数字储能网讯:电池储能系统在人工智能数据中心领域拥有广阔的应用前景,但储能行业参与者应如何布局这一机遇?

Redwood公司为Crusoe公司在美国运营的数据中心部署的电池储能项目
麦肯锡公司预计,到2030年全球对数据中心需求可能高达296GW,而这些设施均需电力支撑。问题在于:人工智能数据中心需要全天候提供大量电力,但全球各地的数据中心并网等待时间很漫长,部分地区甚至长达10年。尽管英国等国已开始将数据中心列为国家利益优先并网对象,而非遵循传统的“先到先得”原则,但在多数情况下,数据中心仍需自行解决电力来源。
电池储能系统之所以不可或缺,是因为数据中心的运营需求持续攀升,而建设数据中心往往远快于并网速度。因此,全球正面临这样一个尴尬局面:在建数据中心数量远超已并网数量。部分原因在于,许多电网已不堪重负,尤其是随着更多间歇性电源和负荷接入,大量地方电网需要配电运营商(DNO)进行升级改造,以满足人工智能数据中心的巨大用电需求。
因此,将电池储能系统与可再生能源发电设施(或化石能源发电设施)共址部署被视为一种解决方案——发电端可直接为数据中心供电,同时将发电量充足时段的多余电力存储起来,供夜间或低发电时段使用。相比柴油发电机,安装电池储能系统不仅更具可持续性,还能参与电网辅助服务。这也有助于为配电运营商提供更充分的商业理由,使其优先接入具备电池储能系统能力的数据中心(从而缩短等待时间),同时数据中心运营商也可通过向电网售电来抵消部分成本。
本文将对近几个月来电池储能系统运营商与技术提供商、数据中心业主之间的合作进行综述,这些合作主要集中在当前数据中心建设量远超欧洲的美国市场。
Fluence与西门子达成合作
西门子计划为英伟达(NVIDIA)公司的人工智能数据中心开发专用参考架构,并携手Fluence公司为其提供电池储能系统。该参考架构将英伟达公司的人工智能数据中心愿景转化为可部署方案,面向超大规模数据中心、托管服务商及专业云计算基础设施提供商。
该参考设计可支持136MW数据中心设施容量(含100MW IT负载),并配备中压和低压配电的电网连接。其架构设计符合Tier III并行维护标准,即任何组件均可在不影响数据中心运行的情况下进行维护。
Fluence公司在该合作中的角色是将其Smartstack电池储能系统集成至设计中,以抑制电压和频率波动等电网不稳定事件,并提供黑启动能力及针对人工智能工作负载不均衡用电的负载平滑功能。热管理服务由nVent公司提供,该公司迄今在全球已部署超过2GW的液冷设备。
Fluence公司的Smartstack电池储能系统是一款模块化、集装箱式、即插即用型交流电池储能单元,可通过中压变压器直接并网。该单元采用300Ah电池构建,提供7.5MWh或10MWh两种容量规格,根据具体应用场景设计为2至8小时额定功率放电时长。7.5MWh为成熟产品,10MWh则为今年推出的最新型号。
7.5MWh电池储能单元的储能容量为7.308~7.524MWh,最大交流输出电流3.762A,电池充电倍率0.5C,支持2、4、6、8小时放电。而新款10MWh单元的储能容量约10MWh,最大交流输出电流2.508A,电池充电倍率0.25C,支持4、6、8小时放电。Fluence公司表示,新款10MWh单元可实现站点级能量密度约680MWh/英亩(168kWh/平方米)。两款单元工作温度范围均为-30°C 至55°C ,50°C 以上降额运行,直流电压最高1500V,交流电压690V。
Prevalon Energy与艾默生(Emerson)达成合作
Prevalon Energy(三菱电力美洲公司独立出的电池储能开发商)与艾默生达成合作,为超大规模、托管及企业级数据中心提供支持。这些数据中心将以燃气轮机作为基载电力,同时Prevalon的HD5电池储能系统将与艾默生的Ovation自动化平台及insightOS能源管理系统(EMS)协同部署。电池储能系统将用于匹配数据中心负荷波动时的负载需求。
Prevalon Energy公司提供HD5直流或交流两种电池储能单元,两款产品对比如下:
值得注意的是,Nextpower公司近日宣布将收购Prevalon Energy公司。鉴于Nextpower公司已提供太阳能和电力技术产品,未来很可能将Prevalon的电池储能技术与其现有业务结合,应用于人工智能数据中心及其他电网备用和离网场景。
远景能源(Envision Energy)推出人工智能电力系统
远景能源推出了专为人工智能数据中心打造的集成长时储能系统(LDES)、全栈式风光储混合逆变器、变压器的人工智能电力系统。其长时储能系统旨在协调发电、储能、电网交互和算力负载,采用800V直流电力架构,配备2.5MW的磷酸铁锂电池储能系统和2.5MW变压器。钠离子电池也可集成至电池储能系统中,以应对人工智能数据中心的快速功率平滑和负载波动。磷酸铁锂电池储能系统则用于提供备用电源及多时段能量时移。
