yj 發(fā)表于:13年09月06日 12:00 [來稿] DOIT.com.cn
GE分布式發(fā)電銷售總經理賈中漢先生作報告。他的題目是“分布式能源系統(tǒng)在數(shù)據(jù)中心的應用”,大家歡迎!
賈中漢:非常高興代表GE公司跟大家分享有關于分布式能源在數(shù)據(jù)中心的應用。這個概念在數(shù)據(jù)中心來講,在我們國內算是剛剛起步的一個概念,我們接觸的若干個數(shù)據(jù)中心在這個領域上的一些想法跟實際上的一些規(guī)劃,所以我覺得很有必要向在行業(yè)里頭的專家、領導做一個分享。我今天介紹的部分,上午先把分布式能源在數(shù)據(jù)中心大體上的應用狀況,以及幾個特別重要的特點跟大家做一個說明,下午有機會的話,再跟大家做幾個案例的介紹。
剛才前面幾位專家都已經對已經對數(shù)據(jù)中心的分類大概做了比較詳細的說明,在這邊我特別想提一下,在我們國內的三級或者國外的四級分類方式來講,我們看到分布式能源的應用上來講,我們發(fā)現(xiàn)特別在三四級的應用上面有很大的價值。一方面,他們會提到有關于在能耗上的特征。另外一方面,我們發(fā)現(xiàn)在供電的可靠度上面是一個非常重要的因素。
在目前數(shù)據(jù)中心的發(fā)展特征,我們發(fā)現(xiàn)實際上各位也談到了很多,分這幾個方面來看,從建設的方式、目標以及它的需求特點,還有主要的技術領域來看,我們也都看到非常多的趨勢朝向綠色、安全、高效以及智能化的方式來處理所有數(shù)據(jù)中心建設的方式。最主要的我今天想要提到的就是在數(shù)據(jù)中心非常重要的挑戰(zhàn),在我們收集到很多這方面運行的數(shù)據(jù)之后,實際上我們也引用了包括IBM的數(shù)據(jù),我們發(fā)現(xiàn)到整體上在一個數(shù)據(jù)中心的運營成本上來講,接近于75%是來自于能源方面的消耗。這里面當然包括了設備本身的負荷,占47%,制冷空調占了25%,還有發(fā)熱等一系列產生的損耗,這些損耗在整個運營成本上占了相當大的比重,特別是在國內我們看到很多數(shù)據(jù)中心的建設朝向大型化的趨勢,這個比重在一個小型的數(shù)據(jù)中心來講已經達到75%,在大型化的趨勢來看,它所占的運營成本以及絕對值對數(shù)據(jù)中心的運行會產生巨大的影響。
我們看國內目前在天然氣領域逐漸落實,包括電網的建設,以及電網的開放程度,對于分布式能源開始起的一些初步的引領式的案例上,我們發(fā)現(xiàn)這個領域可能是值得大家除了在傳統(tǒng)的機房建設領域上做非常多的工作之外,在能源基礎建設方面,我們也建議可以往這個方向來考慮。
在整個用電量來講,我們有一些統(tǒng)計數(shù)據(jù),2011年的時候,全美的數(shù)據(jù)中心使用掉的電量占據(jù)了整個國家全年使用的電量達到2.5%,這個數(shù)據(jù)在這么大規(guī)模的電網系統(tǒng)下占據(jù)的量事實上是非常龐大的。在全球范圍內,我們也看到,它幾乎占到了1.1%—1.5%的全球發(fā)電量。所以,在這么巨大的百分比體積上,而且數(shù)據(jù)中心是處于高密度的用電方式,這里面有很多的可以設法解決的,或者是能夠提出一些可實現(xiàn)的改善措施,我們發(fā)現(xiàn)這個領域在促進綠色數(shù)據(jù)中心的建設上應該會有很大的機會。
當然,這只是純粹從能源領域來看,如果你從一個社會責任的角度來看,包括二氧化碳的排放,還有一部分是屬于氮氧化物的排放,這一系列的排放相當于是已經到了整個航空業(yè)的排放量。所以,在我們來看,能耗這部分是一個非常嚴峻的挑戰(zhàn)。國內的數(shù)據(jù)中心建設周期的速度也都需要大家能夠在數(shù)據(jù)中心的能源基礎建設上面開始做一些考慮,當然,這邊我們看到幾個主要的挑戰(zhàn),一個是能耗,剛才幾位專家也都分別在設備冷卻這一系列的問題上提出了很多的看法和建議,我想在中國這邊有一個很特別的地方要提出來,我們發(fā)現(xiàn)在很多數(shù)據(jù)中心建設的時候,在供電部分特別是電網這邊,我們發(fā)現(xiàn)電網對于數(shù)據(jù)中心供電部分一直存在比較大的一個挑戰(zhàn),建設周期比較快,所以變電站的建設往往跟不上數(shù)據(jù)中心的要求。在很多情況下,我們發(fā)現(xiàn)所謂的短路事件實際上來自同一個變電站,所以也就造成很多數(shù)據(jù)中心在供電的安全性上、可靠性上產生了一些比較嚴重的挑戰(zhàn)。所以,一方面是能耗,我們從分布式能源的角度,我們認為這是一個可以值得考慮、值得推廣的措施之外,在能源,特別在電力的角度方面,我們認為分布式能源是可以解決這部分問題的方式。
