Энергетический сервер Bloom Box

Использование топливных элементов становится трендом во всем мире. К сожалению, технология пока стоит достаточно дорого и по карману только крупным компаниям. В будущем, лет через 5−10, вполне возможно, что такие элементы начнут появляться у многих на даче.

Установка Bloom Box Energy Server состоит из топливных элементов, или электрохимических ячеек. Один топливный элемент состоит из анода, катода и электролита между ними. Топливо поступает со стороны анода, окислитель — со стороны катода, и происходит реакция, которая заставляет электроны двигаться в цепи топливного элемента, производя электричество.

- Bloom Box Energy Server на самом деле не сервер: такое название — это просто PR-ход. На самом деле это модульная генераторная установка. Каждый «сервер» вырабатывает 100 кВт мощности и состоит из тысяч топливных элементов. Bloom Box стоит 700−800 тысяч долларов, при стоимости электроэнергии 8−9 центов за кВт*ч он окупается в течение трех-пяти лет.

- Есть много различных типов топливных элементов. Наиболее популярные из них — это метаноловые и водородные топливные элементы, а также цинк-воздушные батареи. Bloom Box Energy Server состоит из твердооксидных топливных элементов, привлекательность которых в том, что они могут быть сделаны из недорогих материалов и имеют высокий КПД.

- Топливные элементы могут работать на различных видах топлива, в том числе на традиционном топливе, природном газе, биогазе и этаноле.

- До сих пор технические проблемы останавливали коммерческое использование твердооксидных топливных элементов, но в элементах компании Bloom («песок» запеченный в керамические квадратные элементы, покрытые зеленой и черной красками), якобы удалось преодолеть большинство проблем. На веб-сайте компании Bloom есть великолепная презентация, которая показывает, как работают твердооксидные топливные элементы.



- Одна из самых больших проблем, связанная с применением твердооксидных топливных элементов, — это то, что для их работы требуется очень высокая температура (керамические квадраты становятся активными только при температуре до 1000 оС). Это означает, что элементам Bloom Energy еще предстоит доказать свою надежность. Уже сейчас компании пришлось заменить элементы в дата-центре eBay, который проработал на них всего семь месяцев, при этом в августе компания заявила о планах перейти полностью на эти топливные элементы в своем строящемся дата-центре в Юте (США). В общем, Bloom ожидает, что ее батареи топливных элементов должны отключаться только дважды в течение 10-летнего срока службы устройств.

- Bloom Box Energy Server генерирует электроэнергию с КПД 50 — 55%.Для сравнения: солнечные батареи производят мощность с КПД 10 — 15%, но в отличие от солнечных батарей сервер Bloom Energy производит CO2 в качестве побочного продукта. В соответствии с информацией, размещенной на сайте The Energy Collective, «выбросы CO2 при работе на природном газе будут не более 0,36 килограмма на киловатт-час электроэнергии». Это выгодно отличается от электроэнергии, вырабатываемой на угольной электростанции, – 0,9 килограмма на киловатт-час электроэнергии, и на электростанции, работающей на природном газе, — примерно 0,3 килограмма на киловатт-час электроэнергии. Выбросы СО2 в среднем по электросети составляют 0,6−0,7 килограмма на киловатт-час электроэнергии. Если Bloom Box работает на свалочном газе или биогазе, он производит чистые выбросы с нулевым уровнем углерода.

- В конце концов Bloom надеется, что уменьшенная версия устройства может использоваться в частных домах. Bloom Box для жилого дома будет производить 1 кВт мощности и обойдется примерно в $3000. Но, вероятно, это произойдет не ранее, чем через 10 лет.

Одними из первых, кто распробовал и начал активно внедрять данную технологию, стали крупнейшие операторы дата-центров. Так, совсем недавно компания Microsoft заявила о желании сократить, а в будущем и отказаться от использование ДГУ в пользу альтернативных источников резервного питания. Компания AT&T на прошлой неделе объявила об увеличение использования Bloom Box, Аpple сообщила о переводе одного из своих дата-центров на полностью возобновляемые источники энергии, из которой около 60% придется на топливные элементы. И таких сообщений появляется все больше и больше. Надеемся, что вскоре и в России появятся первые дата-центры и операторы связи, которые будут использовать данную технологию, а мы в недалеком будущем поставим их к себе на дачу.

