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(wù)與世界快速接軌，數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)全面商用和寬帶中國的戰(zhàn)略日益推進(jìn)，各大數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)應(yīng)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(luò)鏈中，所有數(shù)據(jù)中心機(jī)房的用電量，占居了總體用電量90%以上，除去各類網(wǎng)絡(luò)及服務(wù)器設(shè)備的用電，空調(diào)用電量就占去總能耗的40%，部分機(jī)房甚至達(dá)到了60%。

節(jié)約電能，已成為大家降低成本、提高服務(wù)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(wù)的。因此，全國各地數(shù)據(jù)中心，機(jī)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(jī)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(jī)房還必須再用大容量的柴油發(fā)電機(jī)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(jī)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(jī)房室內(nèi)，蓄電池壽命也只能維持3～5年。而機(jī)房內(nèi)其他設(shè)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(yīng)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(jī)（即產(chǎn)生噪音還排除廢氣），足顯這種組合的應(yīng)急/后備供電模式效率低下。

更令人擔(dān)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(yīng)急備電時長的蓄電池，占用巨額投資、耗費運行維護(hù)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(fù)和嚴(yán)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(yīng)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(jī)，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(shè)備安全可靠運行，延長應(yīng)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(fēng)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(shè)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(yīng)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(jī)房樓層承重荷載的設(shè)計規(guī)范，將節(jié)省大量建設(shè)資金，因而帶來巨大的企業(yè)經(jīng)濟(jì)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(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)，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(dá)60～70%，也沒有機(jī)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(rèn)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(jī)進(jìn)行人工補(bǔ)充燃料，可準(zhǔn)確量化備電時長，可遠(yuǎn)程監(jiān)控，無需人工值守，安全高效可靠，運行維護(hù)成本低。該應(yīng)用，顛覆了傳統(tǒng)、落后、有污染的通信機(jī)房應(yīng)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(jìn)燃料電池的考證，確定其達(dá)到并超過了鉛酸電池和便攜柴油發(fā)電機(jī)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(shè)備系統(tǒng)和承載業(yè)務(wù)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(fù)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(fù)荷運行，多應(yīng)用場景和不同負(fù)載條件的模擬實驗，均獲得了超過預(yù)期的效果。

目前，燃料電池技術(shù)已在歐美發(fā)達(dá)國家成熟應(yīng)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(bǔ)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(yīng)用市場，國家財政部也發(fā)布了補(bǔ)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(jìn)的燃料電池技術(shù)并多場景應(yīng)用，能夠快速實現(xiàn)節(jié)能減排產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益，要比交通行業(yè)應(yīng)用來的更便捷、更直接、更安全。盡快推廣至全社會普及應(yīng)用，必將引發(fā)一個碩大無比的市場需求和遠(yuǎn)久的產(chǎn)業(yè)鏈，創(chuàng)造不可估量的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。