由于數據中心消耗的直接能源是電力，當氫能發電在短時間不具備經濟性的情況下，氫能應用的主要優勢在于低碳，而隨著大電網可再生能源電力比例的不斷提高，其碳排放指標將不斷下降。同時能源價格的變化以及產業的發展，氫燃料電池全生命周期發電成本將逐漸逼近市電，若同時考慮氫能供電余熱 綜合利用的收益，數據中心氫能應用的經濟性將逐漸體現。

 

集中式主用電源方案，是在不改變數據中心現有供電架構的情況下，利用集中設置的氫燃料電池電站發電，整體替代市政電網或作為可再生能源電網的調峰的手段。隨著氫產業鏈的逐漸規模化，當數據中心周邊有穩定可靠的市政氫源，能夠滿足數據中心連續使用需求時，可考慮在數據中心園區或就近設置集中氫燃料電池發電站，采用雙路市政氫氣管道結合現場備用儲氫的方式為數據中心提供 主用及備用電力，并利用市政電網作為備用。

 

分布式主用電源方案，采用分布式供電架構，即利用分散布置的氫燃料電池設備，為附近的服務器及其輔助系統直接提供電力，取消大部分昂貴的電力基礎設施(占數據中心總建設成本的25%以上 ) ，并節省了其占用的建筑空間 。同時，由于供電設備顆粒度及故障影響范圍明顯減小，可考慮采用冗余(N+X)配置代替容錯(2N)配置。因此隨著氫能產業的規模化發展，當氫燃料電池及相關設備成本顯著下降時，采用分布式供電方案的數據中在初投資方面也將具有優勢。

 

 

在氫能供電方面，氫內燃機與氫燃料電池是兩種主要的究方向，氫內燃機雖然已經有了幾十年的發展歷史，但仍存在早燃、回火、動力性能差及NOx 排放等多種問題，且尚未形成產業化；氫燃料電池由于直接將氫的化學能轉化為電能和熱能，不受卡諾循環效率的限制，發電效率高，且副產物僅有水，近年來受到廣泛關注，技術研發及產業化速度較快。在多種類型的燃料電池中，質子交換膜燃電池 (PEMFC)由于技術成熟、產業化速度快，被認為是近期數據 中心氫能供電的優選技術；而固體氧化物燃料電池(SOFC)由于反應廢熱溫度高，綜合能源利用率高，且可使用天然氣，被認為今后是大型固定電站及綜合能源供應的優選技術。

 

江蘇氫港氫能發電項目坐落于杭州阿里巴巴計算數據中心，采用巴拉德的質子交換膜燃料電池系統，壽命可達3萬小時，具有穩定、可靠、安全無噪音等特點。江蘇氫港率先在數據中心進行25KW的氫能發電實驗項目，探索應急電源的使用、削峰填谷、新能源穩定并網問題，大幅降低碳排放。主要采用氫燃料電池發電技術與新能源耦合發電技術，使用燃料電池發電技術，可以減少對煤炭的使用，減少CO2的排放，且發電效率很高。

 

燃料電池發電有幾個優點：第一，發電效率高達50%——60%，結合熱電聯供技術，其發電效率可以高達70%以上；第二，相比于傳統的火力發電，燃料電池對環境的污染程度更低，大幅減少了二氧化碳、氮氧化物、一氧化碳以及揮發性有機化合物的排放量；第三，燃料電池在運行過程中不會產生較大的噪聲，一般噪聲為50dB——70dB。

 

結語：綠色“零碳”的氫氣被認為是未來數據中心行業實現碳 中和的重要助力之一，雖然現階段數據中心氫能應用無論在 技術性還是經濟性上都不夠理想，但隨著氫能產業的快速發 展、可再生能源比例及成本的持續下降，數據中心的氫能應 用必將迎來規模化應用的契機。

 

在數據中心氫能應用的多種場景中，備用電源方案雖然 經濟性不佳，但由于不需改變數據中心現有供電架構，可作 為短期內獲取燃料電池應用經驗的一種手段；當綠氫的供應 滿足數據中心連續使用時，采用氫能發電作為主用電源將成 為數據中心擺脫大電網碳排放的一種可行性的方案；隨著我 國“東數西算”工程的正式啟動，更多的數據中心將選址于風 光資源豐富的西部地區，采用氫能風光調峰的方案可以實現 數據中心閉環供電“零碳”或“負碳”的運營；采用分布式的方 案將對數據中心現有供電架構存在著顛覆性的挑戰，但消除 了復雜而昂貴的電力基礎設施，是數據中心氫能應用降低工 程初投資的重要手段，也是數據中心完全擁抱氫能的重要發展方向。