有關其他的部分,環(huán)境的要求、空調調節(jié)部分,因為大家都是專家,我就不多說了。這里我特別提出來關于在供電能源這部分,特別是在A級、B級等級上面,如果說需要用到兩路四電環(huán)境的話,我們發(fā)現(xiàn)事實上國內很多的地方電網對于快速大容量的數(shù)據(jù)中心供電往往會出現(xiàn)難以負荷或者是跟不上數(shù)據(jù)中心建設時間的要求,這也是我們經?吹降膯栴},或者是它在接續(xù)上產生的費用會相當?shù)陌嘿F。
剛才我們也聽到了張教授關于PUE方面的描述,他提到了除了服務器用電和其他級的比例關系,在分布式能源我們最希望解決的問題,就是希望在這個以外,我們從整個能源建設上面提出我們的建設想法。
打一個比方來說,我剛才也提到了,數(shù)據(jù)中心是一個高密度的運營的方式,跟傳統(tǒng)的辦公樓能源消耗相比,我們發(fā)現(xiàn)它有非常大的特點。第一,它密度高,它對能源以及制冷的需求往往整個能耗是傳統(tǒng)辦公樓的幾乎40倍。另外,就是它所占的比重在一個樓與樓的比重上非常高,達到75%。另外,我剛才也提到了可靠性,我們事實上從機房的設計,包括配電系統(tǒng),包括能源基礎建設,有很多的方式我們都在考慮如何提升數(shù)據(jù)中心的可靠度。我想基于在發(fā)電領域,以及我們配電領域,我們參與了非常多的時間,特別是在國內,我們也做了相當?shù)纳疃攘私,就發(fā)現(xiàn)除了在機房以內的直接可靠度,有各位專家以及我們行業(yè)上的領導提出了很多的方案之外,我們發(fā)現(xiàn)在能源的基礎建設上,是一個值得去考慮的問題。國家對于天然氣的分布式發(fā)電,在7月份就出臺了有關于電網的接續(xù),還有對于天然氣的獎勵措施,特別是上海地區(qū)在今年3月份就已經出臺了獎勵措施,對于使用天然氣作為應用,提出了局地的資金補貼。
我們看到最近應該就是前兩天,北京市也出臺了對于三聯(lián)供天然氣的政策,從國家能源局對于天然氣的大規(guī)模使用,特別是在一二級城市對于環(huán)境要求比較高的地區(qū),以及它的電價比較昂貴的地區(qū),推動用三聯(lián)供的方式來作為補充能源的方式,是一個比較好的做法;趨⑴c這個領域,我們已經做了若干個項目,但是我們在整個經驗里面發(fā)現(xiàn),事實上數(shù)據(jù)中心是一個非常適合采用三聯(lián)供來作為能源基礎建設的一種應用。特別是大型化,已經集中在城市里頭,當然,也跟我們這個市電有很大的互補性,以及柴油技術。所以在分布式能源可應用的范圍內,我們特別提出來各位在數(shù)據(jù)中心的建設方面,和規(guī)劃的過程中也不妨把三聯(lián)供方案作為您考慮的一個措施。
接下來幾分鐘就具體描述一下所謂天然氣三聯(lián)供在數(shù)據(jù)中心的大體應用。分布式能源跟常規(guī)集中式大型發(fā)電站是作為一個對比,它希望能夠耗盡用能的單位減少程序的傳輸作為一個基礎定義上的來源,另外一方面,它也因為是一個能源的高效利用,一方面能夠產生電能,一方面又能夠在產生電能之后所產生的廢熱轉化成為制冷,取代的制冷機組用電量,使得天然氣的梯級利用達到高效率,甚至比傳統(tǒng)式發(fā)電系統(tǒng)的效率來得更高。從國家目前出臺的幾個措施來講,目前的定義在分布式能源的獎勵措施里頭,都是定義到70%的綜合能源利用率,做一個對比,以常規(guī)的發(fā)電廠來講的話,它所能夠達到的效率也就是50%幾,很難達到這么高的能效。
第二個部分就是天然氣的普及和利用。在北美地區(qū),天然氣的普及已經非常的充分,這個部分在很多管網的建設領先于中國大概20年的時間,隨著天然氣的發(fā)展,天然氣在北美價格大幅度下降,所以造成了天然氣的使用是一個非常有經濟性的一個措施。當然,最主要的是天然氣輸送非常方便,另外一個就是它在減排方面非常明顯的優(yōu)勢,天然氣是處于相對清潔的能源,它對于二氧化碳排放、對于粉塵的排放都具備相當?shù)膬?yōu)勢。
