数据中心内作备份电源的涡轮机
波动性高的可再生能源与遥远的SMR商业化
本月13日,斗山能源宣布已与一家美国企业签订合同,将供应两台380兆瓦(MW)级工业用燃气轮机。这是国产燃气轮机首次出口美国。虽然客户公司名称未公开,但据称是一家大型科技企业。近期,随着人工智能(AI)数据中心迅速扩张,燃气轮机也出现供不应求的局面。曾有一段时间,大型科技企业试图寻找能够替代数据中心燃气轮机的新型电力供应源,但最终又回到了燃气轮机的怀抱。
全球燃气轮机供不应求……下单后5年才能交付
工业用燃气轮机是由机械工业发达国家所垄断的领域。一般主要作为热电联产电站的动力源使用,但最近在AI数据中心的带动下,需求正在爆发式增长。只有美国、英国、德国、日本等少数国家掌握相关技术,通用电气(GE)、西门子、劳斯莱斯、三菱等少数企业数十年来一直主导全球市场。
作为相对后发企业,斗山能源之所以能够向“燃气轮机宗主国”美国出口燃气轮机,正是受益于这一轮供不应求。根据美国非营利性能源市场调研机构“能源经济与金融分析研究所(IEEFA)”本月7日(当地时间)发布的报告,自去年以来至今,全球市场燃气轮机订单规模已达80吉瓦(GW),超过GE、三菱、西门子三家公司合计年产能30GW的两倍。有预测认为,到2027年,年度订单规模将突破100GW。
目前,客户公司如果订购一台燃气轮机,要到5年后的2030年才能交付。IEEFA表示:“客户们为了预订2030年交付的GE燃气轮机,正支付2500万美元(约360亿韩元)的手续费展开竞争。”
最适合作为数据中心的备用电源
燃气轮机需求激增的背景包括:▲菲律宾、越南等东南亚新兴国家扩建热电联产电站 ▲发达国家加大对数据中心的投资。尤其是在美国、英国等信息技术发达国家,正在建设耗电规模在1GW以上的超大型AI数据中心。
事实上,燃气轮机早已长期承担着数据中心“心脏”的角色。一般而言,数据中心耗电量从数十兆瓦到数百兆瓦不等,因此通常通过与附近发电站和输电网相连来获得电力供应。但发电站在不可避免的情况下存在停机风险。正因如此,所有数据中心都会利用燃气轮机自建“备用电站”。
燃气轮机启停灵活,且最大的优势在于预热时间短。也就是说,它可以在相对较短的时间内达到最大输出。如果数据中心的电力供应中断,燃气轮机是尽快恢复供电的理想设备。
波动性高的可再生能源,商业化遥远的小型模块化反应堆
大型科技企业曾一度物色可以替代燃气轮机的新型发电源。在可再生能源较为发达的欧洲,也出现了利用太阳能、风力发电的数据中心。但太阳能、风力发电的发电量会随天气变化而波动,这是其一大缺点。若要缓解电力供应的波动性,就必须另行建设电力储存装置(ESS)等设施,相对而言成本更高。
小型模块化反应堆(SMR)也曾被寄予厚望,被视为未来数据中心的备用发电设施,但距离真正商业化仍有很长的路要走。如今众多初创企业和既有企业都在尝试开发SMR,但目前正在运行的SMR仅有俄罗斯2座、中国1座,而且仍未走出示范项目阶段。
SMR商业化进展缓慢的背景,是过去数十年间长期存在的投资不足。法国某能源智库研究员Greg De Temmerman指出:“自21世纪初以来,核能投资一直远低于其他能源技术。最近的一波投资增长也主要集中在核聚变领域”,“核电是典型的资本密集型产业,而目前核电比可再生能源更加昂贵,这正是(SMR)必须从根本上解决的问题。”
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