美国在电力领域推行绿色化的前沿努力可以在弗吉尼亚州南部微软公司一个庞大的数据中心的停车场中找到，那里停放着一个集装箱。
一个工程师团队聚集在这里进行一系列测试，以模拟数据中心和电网运营商之间的互动。他们的问题是：安装在像这样的数据中心的大型电池系统是否可以用来帮助电网运营商平滑掉全天发生的电力需求小幅波动？
这是一项技术性、繁琐的工作，但对电力系统的影响是深远的。如果他们成功了，电力公司可能就不需要建造新的天然气发电厂了。直接利用风能和太阳能为数据中心供电成为一种真正的可能性。微软的工程师甚至在谈论重新构想电力买卖的方式。
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“未来，你不会有数据中心或发电厂。它介于两者之间。例如，一个数据工厂，”微软能源研究主管肖恩·詹姆斯说。“在这里，这个东西不仅仅是电网的负载，而是电网的资产。我们一直在进行大量的计算，与合作伙伴合作以使其恰到好处，但看到它真正地运行起来对我们来说是一个特殊的时刻。”
近年来，科技公司引领了一场企业涌入可再生能源的浪潮，率先与风能和太阳能项目签订长期合同，从本质上抵消了其电力消耗相关的排放（Greenwire，4月20日）。但许多公司不再满足于仅仅抵消其排放，而是转向直接利用风能和太阳能为其运营供电的挑战。
谷歌去年宣布，它已通过可再生能源生产抵消了所有排放，并立即开始努力使其消耗与可再生能源生产相匹配。
该举措的一个标志是在其运营所在的地区建设可再生能源项目，有效地实现了当地电力供应的绿色化。这标志着谷歌的转变，此前谷歌主要依赖大平原和北欧等风能丰富的地区的项目来抵消其在世界其他地区的排放。
亚马逊公司和微软也采取了类似的行动。亚马逊最近启动了北卡罗来纳州的第一个风能项目上线，微软签署了一项协议，以帮助在弗吉尼亚州开发一个500兆瓦的太阳能发电场。这是有史以来最大的一笔企业太阳能购买交易。
“企业采购正在推动可再生能源的更快发展，否则我们不会有这样的发展，”PJM互联公司的高级市场策略师安德鲁·莱维特说，PJM互联公司是一个电网运营商，负责监督从北卡罗来纳州到伊利诺伊州的13个州的电力流动。“越来越多地，你会看到成熟的企业公司寻求逐小时地匹配其消费。”
潜在的风险是巨大的。科技公司是电力的大买家。谷歌估计其全球电力消耗相当于旧金山市的电力消耗。据当地公用事业公司Dominion Energy Inc.称，微软博伊德顿设施的需求去年增长了24%。Dominion 估计，今年弗吉尼亚州数据中心的总需求比上一年增长了 18%。
电力消耗的大幅增长是科技公司拥抱可再生能源的部分原因。风能和太阳能为公司提供了两个主要好处：它们帮助公司实现可持续发展目标，同时提供对冲燃料价格的手段。风能和太阳能缺乏燃料成本，这意味着它们为电力买家提供了长期的价格确定性。
微软在博伊德顿的电池项目说明了科技公司正在寻找新的方法来实现电网的绿色化。像这样的数据中心配备了广泛的电池系统，以便在停电时备份您的照片、视频和您最喜欢的基于网络的媒体。但大多数时候，它们只是闲置着，积满了灰尘。
微软的基本问题是，数据中心的电池是否可以在提供电网服务的同时，仍然可以发挥其备用功能。
微软分布式能源高级项目经理布兰登·米道夫将该系统比作搁浅的资产，一种很少使用的宝贵资源。她说，公司的努力代表着试图从其投资中获得更多价值，同时推进其清洁能源目标。
她说：“这关系到审视我们已经在世界各地的数据中心安装的所有备用资源，并说，’我们可以做些什么来使这些未充分利用的资产更多地成为电网的资源，特别是可以帮助可再生资源整合和平衡的资源？’”
电池因其提供的灵活性而成为电力领域有吸引力的选择。与天然气调峰电厂不同，天然气调峰电厂需要几分钟才能调度，并且通常处于空转状态，以便更好地满足短期需求峰值，而电池可以瞬间调度电力。这使得它们成为帮助平滑电力供应突然飙升或下降的潜在宝贵资源。
它也是将更多可再生能源上线的一个关键环节。例如，如果一片云飘过太阳能设施，可以快速调度电池来弥补电力生产的短缺。
但尽管近年来电池的成本有所下降，但它们仍然贵得令人望而却步，尤其是一家公司仅仅为了满足短期电力波动而使用它们。
这就是数据中心电池的吸引力如此强大的原因。
“我认为它的作用是在更多清洁能源上线时提供稳定的电网，”彭博新能源财经跟踪企业能源策略的凯尔·哈里森说。“这些公司表明他们对能源市场有深入的了解，但他们希望在保持弹性和安全性的同时，帮助电网脱碳，以及所有其他因素。”
微软还有其他切实的经济效益。华盛顿大学的研究人员研究了微软的一个数据中心，以了解其电池系统是否可以用于数据中心备用和电网服务等双重用途。
他们的结论是，该公司可以通过减少高峰时段的能源使用来减少近 11% 的年度电费，同时通过向电网提供服务来获得新的收入来源。
可以肯定的是，电池技术以其目前的形式可以提供的服务是有限的。
数据中心的备用电池只能调度几分钟的电力，使其成为解决短期电力波动的一个潜在方案，但对于长期存储来说则不太适用。
这项工作也处于初步阶段。在微软的集装箱中进行的测试是与电力管理公司伊顿公司和 PJM 合作的一个试点项目的一部分。
但早期的回报是很有希望的。最近一个下午，一群工程师涌入集装箱观看测试的进行。
集装箱里装满了两个工业级电池、一组计算机服务器和一个安全的互联网连接，将集装箱连接到 PJM 互联公司。
每两秒钟，电池都会收到来自 PJM 的信号，告诉它们从电网充电或放电。笔记本电脑上显示的图表跟踪了它们的进度。它显示了两条起伏的线，一条跟踪 PJM 的信号，另一条跟踪电池的响应。
如果普通人认为这个场面相当平淡，那是可以原谅的。但像詹姆斯这样的微软工程师几乎无法掩饰他们的兴奋。
初步结果表明，电池在响应 PJM 信号方面已经比传统发电厂更有效，尽管仍有改进的余地。
“我不知道你是否只看到一些线条，但对我们来说，这就像第一次看到灯泡亮起一样，”詹姆斯说。
经 E&E 新闻许可转载自 Climatewire。E&E 在www.eenews.net提供每日重要能源和环境新闻报道。