Batterien
Veröffentlicht auf 17. Dezember 2020 |
von Tina Casey
17. Dezember 2020 durch Tina Casey
Wenn es um Klimaschutz geht, sind Rechenzentren für Public Enemy # 1 im Rennen. Sie verbrauchen enorme Mengen an Energie und ihre Auswirkungen auf den globalen Energieverbrauch nehmen zu, da sich die Wirtschaft Cloud Computing, Kryptowährung, IoT und allem anderen, was mit einem Modem verbunden ist, zuwendet. Auf der positiven Seite könnte der Durst nach Kilowattstunden zu einem Aktivposten für das Netz werden, wenn Energiespeicher ins Spiel kommen. Dies könnte sogar zu einer Einnahmequelle führen, was erklärt, warum Google als letztes auf den Trend "Rechenzentrum als Batterie" setzt.
Batterie-Energiespeicher heiratet mit erneuerbare Energien in Rechenzentren (Foto mit freundlicher Genehmigung von Google).
Google Hearts Energiespeicher
Technologiefirmen wie Google, Facebook, Microsoft und Amazon haben sich auf erneuerbare Energien gestützt, um die CO2-Emissionen von Rechenzentren zu senken. Bei Wind und Sonne benötigt das Rechenzentrum jedoch noch eine andere Stromquelle, um die Lücken zu schließen, wenn die Leistung niedrig ist oder wenn ein Ausfall auftritt.
Diese zusätzliche Quelle muss nicht unbedingt fossile Brennstoffe enthalten. Es könnte sich um einen großen Energiespeicher handeln. Das Problem ist, dass Lithium-Ionen-Batterien immer noch die Energiespeicherplattform der Wahl sind und immer noch relativ teuer.
Nun, das hängt davon ab, was relativ ist. Die Kosten für die Speicherung von Li-Ionen-Energie können durch andere Faktoren ausgeglichen werden, beispielsweise durch den Versuch, die katastrophale globale Erwärmung abzuwehren.
Darüber hinaus sind die Kosten für die Li-Ionen-Technologie gesunken. Früher diese Woche BNEF meldete einen Rückgang des Durchschnitts um 13% Kosten für Lithium-Ionen-Batterien Für 2019 weltweit im Jahresvergleich, und die Kosten werden weiter sinken, da neue Batteriechemien auf den Markt kommen.
Google hat dies Anfang dieser Woche mit plant eine massive neue Batterie in seinem Rechenzentrum in Belgien.
Googles neues Unternehmen behebt das Problem des Stromausfalls, bei dem normalerweise Diesel-Notstromaggregate verwendet werden. Im Laufe vieler Jahre haben Dieselgeneratoren innerhalb von Sekunden nach einem Ausfall eine nachgewiesene Erfolgsbilanz bei der Rangierleistung in einem System gesammelt, aber es sieht so aus, als würde die Dominanz von Diesel über das Notfallfeld allmählich nachlassen.
Dieselgeneratoren wurden von kostengünstigen erneuerbaren Energien angegriffen, insbesondere in kleineren Anwendungen oder Anwendungen, bei denen das Lkw-Fahren mit Dieselkraftstoff unpraktisch oder teuer ist. Jetzt sieht es so aus, als ob die heutige Batteriegeneration auf den letzten Schlag angewachsen ist.
„In Belgien werden wir in Kürze das erste batteriebasierte System zum Austausch von Generatoren in einem Hyperscale-Rechenzentrum installieren. Im Falle einer Stromunterbrechung hilft das System dabei, die Suchanfragen, E-Mails und Videos unserer Benutzer in Bewegung zu halten – ohne die mit dem Verbrennen von Diesel verbundene Umweltverschmutzung “, erklärt Google.
Wenn alles nach Plan verläuft, wird der Unterschied zur derzeitigen Praxis erheblich sein. In Rechenzentren werden Batterien bereits in großem Umfang eingesetzt, jedoch hauptsächlich in geringem Umfang als Ergänzung für Dieselgeneratoren. Den Dieselgenerator komplett wegzulassen, ist ein ganz neuer Fischkessel.
