Топливные элементы начинают пользоваться все большей популярностью среди операторов самых разных ЦОД, стремящихся использовать относительно экологичные источники электроэнергии, а также уменьшить зависимость подконтрольных объектов от дорогого резервного энергетического оборудования (ДГУ и ИБП) или от центральной электросети. Все прелести этого тренда уже успел оценить разработчик подобных энергоблоков ClearEdge Power, чьи производственные мощности находятся в штате Орегон (США). Топливные элементы американского вендора, которые называются PureCell System, уже используются во многих дата-центрах. При этом клиентская база компании в сегменте ЦОД постоянно расширяется.

Эта компания была основана в 2003 году и первоначально навязывалась Quantum Leap Technology / UTC Power. В середине прошлого года она купила подразделение промышленного гиганта United Technologies, которое специализировалось на разработке и производстве топливных элементах, и начала активно расширять свой бизнес во всех направлениях. Примечательно, что до 2011 года основными клиентами ClearEdge Power были преимущественно весьма далекие от IT-сегмента субъекты хозяйствования: владельцы коммерческих и промышленных зданий вроде гостиниц, больницы и супермаркетов, а также учебные заведения. Но все изменилось после выхода на рынок мощного (от 200 до 400 кВт) стационарного топливного элемента PureCell System на основе ортофосфорной фосфорной кислоты (Phosphoric Acid Fuel Cells; PAFC), который обладает отличной масштабируемостью.

В основе энергоблока лежит проверенная временем конструкция: испытания топливных элементов класса PAFC с диапазоном рабочих температур от 150 до 200 °C начали проводиться еще в 70-х годах прошлого века (примечательно, что именно топливные элементы типа PAFC стали первыми топливными элементами, использование которых стало оправданным с экономической точки зрения). Источником энергии в случае PureCell System выступает водородсодержащее сырье (биогаз, природный газ или непосредственно водород). В качестве электролита используется раствор фосфорной кислоты, при этом для ускорения реакции в электродах применяется платиновый катализатор. Электрический КПД этих топливных элементов находится в районе 40%. Тем не менее, с учетом того, что энергоблоки функционируют при относительно высокой температуре, есть возможность использовать образующийся в результате их работы пар, что позволяет довести общий КПД до 95%.

Разработчики PureCell System утверждают, что эта энергогенерирующая система позволяет своим владельцам уменьшить затраты на электроэнергию и добиться снижения углеродного следа своего бизнеса. Также сообщается, что продукт будет гарантированно сохранять работоспособность на протяжении 10 лет непрерывной эксплуатации.

Огромным достижением для ClearEdge Power стал контракт с американской телекоммуникационной компанией Verizon. Весной прошлого года последняя заказала у ClearEdge Power сразу несколько десятков топливных элементов PureCell System 400, которые будет установлены рядом с шестнадцатью дата-центрами и телекоммуникационными узлами Verizon в американских штатах Калифорния, Нью-Джерси и Нью-Йорк. Сообщается, что энергоблок модели PureCell System 400, побочным продуктом работы которого является чистая вода, способен вырабатывать 400 киловатт тепловой и электрической энергии (для справки: 400 киловатт электричества достаточно, чтобы удовлетворить потребности 270 среднестатистических домохозяйств). Отметим, что данная инициатива Verizon является частью более масштабного проекта телекоммуникационной компании, предполагающего перевод 19 IT-объектов на электричество от топливных элементов и солнечных ферм. Предполагается, что с помощью продуктов ClearEdge Power и собственных гелиоэлектростанций Verizon сможет генерировать 90 миллионов киловатт*часов экологически чистой энергии в год. Проект стоимостью в $ 100 млн. должен быть завершен к 2020 году.

В начале ноября 2013 года желание использовать продукты ClearEdge Power для запитки своих дата-центров выразил один из крупнейших американских банков First National, головной офис которого находится в Омахе, штат Небраска (США). Банкиры уже купили у ClearEdge Power один 400-киловаттный топливный элемент и установили его в непосредственной близости от корпоративного дата-центра. Вскоре завершатся пусконаладочный работы, и PureCell System 400 начнет использоваться для запитки IT- и вспомогательной инфраструктуры. К слову, эта электростанция на базе топливных элементах будет уже второй в распоряжении First National: еще один подобный энергоблок на 200 киловатт банкиры используют для обеспечения работоспособности своего дата-центра еще с далекого 1999 года. Если верить оценкам экспертов, вырабатывая электроэнергию непосредственно рядом с ЦОД с помощью топливных элементов, First National сможет предотвратить попадание в атмосферу более 1500 тонн двуокиси углерода в год. Это можно сравнить с посадкой леса площадью около 140 гектаров.

В декабре 2013 года ClearEdge Power получила заказ на поставку топливных элементов для дата-центра Коннектикутского университета, который находится на территории обособленного города-кампуса Сторрс, административно относящегося к городу Мансфилд, штат Коннектикут (США). Планируется, что топливные элементы станут частью микроэлектросети, с помощью которой будут запитываться не только серверы, сетевое и вспомогательное оборудование внутри ЦОД Коннектикутского университета, но и электромеханическое оборудование в прилегающих зданиях. Проект оценивается в $ 2.1 млн. Если все работы будут проходить по графику, ввод новой микроэлектросети в эксплуатацию произойдет уже в конце лета или начале осени 2014 года. Участие в проекте также примут специалисты Schneider Electric, DEEP, Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии энергетики США и A/Z Corp.

Кроме того, энергоблоки данного вендора в настоящее время применяются на объектах Samsung, Diversey, The Coca-Cola Company и Cox Communications, а также в обновленном ньюйоркском Всемирном торговом центре. Но, даже несмотря на довольно внушительную клиентскую базу, ClearEdge Power есть к чему стремиться. Если верить прогнозу экспертов консалтинговой компании Market Research Reports, мировой рынок стационарных топливных элементов промышленного класса будет активно развиваться, и по итогам 2019 года его оборот составит $ 9.6 млрд. (для справки: по итогам 2012 года оборот этого рынка был равен “всего” $ 793.7 млн.). В сегменте топливных элементов для ЦОД вендору из Орегона придется конкурировать с американскими Bloom Energy и FuelCell Energy, которые в настоящее время являются наиболее перспективными игроками рынка. Руководству ClearEdge Power не следует сбрасывать с счетов и следующих конкурентов: AFC Energy (Великобритания), Altergy Systems (США), Ballard Power Systems (Канада) и Electro Power Systems (Италия). При этом ключевыми игроками мирового рынка топливных элементов в целом до конца десятилетия будут являться Ballard Power System Inc., SFC Energy AG, Toshiba Corp., LG Chem, Neah Power Systems Inc и Mitsubishi Heavy Industries Ltd.