Топливные элементы в ЦОД – насколько экологичны продукты Bloom Energy?

Мы уже не раз писали о топливных элементах производства компании Bloom Energy, которые находят все большее широкое распространение в индустрии ЦОД, позволяя корпоративным клиентам вендора добиться уменьшения углеродного следа своей вычислительно инфраструктуры. Но насколько экологичными являются эти твердооксидные топливные элементы?

В дата-центрах сейчас активнее всего применяются модели ES-5400 и ES-5700 (которые, к слову, называются Bloom Energy Server или Bloom Box), в качеств топлива для которых можно использовать как природный газ, образовавшийся в недрах Земли при анаэробном разложении органических веществ, так и биогаз с близлежащих ферм (в обоих случаях для выработки тепловой- и электроэнергии используется входящий в состав этих газов метан).

Пусть природный газ и является невозобновляемым, он остается одним из самых дешевых и экологически чистых видов ископаемого топлива, выступая отличной альтернативой углю или нефти. Для сравнения, биогаз является возобновляемым и насыщенным метаном. Он получается путем водородного или метанового брожения биомассы (последую можно обнаружить среди прочего на свалках, фермах и в канализации). К слову, топливом для энергоблоков Bloom Energy, размещенных рядом с дата-центром компания Apple в городе Мейден, штат Северная Каролина (США), выступает как раз-таки биогаз.

И пусть при работе твердооксидных топливных элементов традиционный процесс сгорания отсутствует, подобные системы все же выделяют в атмосферу вредные вещества. Оба вышеназванные продукта Bloom Energy выделяют не менее 4.5 грамма оксида азота на 1 мегаватт-час (г / мВт*ч), 45 г / МВт*ч монооксида углерода и 9 г / МВт*ч других летучих органических соединений. Количество выбрасываемого в атмосферу оксида серы пренебрежимо мало, но при этом в случае использования природного газа энергоблок производит 350.6 килограмма / МВт*ч углекислого газа.

Итак, как же эти 350.6 килограмма CO2 из расчета на 1 мегаватт*час при использовании топливного элемента и природного газа соотносятся с результатами других источников электропитания? Вот усредненные данные Управления по охране окружающей среды США (Environmental Protection Agency; EPA) по выбросам двуокиси углерода в разрезе электростанций разного типа:

• Природно-газовые генераторы выделяют 514.8 килограмма CO2 на 1 мегаватт*час выработанной электроэнергии;
• Угольные генераторы выделяют 1020.1 килограмма CO2 на мегаватт*час;
• Мазутные генераторы выделяют 758.4 килограмма CO2 на мегаватт*час.

Отметим, что новые парогазовые электростанция от Siemens, GE или Mitsubishi выделяют всего лишь около 330 килограмм CO2 на 1 мегаватт*час сгенерированного электричества. При этом размер капитальных затрат в случае подобных электростанций на порядок ниже, если сравнивать с инвестициями в топливные элементы.

Да, энергоблоки американского вендора действительно являются неплохой альтернативной “грязным” электростанциям на углеводородном топливе, но они отнюдь не идеальны. В любом случае, операторы ЦОД, которые всерьез рассматривают возможность перевода своей серверной фермы на топливные элементы вроде продуктов Bloom Energy, должны перед их покупкой оценить экологичность электроэнергии, поступающей из коммунальной сети. Если электричество поступает, к примеру с ГЭС, то подобный шаг рациональным назвать никак нельзя, но переход от ТЭС на угле на топливные элементы вполне оправдан.