Was für ein Batterietyp es sein wird, ist eine gute Frage. CleanTechnica Wenden Sie sich an Google, um weitere Informationen zu erhalten, und schreiben Sie uns eine Nachricht in den Kommentarthread, wenn Sie über die Insider-Informationen verfügen.
Wer wird das alles bezahlen?
Das ist alles schön und gut, aber es wird keinen großen Unterschied im Gesamtbild des katastrophalen Klimawandels machen. Wenn Diesel nur im Notfall eingesetzt wird, macht er schließlich einen winzigen Teil des Energieverbrauchs eines Rechenzentrums aus. Fügen Sie den Kraftstoff hinzu, der für regelmäßige Testzyklen verwendet wird, und die Anzahl ist im Vergleich zu anderen Energieanwendungen immer noch winzig. Mit anderen Worten, warum sich die Mühe machen?
Hier kommt der Wert von Energiespeicherung als Service ins Spiel. Im Gegensatz zu Backup-Dieselgeneratoren können Batterien verwendet werden, um regelmäßig Netzdienste bereitzustellen. Der Unterschied unter dem Strich ist signifikant. Diesel-Notstromaggregate sind eine Investition, die zu 99% oder mehr im Leerlauf ist, und dann ist es das Ganze, für Dieselkraftstoff zu bezahlen. Ein Energiespeicher, der mit Windkraftanlagen oder Solaranlagen betrieben wird, könnte jeden Tag Netzdienste bereitstellen.
Google plant, in seinem belgischen Werk eine Solaranlage mit 10.000 Modulen für die neue Batterie einzusetzen und mit dem lokalen Übertragungsnetzbetreiber ELIA zusammenzuarbeiten, um seine Beiträge zum Netz zu optimieren.
Das ist nur ein Rechenzentrum. Diesel-Stakeholder möchten vielleicht für den Alka-Seltzer kandidieren, weil es noch viel mehr gibt, woher das kommt.
"Wir schätzen, dass weltweit über 20 Gigawatt Backup-Dieselgeneratoren in der gesamten Rechenzentrumsbranche in Betrieb sind, was eine enorme Chance darstellt, sauberere Lösungen einzusetzen", sagt Google. „Unser Projekt in Belgien ist ein erster Schritt, von dem wir hoffen, dass er den Grundstein für eine große Vision legt: eine Welt, in der Backup-Systeme in Rechenzentren von Problemen des Klimawandels zu kritischen Komponenten in kohlenstofffreien Energiesystemen übergehen.“
Energiespeicher-als-Service-Manie trifft USA
Inzwischen hier in den Vereinigten Staaten, CleanTechnica Der erste Wind des Energiespeichertrends war 2012 zu spüren, als Apple ein Notstromaggregat auf Basis von Brennstoffzellen und Biogas ankündigte.
Dieser Brennstoffzellenwinkel schien für eine Weile nirgendwo hin zu gehen, aber jetzt, da die Kosten für erneuerbaren Wasserstoff gesunken sind, erregen Wasserstoffbrennstoffzellen unter anderem mehr Aufmerksamkeit für die Notstromversorgung.
Im vergangenen Sommer zum Beispiel Microsoft veröffentlichte einen langen Blog-Beitrag, der die lächerliche Logik unterstrich, große, teure dieselbetriebene Geräte so weit wie möglich in der Nähe zu halten, wenn sie einmal in einem blauen Mond benötigt werden.
Auch ohne den grünen Wasserstoffwinkel, Die Brennstoffzellentechnologie hat sich verbessert und die Kosten sind in den letzten Jahren gesunken. Das Problem war bis vor kurzem, dass fast die gesamte weltweite Wasserstoffversorgung aus Erdgas und anderen fossilen Quellen stammt.