Насколько экологичны продукты Bloom Energy?



В дата-центрах сейчас активнее всего применяются модели ES-5400 и ES-5700 (которые, к слову, называются Bloom Energy Server или Bloom Box), в качеств топлива для которых можно использовать как природный газ, образовавшийся в недрах Земли при анаэробном разложении органических веществ, так и биогаз с близлежащих ферм (в обоих случаях для выработки тепловой- и электроэнергии используется входящий в состав этих газов метан).

Пусть природный газ и является невозобновляемым, он остается одним из самых дешевых и экологически чистых видов ископаемого топлива, выступая отличной альтернативой углю или нефти. Для сравнения, биогаз является возобновляемым и насыщенным метаном. Он получается путем водородного или метанового брожения биомассы (последую можно обнаружить среди прочего на свалках, фермах и в канализации). К слову, топливом для энергоблоков Bloom Energy, размещенных рядом с дата-центром компания Apple в городе Мейден, штат Северная Каролина (США), выступает как раз-таки биогаз.

И пусть при работе твердооксидных топливных элементов традиционный процесс сгорания отсутствует, подобные системы все же выделяют в атмосферу вредные вещества. Оба вышеназванные продукта Bloom Energy выделяют не менее 4.5 грамма оксида азота на 1 мегаватт-час (г / мВт*ч), 45 г / МВт*ч монооксида углерода и 9 г / МВт*ч других летучих органических соединений. Количество выбрасываемого в атмосферу оксида серы пренебрежимо мало, но при этом в случае использования природного газа энергоблок производит 350.6 килограмма / МВт*ч углекислого газа.

Итак, как же эти 350.6 килограмма CO2 из расчета на 1 мегаватт*час при использовании топливного элемента и природного газа соотносятся с результатами других источников электропитания? Вот усредненные данные Управления по охране окружающей среды США (Environmental Protection Agency; EPA) по выбросам двуокиси углерода в разрезе электростанций разного типа:

• Природно-газовые генераторы выделяют 514.8 килограмма CO2 на 1 мегаватт*час выработанной электроэнергии;
• Угольные генераторы выделяют 1020.1 килограмма CO2 на мегаватт*час;
• Мазутные генераторы выделяют 758.4 килограмма CO2 на мегаватт*час.

Отметим, что новые парогазовые электростанция от Siemens, GE или Mitsubishi выделяют всего лишь около 330 килограмм CO2 на 1 мегаватт*час сгенерированного электричества. При этом размер капитальных затрат в случае подобных электростанций на порядок ниже, если сравнивать с инвестициями в топливные элементы.

Да, энергоблоки американского вендора действительно являются неплохой альтернативной “грязным” электростанциям на углеводородном топливе, но они отнюдь не идеальны. В любом случае, операторы ЦОД, которые всерьез рассматривают возможность перевода своей серверной фермы на топливные элементы вроде продуктов Bloom Energy, должны перед их покупкой оценить экологичность электроэнергии, поступающей из коммунальной сети. Если электричество поступает, к примеру с ГЭС, то подобный шаг рациональным назвать никак нельзя, но переход от ТЭС на угле на топливные элементы вполне оправдан.

Еще один ЦОД переводится на топливные элементы Bloom Energy



В солнечной Калифорнии очень много экологически сознательных граждан. Причем желание заботиться об окружающей среде распространяется не только на простых обывателей, но и на крупные компании. В авангарде “зеленого” корпоративного движения находятся среди прочего и высокотехнологичные компании, владеющие дата-центрами. Подобные инициативы позволяют этим субъектам хозяйственнее получить от местного правительства налоговые льготы и повысить привлекательность своих брендов в глазах текущих и потенциальных партнеров.

Помимо повышения энергоэффективности своих ЦОД эти компании все более активно переводят серверные фермы на возобновляемые источники энергии. Повышенной популярностью наряду с солнечными и ветровыми фермами в последнем случае пользуются топливные элементы.

