关于数据通信领域传统的备用电源体系的技术探讨

伴随我国通信业迅猛发展，现代信息技术和业务与世界快速接轨，数据中心业务全面商用和宽带中国的战略日益推进，各大数据中心业务应用快速增加，同时也带来了总电能消耗的成倍地增长。在信息交换、传递的通信网络链中，所有数据中心机房的用电量，占居了总体用电量90%以上，除去各类网络及服务器设备的用电，空调用电量就占去总能耗的40%，部分机房甚至达到了60%。

节约电能，已成为大家降低成本、提高服务能力的重要战略之一。在空调运行耗费巨大电能的过程中，50%以上作用是为铅酸蓄电池服务的。因此，全国各地数据中心，机房铅酸蓄电池大批量使用和空调长时间运行产生的耗能问题，至今未有重大突破。

多少年以来，几乎所有的机房都是采用以铅酸蓄电池组作为外部供电中断后的后备电源，来保障数据通信的连续运营，重要的核心机房还必须再用大容量的柴油发电机作二次发电保障。

过去已经耗去、将来还要耗费多少电能，难以估量。由于铅酸蓄电池对于温度变化极为敏感，要求机房最佳工作温度在15～25℃，温度越高，蓄电池使用寿命就越低，温度升高10℃，蓄电池寿命将缩短50%，即使在空调环境下的封闭机房室内，蓄电池寿命也只能维持3～5年。而机房内其他设备对温度的要求相对宽松，可在-40℃～50℃温度环境中正常运行。

蓄电池在作为后备电源的生命周期内，只有约5%时间是真正有效的应急供电，其余约95%时间则处于无效的备电状态，但却依然需要大量空调来维系其休眠的低温环境。闲置与耗电，再加效率低于30%柴油发电机（即产生噪音还排除废气），足显这种组合的应急/后备供电模式效率低下。

更令人担忧的是，各个数据中心每年还将淘汰、报废、更换数万组性能不足以应急备电时长的蓄电池，占用巨额投资、耗费运行维护成本的同时，堆积如山的报废铅酸蓄电池还将带来了重金属对空气、土壤、水源难以修复和严重的环境污染！这种污染延续在铅酸蓄电池生产、使用、报废的全过程。

新一代清洁能源的氢燃料电池在数据中心的应用，将能够取代各种笨重的铅酸（或其他重金属）蓄电池和排污放噪的柴油发电机，做到降低空调能耗、减少运行空调数量或缩短空调开启时长，保障各类通信设备安全可靠运行，延长应急/后备供电时间，且做到无污染排放。

我国北方地区如平均气候温度低于30℃，在解决好通风换热问题前提下，甚至可省去空调。而南方地区，由于气候温湿还需要部分空调作为高温季节通信设备的降温保障，春、秋、冬季则可酌情调控空调开启。因此，装备燃料电池作为应急/后备供电模式，无疑将引发整个信息化领域供电体系的真正变革，并改写数据中心全封闭和机房楼层承重荷载的设计规范，将节省大量建设资金，因而带来巨大的企业经济效益，实现真正意义上的节省电能、提高效率、减少排放！

氢燃料电池工作原理是：纯氢气（H2）和纯氧气（O2）进行电化学反应，产生电能，并合成为纯净水（H2O），是电解水产生氢气和氧气的逆过程。而甲醇燃料电池（氢燃料电池品种之一）采用现场制氢气方式，解决了纯氢气用钢瓶存储、运输、以及更换氢气瓶操作的安全隐患。甲醇燃料电池即没有“燃烧”，故无二次污染产生，且能量转换效率高达60～70%，也没有机械运动和摩擦损耗，其运行寿命长、且受环境温度影响小。甲醇，现已被国际公认为未来超越石油、天然气时代的清洁、可再生的新能源。

另外，由于甲醇燃料电池使用的是稀释的甲醇水（浓度62%左右）不易挥发、燃点高，因而无运输、存储安全问题，可在线不停机进行人工补充燃料，可准确量化备电时长，可远程监控，无需人工值守，安全高效可靠，运行维护成本低。该应用，颠覆了传统、落后、有污染的通信机房应急/后备供电体系，构建绿色的、新能源、新技术、节能减排、高效智能的现代化通信基站。

通过对国外先进燃料电池的考证，确定其达到并超过了铅酸电池和便携柴油发电机基本功能和作用。燃料电池供电期间，数据中心内所有设备系统和承载业务均能正常运行，没有丝毫影响，发电时间可按需添加燃料不间断延长，且安全、可靠、高效。

经历一年四季炎热高温和冰凌低温环境下的运行测试、频繁断复电动作，以及专项长时间不间断连续发电（1000小时）的高负荷运行，多应用场景和不同负载条件的模拟实验，均获得了超过预期的效果。

目前，燃料电池技术已在欧美发达国家成熟应用，引起各级政府高度重视和支持，出台相关扶持优惠政策和财政补贴，推动燃料电池电动汽车的推广普及。

在我国，燃料电池的研发、制造尚处初级阶段，与世界领先技术还有较大的差距，但无论在通信行业还是社会各界却有着巨大的应用市场，国家财政部也发布了补贴燃料电池电动汽车政策。

通信领域是集中使用落后的且造成污染的铅酸蓄电池量最大的行业，率先引入国外先进的燃料电池技术并多场景应用，能够快速实现节能减排产生经济效益，要比交通行业应用来的更便捷、更直接、更安全。尽快推广至全社会普及应用，必将引发一个硕大无比的市场需求和远久的产业链，创造不可估量的经济效益和社会效益。