隨著資料中心所消耗的能源佔全球能源的比例越來越高，他們的淨零耗電計劃需要考慮更環保的備用發電形式。低碳氫作為能源儲存媒介可能就是答案。

當我們上網或在社交媒體上發佈文章時，我們很少會考慮其能源成本。但處理我們線上活動的資料中心卻是貪婪的用電者。因此，隨著數據中心的數量和容量不斷增加，其耗電量也只會有增無減。

在大多數情況下，數據中心運營商都致力於去碳化和實現淨零耗電量。大多數數據中心已透過使用電力購買協議 (Power Purchase Agreements) 依賴可再生能源電力作為主要電力供應。但是，在其維護期間（以及極其罕見的停電）的標準發電解決方案卻不那麼低碳。當需要關閉主電源時，資料中心會啟動現場柴油發電機。

在以實現淨零排放為目標的未來，逐步淘汰柴油和其他碳氫化合物已成為當務之急。因此，資料中心必須尋求可持續的備援解決方案 - 不僅在例行年度維護和測試期間，而且在電力系統故障的可能性較低時，也能消除排放。我們對主要替代方案的研究證實了氫在數據中心低碳未來中的潛力，特別是用於能源儲存的低碳氫。

氫的承諾

氫氣燃燒時不產生碳排放。工業生產已開始採用氫作為燃料，而低碳氫生產和發電的新技術也正在開發中。氫氣是中期未來的解決方案。今天，數據中心採用氫能將面臨挑戰：許多數據中心每天需要數管氫氣拖車，才能在電網中斷時保持運行。在現場以壓縮氣體的形式儲存氫將需要佔用大量空間；以液體形式儲存氫將需要大量額外能源。

但是，隨著運輸和儲存技術的進一步發展和採用，氫的可行性在未來幾年將大大提高。隨著各國發展氫能策略，我們很可能會看到氫能在大規模實施時會變得更便宜，從而降低數據中心轉換氫能所需的資本支出。

短期替代方案

在短期內，我們看到一些數據中心轉用生物燃料替代柴油來驅動現場渦輪機，主要是氫化植物油 (HVO)。HVO 的化學成份與柴油類似，而且幾乎不需要調整設備。它的儲存和使用期限可長達十年，與柴油相比，現場維護的要求較低，柴油必須使用拋光系統來維持儲存燃料的使用期限。此外，它還有可能減少多達 90% 的排放量。使用 HVO 的主要缺點是 HVO 生產的首選來源是棕櫚油，眾所周知，棕櫚油會造成土地和森林管理不善，有些國家和製造商現在已經承諾禁止在產品中使用棕櫚油。

柴油的其他替代品也存在，例如壓縮空氣儲能 (CAES)、飛輪儲能 (FES) 以及電池儲能系統。這些選項都為資料中心帶來了挑戰和機遇。承諾使用不含棕櫚油的 HVO 可為業者提供即時減排的機會，且只需在設備上進行最少的額外投資。但這並非長期解決方案，而是氫燃料產業持續快速發展時的權宜之計。

實施氫能

那麼，氫基發電究竟會如何運作呢？我們預見的模式是將氫用作能量儲存媒介。儘管氫可以為工業流程和商用車輛提供動力，但大型能源使用者（如數據中心）將利用儲存的氫來為發電提供燃料。

這將需要數據中心運營商投資可使用新燃料的發電設備。目前，業界供應鏈正在部署可有效利用 100% 氫的氫渦輪機，其規模可適用於彈性數據中心備用配置。預期的發展包括在未來十年推出更大容量的渦輪機。此外，探索替代方案，例如在燃燒渦輪機中納入氨等氫衍生物，或選擇燃料電池發電來取代燃燒，都可能為數據中心的廣泛部署提供潛在的途徑。

一種可能的模式是，數據中心也可以自己製造氫氣，利用過剩的可再生能源發電，通過小型現場電解槽製造低碳氫氣。然後，氫將被儲存在數據中心運營商擁有的設施中，並在需要時用於發電。任何過剩的氫都有可能出口到市場，並提供收入來源。

樞紐模式

選擇購買氫氣而非生產氫氣的資料中心營運商在選址時將面臨新的考量。目前，選址主要取決於光纖連接和電力供應的可用性。未來，使用管道輸送氫氣的資料中心可設置在生產設施附近，或低碳的「氫氣樞紐」，以降低運輸成本。

這些樞紐將使用過剩的能源來生產低碳氫氣，而這些樞紐也將設置在可再生能源發電廠附近。在氫氣透過主要管道輸送之前，我們可能會看到脫碳數據中心產業從傳統的工業園區遷移至太陽能和風力發電場附近。

在英國，去碳化數據中心產業對氫能中心的需求可能在未來幾年內起到決定性的作用，使這些中心具有足夠的可行性以進行大規模投資，並在更廣泛的淨零能源生態系統中帶頭推動氫能革命。數據中心轉用氫能可能不僅有助於該行業的去碳化，還有助於更廣泛地採用這種低碳燃料。

文章基於 Thomas Shaw 的貢獻，並獲得 Andrew Clough、Simon Todd 和 Mike Copson 的支持。