能量密度高、使用寿命长、占地面积小的优势,有利于提高数据中心运行效率,降低维护成本。

  京东云相关负责人向《中国能源报》记者介绍,无论是锂电还是铅酸电池,都需要有完备的安全保障措施,否则会对数据中心可用性和消防安全造成巨大威胁。特别是锂电池密度高、反应活跃,一旦线路、电池内部发生短路或安装磕碰等问题,都会产生安全风险。当前,锂电池在国内数据中心的应用基本处于探索初期阶段,其安装和运行过程中有一定的安全风险,接近生命周期结束期的风险更大。如不遵循安装运输规范和及时淘汰隐患电池,可能带来火灾等严重事故。

  ■ 锂电大有可为

  数据中心是能耗大户。数据显示,2022 年全球数据中心、人工智能和加密货币消耗了约4600 亿千瓦时电力,占全球电力需求总量的近2%。2023年我国算力中心能耗总量1500亿千瓦时,同比增长15.4%,约占全社会用电量的1.6%。

  电费成本占数据中心运营成本的50%左右。为降低成本,绿色发展,近年来,国内互联网与算力行业头部企业纷纷作出减碳目标和行动承诺,推进新能源利用。但太阳能、风能等新能源具有波动性、间歇性,不符合数据中心对稳定用电的需求。配建锂电储能则可以解决这一问题,提升新能源供电的稳定性,降低碳排放。

  数据中心源网荷储多能互补互动已有实践案例。2020年7月,中国电信杭州分公司萧山数据中心与国网杭州供电公司协同完成全省首个数据中心电力需求侧响应,通过安装数据中心电力需求响应终端,充分利用用户储能装置,在降低高能耗用电的同时,发挥电力需求响应模式的最佳效用。1小时让出10500千瓦负荷,可满足5000户居民用电需求,数据中心获得补贴65600元。

  但整体而言,数据中心多能互补互动仍处于起步阶段。京东云相关负责人坦言,数据中心利用锂电池储能技术参与电网负荷调控和通过电费差价节省电费的方案在大规模数据中心应用的案例不多。数据中心锂电池应用还是以提供15分钟后备时间基本需求的方案居多,且目前锂电池在数据中心应用,仅有占地面积小的优势较为明显,其他优势,如放电次数多,充电快等还没有实际应用体现。

  ■ 标准待完善

  安全发展,标准先行。

  京东云相关负责人介绍,当前锂电池在数据中心的应用标准只有中国建筑节能协会发布的《数据中心锂离子电池室设计标准》行标,相关标准还在逐步完善中。该标准对数据中心用锂离子电池的产品类型、技术要求、安全性能等方面进行了详细规定。标准要求数据中心锂电必须选用磷酸铁锂电芯,并对电池的循环寿命、能量密度、功率密度等性能指标提出了明确要求。

  在已有标准推动下,近年来,数据中心锂电在设计布局、建设运维、消防措施等方面取得了显著进展,但标准体系有待进一步完善,以覆盖更多应用场景和技术要求。锂电池技术更新迅速,新的材料、工艺和设计不断涌现。因此,标准要紧跟技术发展趋势,及时更新和完善。尽管锂电池在数据中心的应用具有诸多优势,但部分客户对其安全性和可靠性仍存疑虑。因此,需要加强对锂电池技术的宣传和推广,提高客户认知度。不同数据中心的运维管理水平存在差异,部分数据中心在运维管理方面存在不足,可能导致锂电池系统运行效率低下或安全隐患增加。因此,需要加强对运维人员的培训和管理,提高运维水平。

  京东云相关负责人表示,锂电池是高性能充电电池,当前各电池厂商的关注点主要在解决安全和成本两大问题,固态锂电池等技术的发展将大大降低使用安全风险,钠离子电池将会大幅降低电池成本。除了以上两种技术,还有大量的研究在进行中,相信随着技术的发展,锂电池市场需求会持续增长,会作为技术创新推动产业升级,绿色、低碳锂电产品在数据中心未来会有更大的应用前景。