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現如今，愛爾蘭近400個風電場為全島供應了超過35%的電力。這些綠色能源會通過電網傳輸至農場、企業和家庭，幫助公共事業單位減少燃燒化石燃料發電而排放的二氧化碳等溫室氣體。

就像世界上其他地方一樣，愛爾蘭的風力強度在每一天和整個季節內都會不斷波動，這導致發電量也隨之發生變化。隨著可再生能源使用量的增加，這一現狀給電網運營商帶來了越來越大的挑戰。因為供應商需要解決電力供給與消耗之間的平衡問題，做到精準供電。

今年晚些時候，微軟都柏林數據中心配備的鋰離子電池組將成為解決方案的一部分，以幫助緩解這一問題。

通常，這些電池作為備用電源在緊急情況下為該數據中心供電。它們均已通過認證、測試并獲批接入當地電網，可在電力需求超過風能、太陽能和其它能源產生的電能時，幫助電網運營商實現不間斷供電服務。

微軟能源部高級項目經理 Nur Bernhardt 表示：“提供這種電網服務是我們釋放數據中心價值的一種方式。”

電網脫碳

世界各地的電網運營商通常依賴煤炭或天然氣發電廠來維持所謂的旋轉儲備或過剩產能，從而快速響應需求變化，確保電力供應服務。

Bernhardt 解釋道，使用數據中心電池來提供這些服務，可減少發電廠旋轉備用的壓力，從而降低電力行業的二氧化碳排放量。

這些電池是微軟數據中心不間斷電源（UPS）的一部分。微軟都柏林數據中心的 UPS 采用最新技術，可實現與電網的實時交互。

微軟委托能源咨詢公司 Baringa 對這項技術的潛在影響進行了分析研究，結果表明，如果使用電網交互式 UPS 系統取代愛爾蘭和北愛爾蘭當前的化石燃料發電廠，到2025年預計可減少二氧化碳排放量約200萬噸。

Mark Turner 是 Baringa 在能源實踐領域的合作伙伴，他也參與了該分析研究項目。他表示：“這無疑扭轉了全國二氧化碳排放的局面。”

他還解釋道，到2025年減少二氧化碳排放量200萬噸，這大約相當于愛爾蘭島電力行業總排放量的五分之一。

此外，依賴電網交互式 UPS 技術提供電力服務，可省去維持燃煤和天然氣發電廠旋轉備用所需的燃料成本和其他成本，從而可幫助愛爾蘭的終端消費者節約數千萬美元。

Turner 表示：“第三個好處在于你不用再被迫棄用太多可再生能源。因為如果啟動燃氣發電廠來提供電力服務，就必須棄用其他一些東西，而這往往就是可再生能源。如果采用UPS來提供這項服務，就不必再這樣做了。”

將數據中心轉變為電力資產

運營數據中心的人員經常談論關乎可靠性的“5個9”，也就是向客戶承諾數據中心的正常運行時間達到99.999%。為此，數據中心運營商在某種程度上將 UPS 中的電池作為備用電源，在停電時為服務器供電。

UPS 系統的主要作用是為服務器提供電力調節。UPS 系統始終處于開啟狀態，為服務器提供保護。2017年，微軟開始發掘這些資產的潛力。

微軟數據中心高級開發團隊資深設計研究員 Ehsan Nasr 表示：“我們的理念是使用 UPS 提供持續保護，并更換 UPS 控制器，向電網回饋電力。”

微軟數據中心高級開發團隊杰出工程師兼副總裁 Christian Belady 指出，隨著電網中可再生能源使用量的逐漸增加，電網頻率正變得越來越不穩定。

他解釋說，這種波動性的加劇反過來也可以體現出電池等資產的價值，因為電池可有助于維持電力供需平衡。

Belady 表示：“我們的數據中心就有這種電池資產。那么，我們為何不將它作為一種雙重用途的資產提供給電網，并采用一種動態方法來對它們進行管理，從而提高效率和資產利用率呢？這也正是促成這種雙贏局面背后的原因。”

為了實現這個目標，微軟團隊與智能電源管理公司伊頓開展合作，共同開發和測試電網交互式 UPS。2020年，兩家公司在微軟芝加哥數據中心進行了概念驗證實驗，并在微軟位于華盛頓州昆西市的數據中心進一步完善了這項技術。

Nasr 表示：“我們正在確保可以提供精確的 UPS 功能，同時通過數據中心和公用事業之間的安全通信，向電網提供輔助服務。”

微軟UPS率先落地愛爾蘭

微軟首席項目經理 Mycah Gambrell-Ermak 曾參與這個項目。他表示，在證明電網交互式 UPS 技術可以為電網提供服務之后，接下來需要尋找合適的市場進行部署，并建立商業案例。

微軟將目光投向了愛爾蘭，愛爾蘭的可再生能源發電量已占到全國總發電量的35%以上，而且預計到2030年這一數字將增至80%。然而，讓可變發電量達到這一水平的前提是通過化石燃料發電廠確保電網穩定運行。

Gambrell-Ermak 表示：“在一些地區，市政當局或公用事業公司正在試圖擺脫化石燃料。鑒于此，一旦可再生能源儲備下降，作為企業，我們所能做的就是承擔自身的電力負荷，我們可以通過使用儲能電池來減少負荷。

愛爾蘭國有電力傳輸運營商 EirGrid 負責電網服務市場，并格外重視綠色解決方案。微軟正在與能源服務和解決方案提供商 Enel X 公司合作參與這一市場，Enel X 公司能夠聚合工業和商業能源消費來構建虛擬電廠。

Gambrell-Ermak 解釋說：“公用事業公司可以通過聚合器向我們發送信號，通知我們通過儲能電池放電補償負荷，從而減輕電網負荷壓力。”

全球電網脫碳藍圖

Enel X 公司法規事務高級總監 Paul Troughton 表示，EirGrid 的電網服務市場為全球電力行業構建了一個技術藍圖，在數據中心和其他工業設施中的電網交互式 UPS 系統的賦能下，全球電網實現脫碳指日可待。

他表示：“我經常將愛爾蘭看作未來其他系統電網的一個縮影。”

隨著其他國家逐步轉向可再生能源發電，他們也將面臨類似的問題。

Troughton 表示：“隨著可再生能源發電比重不斷上升，傳統發電廠將逐步退出，因此無法像過去那樣繼續提供電力服務。在這種情況下，你必須設法提高電網頻率管理能力。”

Bernhardt 提到，微軟正在尋求機會，以期借助其全球數據中心的電網交互式 UPS 技術來確保電網穩定運行，從而進一步加快電網脫碳進程。

微軟承諾到2030年實現負碳排放，除了采用電網交互式 UPS 技術之外，該計劃還包括在數據中心對服務器進行浸入式冷卻試驗，使用氫燃料電池作為備用電源，以及通過改變操作方式來提高效率和改進設計，如采用高密度冷卻板解決方案。

Bernhardt 表示：“我們的長期愿景是轉變數據中心資產，使其能夠在滿足自身運營需求的同時創造社會效益。”

他解釋道，EirGrid 的電網服務市場給像微軟這樣的企業提供了機遇，讓他們能夠部署解決方案，助力解決因可再生能源使用量不斷增長而導致的電網可靠性問題。

“我們能夠滿足客戶的可靠性要求，同時利用我們的基礎設施提高電網的可靠性，幫助減少二氧化碳排放量，并降低所有能源消費者的成本。”