Menurut perkiraan, pada tahun 2025, industri komunikasi (termasuk pusat data)
akan mengkonsumsi 20% dari seluruh listrik di planet ini. Untuk mengurangi emisi, perusahaan semakin beralih ke teknologi ramah lingkungan. Salah satunya adalah sel bahan bakar - solusi ini menjadi penerus teknologi NASA, yang ingin mereka gunakan selama misi ke Mars. Kami memberi tahu bagaimana ternyata sistem ini memberdayakan pusat data.
/ Flickr / steve jurvetson / ccTeknologi Mars, Bloom Energy
Sel bahan bakar adalah perangkat yang mengubah energi dari reaksi kimia menjadi listrik. Mereka bekerja pada hidrogen, gas alam, atau biogas. Menurut sebuah
laporan oleh Departemen Energi AS, untuk 2016, total kapasitas semua sel bahan bakar yang diproduksi di dunia adalah 500 megawatt, dan laju produksi terus tumbuh.
Perangkat semacam itu diproduksi oleh beberapa perusahaan, salah satunya adalah Bloom Energy.
Sel bahan bakar Bloom Energy
dikembangkan oleh KR Sridhar pada 1990-an. Kemudian dia bekerja di laboratorium ilmiah yang menciptakan perangkat untuk NASA. Dan badan antariksa itu memesan alat yang bisa digunakan untuk mempertahankan kehidupan di sebuah koloni di Mars.
Sridhar menciptakan perangkat yang memecah air menjadi oksigen untuk respirasi dan hidrogen untuk mengangkut bahan bakar. Itu didukung oleh panel surya. Perangkat itu seharusnya dikirim ke Mars pada tahun 2001, tetapi misi itu dibatalkan karena masalah teknis dengan pesawat.
Sridhar berpikir bahwa jika Anda "membalikkan" proses dalam perangkat, Anda mendapatkan pabrik yang menghasilkan listrik dari hidrogen dan oksigen. Untuk produksi perangkat semacam itu (sel bahan bakar), ia mendirikan Bloom Energy.
Sel-sel perusahaan beroperasi pada gas alam (tetapi dapat menggunakan hidrogen murni). Ketika memasuki sel bahan bakar, metana dalam komposisi gas alam dikonversi menjadi hidrogen karena interaksi dengan uap air, yang juga dimasukkan ke dalam perangkat. Kemudian hidrogen dioksidasi di anoda, yang menghasilkan arus.
Fitur yang paling menarik dalam sel bahan bakar adalah keramahan lingkungan. Ketika sel dioperasikan pada metana, gas rumah kaca dilepaskan, tetapi dalam volume yang jauh lebih kecil daripada di pembangkit listrik tenaga panas. Menurut Bloom Energy, teknologi mereka menghasilkan karbon dioksida 60% lebih sedikit daripada TPP dengan kapasitas yang sama. Jika elemen berjalan dengan hidrogen, ia hanya memancarkan air dan tidak merusak lingkungan.
“Salah satu keunggulan utama sel bahan bakar adalah ketidaknyamanannya. Mereka tidak memiliki pompa, kipas angin atau komponen bergerak apa pun. - komentar Sergey Belkin, kepala departemen pengembangan 1cloud.ru . - Ini sangat penting untuk pusat data, di mana tingkat kebisingan berkisar 70 hingga 80 dB. Pengenalan catu daya senyap seperti ini membantu pusat data untuk menyediakan karyawan dengan kondisi kerja yang lebih nyaman. "
Perusahaan besar menggunakan perangkat Bloom Energy di pusat data. Mereka
menyerupai kulkas mini, yang ditempatkan di atas rak server. Sel bahan bakar itu sendiri (terletak di dalam) kompak dan hanya memakan sedikit ruang. Panjang dan lebar satu
sel Energi Bloom adalah 10 cm, dan ketebalannya kurang dari satu sentimeter. Kekuatan perangkat semacam itu adalah 25 watt.
Pada 2017, Equinix, penyedia layanan pusat data,
membuat kesepakatan dengan organisasi. Bloom Energy akan memasok puluhan pusat data Equinix dengan sel bahan bakarnya. Adobe, Walmart, Yahoo, Google, AT&T dan perusahaan lain juga
bekerja dengan Bloom Energy.