其长时储能系统面向因人工智能和数据需求激增而面临算力负载急剧增长的数据中心,专为8至16小时应用场景设计。集成PCS技术在构网型应用中具备250%过载能力,有助于在数据中心运行期间大瞬态情况下维持正常电压。
远景能源宣称其长时储能系统的充放电往返效率(RTE)达91%,日历寿命25年,工作温度范围-40°C ~ 50°C ,可针对恶劣气候提供防腐保护。远景能源公司表示,该长时储能系统运行噪音比行业标准低15分贝,荷电状态(SOC)精度提升2%,占地面积相比传统电池储能系统减少30%以上。
其人工智能电力系统已在远景能源与腾讯合作开发的赤峰零碳产业园项目中投入运行,同时远景目前正在乌兰察布建设一座直接连接可再生能源的吉瓦(GW)级人工智能数据中心。两个项目均位于内蒙古地区。赤峰数据中心是全球首个完全由可再生能源供电的人工智能数据中心。
On.Energy公司与多家合作伙伴合作
On.Energy公司目前正与多家合作伙伴在人工智能和云计算数据中心领域部署其电池储能系统。该公司已在多个超大规模园区部署了2.5GW储能系统,另有3GW正在建设中。On.Energy公司声称其储能产品在美洲参与超过75个储能项目部署,年产能达10GW以上。
其最新直流电池储能系统——AI UPS,采用模块化设计,具备1500V液冷架构,可从10MW扩展至1GW以上,适用于并网和离网场景。每个模块提供3.2MW容量,可根据数据中心需求提供1至8小时持续放电时长。其设计充放电循环次数达到6,000次以上,并提供20年质保。
On.Energy公司已在美国科罗拉多州落基山国家实验室(拥有全球最先进电网模拟器之一)完成其AI UPS的安装,旨在验证其电池储能系统在真实电网和离网运行条件下稳定工作负载峰值的能力。
Crusoe与On.Energy、Form Energy及Redwood Materials的合作
人工智能数据中心开发商Crusoe公司近期也宣布了与多家电池储能解决方案企业的合作,其中包括On.Energy公司。
去年7月,Crusoe公司与电池回收及二次利用服务商Redwood Materials公司建立战略合作关系,计划利用大规模太阳能发电设施和退役电动汽车电池为数据基础设施供电。
今年3月,Crusoe公司与Form Energy在美国签署了12GWh铁空气电池供应协议,为其人工智能数据中心部署铁空气电池储能系统。
Crusoe公司近日又与On.Energy公司达成合作,为其在美国运营的5GW数据中心部署由电池储能系统支持的UPS解决方案。
DG Matrix公司与Skeleton公司达成合作
近日,固态变压器(PCS)提供商DG Matrix公司与总部位于爱沙尼亚的初创企业Skeleton Technologies公司达成合作,为数据中心行业提供电力解决方案。Skeleton Technologies公司提供固态变压器和超级电容器技术。
Greenvolt公司与Pantheon Atlas公司签署意向书
Pantheon Atlas公司近日公布了位于克罗地亚中部Topusko的全新超大规模人工智能数据中心园区计划,投资额高达500亿欧元(约合585亿美元)。该数据中心将配套500MW现场太阳能发电设施和2,000MW/8,000MWh电池储能系统,太阳能+储能项目将由Greenvolt International Power公司承建,双方已签署意向书(LOI)。
此外,还规划了四条400kV输电线路将可再生能源接入克罗地亚电网,计划为该国电网新增最多5.2GW可再生能源发电设施。除了Greenvolt公司和Pantheon Atlas公司外,Končar集团将支持变电站开发,Ravel公司负责变电站设计,Dalekovod Projekt主导输电设计。
该数据中心基础设施按照英伟达公司吉瓦规模人工智能数据中心标准设计,是克罗地亚迄今规模最大的数据中心投资,也是欧洲规模最大的美国私营投资之一。
该项目建设预计于明年初启动,计划于2029年第一季度全面投运。
Nodiac公司与Powerbank公司达成合作
Nodiac公司与Powerbank公司达成合作,将在北美地区共址部署模块化数据中心与光储一体化设施。值得关注的是,此次是在已有发电设施和储能系统(运营中、在建或开发中)上部署数据中心,而传统做法是先建设数据中心,再配套发电设施和储能系统。
模块化数据中心由Nodiac公司提供。近期,该公司与Powerbank签署了联合开发协议(此前已签署意向书),Powerbank公司将为选定站点提供太阳能发电设施和电池储能系统。
根据合作,Nodiac公司将在Powerbank公司已拥有发电容量、土地、许可和并网点的站点部署20MW模块化数据中心。这种模式有望在数月内实现数据中心投运,而非等待数年。不过具体条款将按站点单独谈判。
除了与Powerbank公司的交易,近期,Nodiac公司还与SkyVolt Energy公司签署了意向书,计划在其北美现有站点部署模块化数据中心。