Für Unternehmen, die ihre Nachhaltigkeit verbessern möchten, ist erneuerbarer Wasserstoff das A und O. Die Idee ist, Wasserstoffbrennstoff mit Wind- oder Sonnenenergie zu erzeugen, um ein Elektrolyseursystem zu betreiben, das Wasserstoff aus Wasser spaltet, vor Ort speichert und zur Stromerzeugung in einer Brennstoffzelle einsetzt (andere grüne Wasserstoffquellen entstehen, aber Wasser scheint zu entstehen) sei vorerst der Spitzenreiter).
In dem Blogbeitrag von Microsoft wurde beschrieben, was passieren würde, wenn ein Azure-Rechenzentrum mit Wasserstoffproduktion vor Ort, Wasserstoffspeicher und Brennstoffzellen an das Stromnetz angeschlossen würde.
„Zum Beispiel könnte der Elektrolyseur in Zeiten übermäßiger Wind- oder Sonnenenergieerzeugung eingeschaltet werden, um die erneuerbare Energie als Wasserstoff zu speichern. In Zeiten hoher Nachfrage könnte Microsoft dann die Wasserstoffbrennstoffzellen in Betrieb nehmen, um Strom für das Netz zu erzeugen “, schrieb das Unternehmen.
Die Stromübertragung ist nicht die einzige Möglichkeit, einen Mehrwert aus der Wasserstoffproduktion vor Ort zu erzielen. Wasserstoff kann per LKW, Schiene oder Schiff transportiert oder von Brennstoffzellenfahrzeugen als Brennstoff verwendet werden. Microsoft antizipiert diesen Winkel bereits und stellt sich Rechenzentren vor, die gleichzeitig als Tankstellen für Wasserstoff-Brennstoffzellen-LKWs dienen.
Bisher hat die Idee einen 250-Kilowatt-Proof-of-Concept-Test bestanden. Der nächste Schritt wird ein größeres System sein, das mit 3 Megawatt der Leistung eines typischen Azure-Dieselgenerators entspricht. Ein weiterer Meilenstein ist die Produktion und Speicherung von genügend Wasserstoff für ein Backup-Fenster von 12 bis 24 Stunden.
Der Energiespeicher-Welligkeitseffekt
Bei den Vorlaufkosten könnte ein Brennstoffzellensystem in den nächsten Jahren etwa so viel kosten wie ein typischer Dieselgenerator.
Microsoft geht davon aus, dass eine verstärkte Nachfrage von Rechenzentren nach Brennstoffzellen diesen Trend beschleunigen und fortsetzen könnte, und dies passt genau zu der Vision des US-Energieministeriums von einem modernisierten, dezentralen Netz. Mit Wasserstoff-Energiespeichern und Wind- oder Solarenergie vor Ort könnten eine beliebige Anzahl von Farmen, Industrien und lokalen Gemeinschaften autark werden.
Für das Hier und Jetzt scheinen Batteriesysteme wie das Tesla Megapack immer noch einen Vorteil gegenüber großen Energiespeichern für Rechenzentren zu haben. In diesem Markt gibt es viel Platz, wenn man bedenkt, wie schnell sich das Feld der Rechenzentren erweitert (siehe das globale Technologieunternehmen) Schalter für ein gutes Beispiel).
Energiespeicherung ist nur ein sauberer technischer Aspekt, an dem Rechenzentren beteiligt sind. Behalten Sie neue Entwicklungen in der Energieeffizienz von Rechenzentren im Auge, da Frühanwender dazu beitragen, bessere, billigere und effizientere Systeme zu entwickeln.
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Foto (beschnitten): Rechenzentrum mit erneuerbarer Energie in Belgien mit freundlicher Genehmigung von Google.
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Über den Autor
Tina Casey ist spezialisiert auf militärische und unternehmerische Nachhaltigkeit, fortschrittliche Technologie, aufkommende Materialien, Biokraftstoffe sowie Wasser- und Abwasserprobleme. Die Artikel von Tina werden häufig auf Reuters, Scientific American und vielen anderen Websites veröffentlicht. Die geäußerten Ansichten sind ihre eigenen. Folgen Sie ihr auf Twitter @ TinaMCasey und Google+.