溫室氣體排放問題已經(jīng)引起各國政府和企業(yè)的重視，作為全球科技巨頭之一的微軟（Microsoft）于2020年初發(fā)布了其碳中和計劃。微軟計劃在2030年實現(xiàn)碳負排放，并計劃在2050年實現(xiàn)清除微軟成立以來的所有碳排放。

在微軟實現(xiàn)碳中和的過程中，微軟采用了綠電購買、電車替換、植樹造林、BECCS（生物能源與碳捕獲和儲存）等手段。其中，在耗能大戶的數(shù)據(jù)中心，微軟采用了燃料電池發(fā)電機替換柴油發(fā)電機，以實現(xiàn)對數(shù)據(jù)中心的用電保障。在利用燃料電池減少數(shù)據(jù)中心碳排放過程中，微軟目前主要采用的是以天然氣作為燃料的SOFC（固體氧化物燃料電池）技術。由于SOFC技術在使用過程中仍會產(chǎn)生CO2，因此，微軟與Caterpillar、Ballard等企業(yè)展開合作，計劃試驗氫燃料電池數(shù)據(jù)中心。

從專利公開數(shù)據(jù)來看，目前微軟公開的相關專利絕大部分涉及SOFC在數(shù)據(jù)中心的應用，具體包括：

l利用SOFC為數(shù)據(jù)中心供電的相關控制方法，涉及SOFC發(fā)電控制、SOFC級聯(lián)啟動、SOFC負載跟蹤響應安全性保障等；

l設置熱管理組件調(diào)節(jié)電堆溫度，保障SOFC高效輸出；

l基于天然氣消耗設備狀態(tài)來檢測天然氣是否發(fā)生泄漏；

l反應副產(chǎn)物甲烷、一氧化碳、氫氣回收與再利用；

l通過形成閉環(huán)系統(tǒng)，利用植物消耗反應產(chǎn)物二氧化碳和水；

l自動化燃料電池部署系統(tǒng)。

數(shù)據(jù)中心閉環(huán)系統(tǒng)示意圖

從微軟SOFC應用相關專利來看，微軟在SOFC應用環(huán)節(jié)中主要考慮以下方面：

數(shù)據(jù)中心機架級系統(tǒng)示意圖

1、數(shù)據(jù)中心用電電力保障，如在設置SOFC的同時，還設置了TEG（熱電發(fā)電機）、UPS（不間斷電源）來保障數(shù)據(jù)中心用電；如數(shù)據(jù)中心用電功率波動時，利用ESD（能量存儲設備）補償、分布式服務器功率調(diào)節(jié)策略以及滿足燃料電池功率斜率上升約束的雙層層次功率調(diào)節(jié)方法等保障數(shù)據(jù)中心功率需求；

2、數(shù)據(jù)中心安全保障；

3、數(shù)據(jù)中心節(jié)能與環(huán)保——如節(jié)能涉及利用數(shù)據(jù)中心服務器排氣冷卻燃料電池排氣并收集燃料電池排氣產(chǎn)生的冷凝水用于服務器冷卻，環(huán)保涉及SOFC（副）產(chǎn)物的處理；

4、數(shù)據(jù)中心燃料電池安裝、調(diào)試、操作、維護的便利性。

       原文標題 : SOFC應用于微軟數(shù)據(jù)中心