我们继续撰写有关如何为可持续数据中心铺平道路的文章系列。美国能源信息协会 (EIA) 列出了五种主要的可再生能源。上周，我们讨论了太阳能、风能和地热能。本周，我们将讨论生物质能和水力发电，以及可以减少对柴油发电机需求的存储解决方案选项。

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生物质

2020 年，生物质占美国能源消耗的 4.9%。在这种情况下，旧事物又变成了新事物，因为直到 19 世纪中叶，生物质都是美国最大的能源消耗来源，主要是通过燃烧木材。它将有机材料加工成能源，最常见的方式是燃烧，但也通过热化学、化学或生物转化为燃料。尽管被认为是比较奇特的可再生能源之一，但加拿大拥有70 个生物质发电厂，总发电量超过 2 千兆瓦，使生物能源成为该国第二大使用的可再生能源形式。

生物质可以防止某些类型的废物进入垃圾填埋场，但提取适当的材料成本可能很高，并且需要大量的存储空间来在生长季节之外储存有机材料。

生物质的一个主要优势是，只要有燃料供应，它就能持续发电。从可再生能源的角度来看，情况就比较复杂了。如果农作物和树木等燃料来源不断被替换，那么燃烧生物质在技术上不会增加​​温室气体排放。然而，这样做需要能源来源与发电厂物理距离很近，并且需要投入资源来培育和收获植物物质。生物质可以防止某些类型的废物进入垃圾填埋场，但提取适当的材料可能成本高昂，并且需要大量的存储空间来储存生长季节以外的有机材料。生物质也被认为是较昂贵的替代能源之一。

底线：在可预见的未来，这不太可能成为数据中心的主要替代能源。

水电

2020 年，水力发电占美国公用事业规模总发电量的 7.3%，占可再生发电量的 37%。然而，随着其他可再生能源的增长，其在替代能源中的份额已从 1950 年的 30% 缩减。

但在某些地区，水才是王道。中国对水力发电做出了重大承诺，目前发电量约占世界发电量的 27%。华盛顿州约有 10% 的电力来自水力发电。2020年，该行业的总发电量达到创纪录的 4,370 太瓦时，其中大部分来自美国境外。总发电量和容量为 21 吉瓦的项目也已投入运营，其中约三分之二在中国。

水力发电的优势在于价格低廉（每千瓦时约 5 美分）、清洁且可持续。它可以提供可靠的电力来源，以支持风能和太阳能等间歇性能源。还可以通过释放更多储存在水库和储水箱中的水来扩大供应量。

但尽管水电是可再生能源，它却不一定对环境友好。

• 安装涡轮机所需的水坝会严重破坏当地的生态系统。
• 前期建设成本太高，对于个人数据中心所有者来说不切实际。
• 发电也依赖于水的供应。
• 由于美国西海岸目前正遭受历史性干旱，粮食供应已不再是理所当然的事情。

使水电成为可行的巨大资本成本和规模经济将限制其在公用事业中的使用。希望建立新数据中心的公司可能希望考虑现有或计划中的发电厂附近的地点，这些发电厂是其可再生能源计划的一部分。

电池

电池终于迎来了曙光，成为柴油发电机备用电源的可行替代品。最近有两项重大进展十分重要：

• 数据中心技术公司 Switch 表示，它将使用 Tesla Megapacks为其内华达数据中心园区提供超过 800 兆瓦时的存储容量。
• 谷歌正在使用大型电池来取代其位于比利时的一个数据中心的柴油发电机。

电网规模电池农场的成本正在迅速下降。美国能源信息署估计，从 2015 年到 2019 年，项目成本下降了 72%。该机构还报告称，截至 2019 年底，美国共有 163 个大型电池存储系统投入运营，总容量为 1,688 兆瓦时，比去年同期增长了 28%。此外，它估计到 2023 年，将有另外 10,000 兆瓦的大型电池存储投入运营。

目前，电池储能被认为是短期内发电机的可行替代方案。然而，人们对该技术在长期停电情况下的表现存有疑问。迄今为止，大多数大型项目都与太阳能或风能发电场共建。然而，美国能源信息署预计，未来的项目将越来越多地与公用事业发电厂整合在一起。