Siapa lagi yang menggunakan sel bahan bakar
Perusahaan lain melihat masa depan dalam sel bahan bakar. Pada 2017, Microsoft
mulai membangun pembangkit listrik berbasis teknologi ini. Kapasitas stasiun akan 10 megawatt, dan raksasa IT akan menghabiskan $ 45 juta untuk pembuatannya. Sel bahan bakar akan memungkinkan Microsoft untuk mengurangi kehilangan energi yang biasanya terjadi ketika ditransfer ke pusat data.
Menurut Sean James, kepala program penelitian energi Microsoft, perusahaan berencana untuk hampir menggandakan kapasitas stasiun di masa depan dan melihat potensi besar dalam teknologi. James juga mengatakan bahwa pada awalnya Microsoft akan menggunakan gas alam dalam elemen, tetapi kemudian akan beralih ke bahan bakar hidrogen.
"Power plant" dari sel bahan bakar dan membuat Apple. Perusahaan telah
membangun instalasi 10 megawatt di pusat data di kota Maiden dan stasiun 4 megawatt di kantor pusat di Cupertino.
/ Angkatan Udara / PDBeberapa organisasi mengembangkan sel bahan bakar mereka sendiri,
seperti perusahaan otomotif Daimler . Manajemen berencana untuk membuat pusat data yang sepenuhnya bergantung pada listrik hijau. Sebagian besar energi di dalamnya akan disediakan oleh generator angin dan panel surya. Kelebihan listrik akan digunakan untuk memproduksi dan menyimpan hidrogen untuk sel bahan bakar, dan sel itu sendiri akan digunakan sebagai sumber daya tambahan untuk pusat data.
Pemerintah masing-masing negara juga berinvestasi dalam sel bahan bakar. Enam stasiun berdasarkan sel bahan bakar dengan kapasitas total 300 megawatt sudah beroperasi di Korea Selatan.
Korea
menempati urutan pertama dalam hal konsumsi listrik di Asia dan termasuk di antara sepuluh negara dunia yang mencemari atmosfer lebih dari yang lain. Terlebih lagi, di Korea, 70% wilayahnya jatuh di bukit dan gunung, jadi tidak ada cukup ruang untuk generator angin dan matahari di negara itu. Oleh karena itu, pada tahun 2022, pemerintah berencana untuk memperluas kapasitas total stasiun berbasis sel menjadi 800 megawatt.
Kekurangan dan prospek teknologi
Kendala utama bagi perusahaan yang ingin memperkenalkan sel bahan bakar adalah biaya perangkat. Satu watt daya sel Energi Bloom
harganya $ 7-8. Untuk panel surya, harga satu watt hanya $ 3. Ini sebagian karena tingginya biaya komponen sel bahan bakar, misalnya, katalis platinum digunakan di sana.
Kerugian lain adalah karakteristik hanya untuk sistem yang beroperasi pada hidrogen. Infrastruktur yang canggih secara teknis diperlukan untuk menyimpan bahan bakar. Hidrogen
ada di dalam tangki, baik dalam cairan atau dalam kondisi terkompresi. Dalam kasus pertama, gudang harus mempertahankan suhu di bawah -252,8 ° C, titik didih hidrogen. Yang kedua, tekanan 350-700 bar diperlukan.
Para peneliti perusahaan berharap untuk menyelesaikan kedua masalah ini dalam waktu dekat. Mereka
bermaksud untuk terus meningkatkan proses produksi, mencari bahan yang lebih terjangkau dan mengurangi biaya perangkat. Infrastruktur untuk bahan bakar juga akan dikembangkan. Para ilmuwan sedang menciptakan metode kimia baru untuk menyimpan hidrogen dalam bentuk yang diserap, yang tidak memerlukan tekanan tinggi atau suhu rendah.
Karena tingginya biaya sel bahan bakar, tidak mungkin bahwa dalam waktu dekat mereka akan mulai digunakan secara besar-besaran sebagai sumber utama listrik. Kemungkinan besar, perusahaan akan terlebih dahulu membuat sistem daya cadangan berdasarkan sel (seperti yang dilakukan Daimler). Dan penyebaran teknologi lebih lanjut akan tergantung pada bagaimana produsen dapat mengurangi biaya produksi.
Beberapa posting dari blog perusahaan kami: