關(guān)于數(shù)據(jù)通信領(lǐng)域傳統(tǒng)的備用電源體系的技術(shù)探討

伴隨我國通信業(yè)迅猛發(fā)展，現(xiàn)代信息技術(shù)和業(yè)務與世界快速接軌，數(shù)據(jù)中心業(yè)務全面商用和寬帶中國的戰(zhàn)略日益推進，各大數(shù)據(jù)中心業(yè)務應用快速增加，同時也帶來了總電能消耗的成倍地增長。在信息交換、傳遞的通信網(wǎng)絡鏈中，所有數(shù)據(jù)中心機房的用電量，占居了總體用電量90%以上，除去各類網(wǎng)絡及服務器設備的用電，空調(diào)用電量就占去總能耗的40%，部分機房甚至達到了60%。

節(jié)約電能，已成為大家降低成本、提高服務能力的重要戰(zhàn)略之一。在空調(diào)運行耗費巨大電能的過程中，50%以上作用是為鉛酸蓄電池服務的。因此，全國各地數(shù)據(jù)中心，機房鉛酸蓄電池大批量使用和空調(diào)長時間運行產(chǎn)生的耗能問題，至今未有重大突破。

多少年以來，幾乎所有的機房都是采用以鉛酸蓄電池組作為外部供電中斷后的后備電源，來保障數(shù)據(jù)通信的連續(xù)運營，重要的核心機房還必須再用大容量的柴油發(fā)電機作二次發(fā)電保障。

過去已經(jīng)耗去、將來還要耗費多少電能，難以估量。由于鉛酸蓄電池對于溫度變化極為敏感，要求機房最佳工作溫度在15～25℃，溫度越高，蓄電池使用壽命就越低，溫度升高10℃，蓄電池壽命將縮短50%，即使在空調(diào)環(huán)境下的封閉機房室內(nèi)，蓄電池壽命也只能維持3～5年。而機房內(nèi)其他設備對溫度的要求相對寬松，可在-40℃～50℃溫度環(huán)境中正常運行。

蓄電池在作為后備電源的生命周期內(nèi)，只有約5%時間是真正有效的應急供電，其余約95%時間則處于無效的備電狀態(tài)，但卻依然需要大量空調(diào)來維系其休眠的低溫環(huán)境。閑置與耗電，再加效率低于30%柴油發(fā)電機（即產(chǎn)生噪音還排除廢氣），足顯這種組合的應急/后備供電模式效率低下。

更令人擔憂的是，各個數(shù)據(jù)中心每年還將淘汰、報廢、更換數(shù)萬組性能不足以應急備電時長的蓄電池，占用巨額投資、耗費運行維護成本的同時，堆積如山的報廢鉛酸蓄電池還將帶來了重金屬對空氣、土壤、水源難以修復和嚴重的環(huán)境污染！這種污染延續(xù)在鉛酸蓄電池生產(chǎn)、使用、報廢的全過程。

新一代清潔能源的氫燃料電池在數(shù)據(jù)中心的應用，將能夠取代各種笨重的鉛酸（或其他重金屬）蓄電池和排污放噪的柴油發(fā)電機，做到降低空調(diào)能耗、減少運行空調(diào)數(shù)量或縮短空調(diào)開啟時長，保障各類通信設備安全可靠運行，延長應急/后備供電時間，且做到無污染排放。

我國北方地區(qū)如平均氣候溫度低于30℃，在解決好通風換熱問題前提下，甚至可省去空調(diào)。而南方地區(qū)，由于氣候溫濕還需要部分空調(diào)作為高溫季節(jié)通信設備的降溫保障，春、秋、冬季則可酌情調(diào)控空調(diào)開啟。因此，裝備燃料電池作為應急/后備供電模式，無疑將引發(fā)整個信息化領(lǐng)域供電體系的真正變革，并改寫數(shù)據(jù)中心全封閉和機房樓層承重荷載的設計規(guī)范，將節(jié)省大量建設資金，因而帶來巨大的企業(yè)經(jīng)濟效益，實現(xiàn)真正意義上的節(jié)省電能、提高效率、減少排放！

氫燃料電池工作原理是：純氫氣（H2）和純氧氣（O2）進行電化學反應，產(chǎn)生電能，并合成為純凈水（H2O），是電解水產(chǎn)生氫氣和氧氣的逆過程。而甲醇燃料電池（氫燃料電池品種之一）采用現(xiàn)場制氫氣方式，解決了純氫氣用鋼瓶存儲、運輸、以及更換氫氣瓶操作的安全隱患。甲醇燃料電池即沒有“燃燒”，故無二次污染產(chǎn)生，且能量轉(zhuǎn)換效率高達60～70%，也沒有機械運動和摩擦損耗，其運行壽命長、且受環(huán)境溫度影響小。甲醇，現(xiàn)已被國際公認為未來超越石油、天然氣時代的清潔、可再生的新能源。

另外，由于甲醇燃料電池使用的是稀釋的甲醇水（濃度62%左右）不易揮發(fā)、燃點高，因而無運輸、存儲安全問題，可在線不停機進行人工補充燃料，可準確量化備電時長，可遠程監(jiān)控，無需人工值守，安全高效可靠，運行維護成本低。該應用，顛覆了傳統(tǒng)、落后、有污染的通信機房應急/后備供電體系，構(gòu)建綠色的、新能源、新技術(shù)、節(jié)能減排、高效智能的現(xiàn)代化通信基站。

通過對國外先進燃料電池的考證，確定其達到并超過了鉛酸電池和便攜柴油發(fā)電機基本功能和作用。燃料電池供電期間，數(shù)據(jù)中心內(nèi)所有設備系統(tǒng)和承載業(yè)務均能正常運行，沒有絲毫影響，發(fā)電時間可按需添加燃料不間斷延長，且安全、可靠、高效。

經(jīng)歷一年四季炎熱高溫和冰凌低溫環(huán)境下的運行測試、頻繁斷復電動作，以及專項長時間不間斷連續(xù)發(fā)電（1000小時）的高負荷運行，多應用場景和不同負載條件的模擬實驗，均獲得了超過預期的效果。

目前，燃料電池技術(shù)已在歐美發(fā)達國家成熟應用，引起各級政府高度重視和支持，出臺相關(guān)扶持優(yōu)惠政策和財政補貼，推動燃料電池電動汽車的推廣普及。

在我國，燃料電池的研發(fā)、制造尚處初級階段，與世界領(lǐng)先技術(shù)還有較大的差距，但無論在通信行業(yè)還是社會各界卻有著巨大的應用市場，國家財政部也發(fā)布了補貼燃料電池電動汽車政策。

通信領(lǐng)域是集中使用落后的且造成污染的鉛酸蓄電池量最大的行業(yè)，率先引入國外先進的燃料電池技術(shù)并多場景應用，能夠快速實現(xiàn)節(jié)能減排產(chǎn)生經(jīng)濟效益，要比交通行業(yè)應用來的更便捷、更直接、更安全。盡快推廣至全社會普及應用，必將引發(fā)一個碩大無比的市場需求和遠久的產(chǎn)業(yè)鏈，創(chuàng)造不可估量的經(jīng)濟效益和社會效益。