В начале недели стало известно, что очередной владелец крупного ЦОД купил подобные энергоблоки для запитки IT-инфраструктуры. Имя покупателя – CenturyLink (телекоммуникационная компания), имя продавца нашим постоянным читателям уже должно быть известно – это Bloom Energy. Сообщается, что два топливных элемента Bloom Energy инженеры CenturyLink разместят рядом со своим центром обработки данных в городе Ирвин, штат Калифорния (США).

Оператором дата-центра CenturyLink в Ирвине является компания Savvis. Объект используется для создания облачной вычислительной инфраструктуры, а также оказания услуг в области управляемого хостинга. Кроме того, часть ЦОД арендуется другими компаниями.

Отметим, что Bloom Energy активно сотрудничает с крупными игроками индустрии ЦОД, делая свои топливные элементы все более надежными. Операторы дата-центров также интересуются этой технологией, так как она позволяет сделать подконтрольный объект менее зависимым от центральной электросети, а также как снизить углеродный след бизнеса.

Относительно небольшая покупка CenturyLink меркнет на фоне контрактов между Bloom Energy и крупными телекоммуникационными и интернет-компаниями, владеющими дата-центрами в Калифорнии. К числу последних относятся Verizon (десять топливных элементов), AT&T, NTT America (пять топливных элементов) и eBay. У eBay, к слову, имеется огромный ЦОД на топливных элементах в штате Юта, который открылся в конце минувшего месяца. Adobe разместила несколько таких электрогенерирующих установок на крыше своего офиса в Сан-Хосе, штат Калифорния (США). Apple также установила большое количество топливных элементов рядом со своим дата-центром в штате Северная Каролина (США).

Калифорния – один из самых важных рынков Bloom Energy. Администрация штата предлагает вендору ценные фискальные стимулы, позволяющие снизить стоимость топливных элементов для конечных пользователей, намеревающихся использовать энергоблоки в данном штате.

AT&T установит больше Bloom Box



Телекоммуникационная компания AT&T согласовала условия приобретения дополнительных установок Bloom Energy (на фото) мощностью 9,6 мегаватта для электроснабжения своих объектов и центров обработки данных.

Bloom Energy, благодаря своей технологии топливных элементов, получила и продолжает получать поддержку от крупных компаний — операторов дата-центров. Сегодня представители AT&T заявили о том, что компания намерена приобрести дополнительно топливные элементы общей мощностью 9,6 МВт. Это сделает AT&T крупнейшим клиентом Bloom Energy с автономным электроснабжением.

В июле 2011 года AT&T объявила о планах по развертыванию Bloom Box мощностью 7,5 мегаватта на 11 своих площадках в Калифорнии, включая центры обработки данных. После сегодняшнего сообщения AT&T будет иметь более 17 мегаватт энергии от Bloom Box для 28 объектов компании в Калифорнии и Коннектикуте. Ожидается, что, как только все дополнительные Bloom Box установят, в AT&T будет вырабатываться более 149 миллионов киловатт-часов электроэнергии в год, что достаточно для обеспечения в течение года электроэнергией более чем 13 680 домов.

«AT&T придерживается политики рационального использования энергии и понимает необходимость альтернативных путей в поиске энергии нового поколения, — подчеркнул доктор Шридхар (Dr. Sridhar), генеральный директор Bloom Energy. — Нынешние инвестиции означают не только полный контроль в будущем над электроснабжением нашей компании, но и повсеместное обеспечение мощными энергоносителями ».

В установке Bloom Energy применяются твердооксидные топливные элементы, преобразующие топливо в электричество с помощью электрохимической реакции. Установки расположены на территории заказчика, поэтому Bloom Box могут продолжать электроснабжение даже при отключении электросети.

«Ключевым отличием твердооксидных топливных элементов от других видов является то, что электроэнергия производится практически постоянно, — пояснил Джон Шинтер (John Schinter), директор энергетического отдела компании AT&T. — Они обеспечивают стабильную выработку электроэнергии и дают возможность более точно планировать расходы».

Помимо Bloom Energy AT&T развернула почти 3,9 МВт солнечных установок: компания совместно с Фондом защиты окружающей среды и Институтом Рокки Маунтин (Rocky Mountain Institute) реализует масштабные проекты по энергоэффективности.

Источник