在一個分布式能源的系統(tǒng)上,事實上它的主要組成,一個是動力裝置,也就是發(fā)電機組。另外,就是它發(fā)電以后所產生的廢熱,我們采用各種方式把它回收利用,回收裝置以及制冷裝置來產生制冷,如果在工業(yè)上應用,一般在辦公樓是用于空調的制冷。天然氣的來源經過了發(fā)電機組產生發(fā)電之后產生的電力,這個電力在我們數(shù)據(jù)中心的應用來講,它就直接供應到了整個數(shù)據(jù)中心里服務器和照明的需求,但是在發(fā)電的過程中,它會產生余熱,這些余熱我們經過了余熱回收裝置把它轉化。轉化出來的結果可能會有一部分是以熱水的形式出現(xiàn),有一部分是煙氣的形式出現(xiàn)。所以,在于常規(guī)上,我們在數(shù)據(jù)中心的應用上來講,大量的余熱部分我們會把它轉化成制冷,少量用于采暖,也造成了能源,尤其是天然氣角度,它從高效的天然氣逐步的充分的使用,使得它的能源達到70%以上的使用率。
比這常見的分布式能源在數(shù)據(jù)中心的使用,除了我們說風能或者太陽能,我今天就不詳細談,它們也是屬于分布式能源的體系,我今天特別談的比較多的是在天然氣這個領域。一般來講,在常規(guī)的使用上來講,大概在主機上分成兩大類,一大類是燃氣輪機,比較偏向于大型的數(shù)據(jù)中心。我大概一兩年前跟重慶兩江園區(qū)交流,他們采用的是大型的燃氣輪機的方式,事實上在這個行業(yè)里有好多的選擇,對中型20—60兆數(shù)據(jù)中心的應用來講,是非常適用的。一般來講在20—30兆瓦以下,對這個數(shù)據(jù)中心的使用來講,是適合于用燃氣內燃機。跟國際上其他的國家來比的話,應用上的時間上的差別,事實上在很多其他的國家采用這種方式作為可靠的三聯(lián)動主機已經非常常見,另外在設備余熱利用方面,一方面是余熱鍋爐,一方面是制冷機,所以,這兩類特別在國內,制冷機這個行業(yè)非常的成熟,生產的產品價格、性價比又相當高,所以我們認為逐漸把這個體系普及開來之,這一系列的產品國產化,包括GE在內,我們也跟華電在上海這邊成立了一家合資公司,生產主機部分,所以我們也在幾個比較重要的工業(yè)園區(qū)開始應用這樣的技術。
主要的優(yōu)勢,我剛才簡單提到了我們的能源利用效率比較高,安全可靠,我們采用的方案是讓三聯(lián)供的方式并不百分之百取代所有能源的需求,而是變成常規(guī)的能源,我們一般的設計點是在70%、80%的負荷點,利用在夜間電網電價比較便宜的情況下盡量采用,在電價比較高的情況下更多的采用三聯(lián)供。環(huán)保也是它的一個具體優(yōu)勢,另外就是運行方便,電力調峰也是一個主要的優(yōu)勢。從經濟性能問題來講,發(fā)電成本大概在4—5毛錢左右,當然,要看每一個地區(qū)的天然氣價以及當?shù)氐碾妰r之間的關聯(lián)性,這兩個是最為敏感的因素,所以我們經常會幫很多用戶做前期的計算,來看看這個項目是否適合于用三聯(lián)供,我不敢說每一個項目都適合,特別在煤電發(fā)達的地區(qū),采用天然氣往往并不具備優(yōu)勢,特別像北、上、廣這幾個區(qū)域以及湖南有幾個地區(qū)對于天然氣的使用,以及地方政府的補貼政策,對于三聯(lián)供的應用會有很大的經濟效益。
最后,我想把整個在三聯(lián)供的應用上,我們一個大致的思路介紹一下。首先是對于負荷的分析,我們經常幫助用戶按照他在數(shù)據(jù)中心的整個負荷做比較詳細的數(shù)據(jù)收集,如果是新建,我們會希望能夠找到一個對比性的負荷來預測未來負荷。系統(tǒng)配置,這里有很多的選項,可以用的內燃機,也可以用到燃氣輪機,還有電網跟負荷點如何匹配,以及運行的方式是不是一天24小時運行,還是說純粹只有在夜間停下來、白天開起來,利用晚上便宜的時候去運行。最后,我們發(fā)現(xiàn)整個項目從經濟性的評估上,往往是最重要的,使得這個經濟性能夠達到最大化,它的安全性跟整個數(shù)據(jù)中心的需求,以及設計的原理能夠完全地符合,甚至于能夠進一步優(yōu)化這個數(shù)據(jù)中心在能源系統(tǒng)基礎建設的要求。