近日，工信部发布了《新型储能制造业高质量发展行动方案（征求意见稿）》，并向社会公开征求意见。文件中明确提出，要针对数据中心、智算中心、通信基站、工业园区、工商业企业、公路服务区等对供电可靠性和电能质量要求较高、用电量较大的用户，推动配置新型储能系统。同时，政策还鼓励和支持数据中心等高耗能用户采用新型储能技术，并建设示范项目，以验证技术的可行性和经济性，为推广积累经验。
数据中心用电需求激增，储能成为刚需
随着物联网、人工智能、新能源汽车等产业的快速发展，数据中心的需求和规模也在持续扩大。根据中国信通院的数据，截至2023年底，中国数据中心的在用标准机架总耗电量已达到1500亿kWh，占全社会用电量的1.6%。此外，其碳排放总量也达到了0.84亿吨。
从全球来看，国际能源署的数据显示，2022年全球数据中心耗电量约为460TWh，占全球总电力需求的2%。预计到2026年，这一数字可能增长至620-1050TWh，甚至到2030年，全球数据中心的用电需求将激增160%，占全球总用电量的3%-4%。
数据中心作为关键基础设施，需要24小时不间断运行，对电力供应的稳定性和可靠性要求极高。储能系统不仅能在电网故障或停电时作为备用电源，确保设备持续运行，避免数据丢失和业务中断，还能通过削峰填谷降低用电成本。例如，储能系统可在用电低谷时储电，用电高峰时释放电能，从而减少对电网峰值功率的依赖。此外，数据中心还可通过储能系统参与电网的需求响应服务，获得额外经济收益。
以山东省为例，其出台的政策明确提出，通过“风光储能+大数据中心”建设，推动数据中心可再生能源使用比例提升10个百分点，达到25%以上。这表明，储能系统不仅是电能存储工具，还可结合蓄冷、储热等技术，优化数据中心的制冷系统能效，进一步降低能耗。
数据中心储能面临的挑战
尽管储能系统在数据中心中的应用前景广阔，但目前仍存在诸多问题：
安全性问题
当前主流储能技术以电化学电池为主，包括铅酸电池、三元锂电池和磷酸铁锂电池，但这些电池在安全性上仍存在一定隐患。即使磷酸铁锂电池相对安全，也属于易燃介质，一旦发生火灾，扑灭难度极高。
高成本压力
储能系统的建设成本包括设备、安装和运维费用，这对数据中心而言是一笔不小的投资。此外，储能系统的收益主要体现在节省电费和电网服务收入，回报周期较长，经济性仍需进一步提升。
寿命与性能限制
传统电池的循环寿命有限，随着充放电次数的增加，性能会逐步下降，这对需要长期稳定运行的数据中心来说是一个重要挑战。
固态电池或成未来储能解决方案
针对以上问题，固态电池的应用有望为数据中心储能提供更优的解决方案：
更高的安全性
固态电池使用固体电解质，避免了液态电解质泄漏、挥发等风险，大大降低了起火和爆炸的可能性。这一特性对于对安全性要求极高的数据中心来说尤为重要。例如，2024年南都电源研发的20Ah全固态电池已经通过挤压和短路等多项安全测试，均达到国标要求，且在测试中电池不起火、不爆炸。
更高的能量密度
相较于传统锂电池，固态电池能量密度显著提升，可在有限空间内存储更多电能，减少储能系统的占地面积，同时增加储能容量，满足数据中心的高能耗需求。
更长的循环寿命
固态电池的循环寿命通常比传统电池更长，可经受多次充放电循环而保持稳定性能。这不仅降低了更换成本，也减少了运维频率。
更广的环境适应性
固态电池在宽温度范围内性能稳定，能够适应数据中心的各种环境条件，确保储能系统在不同季节和气候条件下的可靠性。
快速充放电能力
固态电池具备快速充放电特性，可在紧急情况下迅速供电或完成充电，满足数据中心对高效充电和快速响应的需求。
固态电池的发展与成本优化
尽管固态电池具有诸多优势，但高成本和技术成熟度尚不足以大规模商用。目前，固态电池的量产化时间表已逐步明确，部分企业计划在2027年实现小批量生产。为进一步降低成本，可从以下几个方面入手：
研发低成本原材料
例如，中国科大马骋教授团队开发的氧硫化磷锂固态电解质，采用成本低廉的水合氢氧化锂和硫化磷作为原材料，其成本仅为传统硫化物固态电解质的8%。
优化生产工艺
通过引入自动化生产设备和先进技术，提高生产效率和一致性，减少人工成本和次品率，实现规模经济效应。
扩大产能与规模化生产
随着固态电池的市场需求增加，规模化生产将进一步摊薄固定成本，降低单位产品的制造成本。
小结
随着数据中心规模的不断扩大和能耗的快速增长，储能系统已成为保障其稳定运行的关键技术。尽管传统电池在安全性、寿命和成本等方面存在不足，但固态电池的出现为数据中心储能系统提供了更优的选择。未来，随着固态电池技术的成熟和成本的下降，其在数据中心储能中的应用前景将更加广阔，为实现更高效、更安全、更经济的数据中心储能解决方案提供可能。
