飞轮储能支持新型数据中心绿色低碳发展

《新型数据中心发展三年行动计划（2021-2023年）》的绿色发展行动里，提出加快先进绿色技术产品应用，大力推动绿色数据中心创建、运维和改造，引导新型数据中心走高效、清洁、集约、循环的绿色发展道路。鼓励应用高密度集成等高效IT设备、液冷等高效制冷系统、高压直流等高效供配电系统、能效环境集成检测等高效辅助系统技术产品，支持探索利用锂电池、储氢和飞轮储能等作为数据中心多元化储能和备用电源装置。

飞轮储能在数据中心的应用可以追溯到20世纪90年代，充分发挥其快充快放，百万次以上循环寿命的优势，帮助数据中心提高电能质量，迅速响应电压瞬变、电源中断等异常状况，避免瞬断给数据中心造成的损失。飞轮储能既可以替代铅酸电池，节省更多机房空间，也可以和锂电池结合，为数据中心提供备用电源。飞轮UPS的典型配置里，可以提供15秒到两分钟以上的备用电源，备用柴油发电机在10秒钟左右就可启动，为数据中心负载供电。飞轮和锂电池混合使用时，若出现电源故障，飞轮会首先响应电力中断信号，减少电池组的使用，最大程度地减少放电周期以延长电池组寿命。

飞轮储能的绿色低碳特性主要表现以下方面：

飞轮储能是机械储能，绿色技术

不使用危险化学品，不排出有害或可燃气体

无需冷却，减少二氧化碳排放

功率密度高，占地面积低于化学电池的十分之一

据研究统计显示，2020年，中国数据中心和5G用电量为2,011亿千瓦时，占中国全社会用电量2.7%。同时，它们的二氧化碳排放总量达1.2亿吨，相当于中国二氧化碳排放量1%。

据预测，2035年，中国数据中心和5G总用电量约是2020年的2.5~3倍，将达6,951~7,820亿千瓦时，将占中国全社会用电量5~7%。如何满足这部分新增电力需求将决定数字基础设施行业未来的二氧化碳排放趋势。以中国能源低碳转型速度按照1.5°C和2°C目标推进为例，即2035年非化石电量上升至全国53~61%，到2035年中国数据中心和5G的二氧化碳排放总量将达2.3~3.1亿吨，约占中国二氧化碳排放量的2~4%。同时，也相当于目前两个北京市的二氧化碳排放。2035年数据中心的碳排放将比2020年最高增长103%，5G的碳排放将最高增长321%。

长远来看，对于数字基础设施而言，持续提升能效与向100% 可再生能源转型是迈向碳中和的重要路径。相较于对节能技术与指标的重视程度，数字基础设施产业整体仍未大规模应用可再生能源，但是已有少数企业开始向100%可再生能源转型。在政策支持与成本不断下降的基础上，储能与可再生能源的结合潜力正在凸显。目前已有5G或数据中心+ 光伏+ 储能的商业项目，预计到2030年，储能成本相比2019 年将下降49%，储能成本的持续下降将进一步推动数字基础设施使用可再生能源。