还记得2019年诺贝尔化学奖的获奖名单吗？两年前，这一奖项被授予了约翰·B·古迪纳夫，M·斯坦利·威廷汉和吉野彰，三位科学家获奖的原因是他们发明的锂离子电池技术：“创造了一个可充电的世界”。
可以看到，自从1991年首次进入市场以来，锂离子电池就彻底改变了我们的生活，并为手机、笔记本电脑、电动工具到混合动力汽车和自动驾驶汽车等各种产品提供动力。同时，锂离子电池还可以作为电网的备用资源，目前也正广泛应用到太阳能电池板、风力涡轮机等无碳能源的储能解决方案之中。
不仅如此，在过去几年时间里，由于锂电池相对于铅酸电池而言具备寿命长、占地小、承重要求低、简单维护、环保等优势，同样也越来越受到了数据中心行业的推崇。在Frost&Sullivan发布的《全球数据中心锂离子电池分析报告》中就指出，随着锂离子电池在数据中心应用的不断增加，预计到2025年，这一比例将上升至38.5%。
在此背景之下，作为全球数据中心领域的领军者，维谛技术（Vertiv，NYSE：VRT）日前也通过线上直播举办了“双碳加持，新锂时代：Vertiv Adapt Li全场景锂电技术分析&全球实践分享”发布会，并推出了旗下适用各类场景的全系锂电池解决方案，希望帮助更多的客户进一步实现节碳的目标。
那么，锂电池技术为何能够成为未来数据中心供配电的发展趋势？而在“双碳”战略的大趋势之下，维谛技术（Vertiv）的全场景锂电池解决方案，又能给整个数据中心行业带来哪些全新的作用和价值呢？
“新锂时代”未来已来
众所周知，铅酸电池长期以来作为不间断电源应用中的备用电源，一直是保证数据中心、通信设备和工业场景的储能选择。不过，虽然铅酸电池能够提供此类应用所需的功率及可靠性，但由于需要进行适当的监监测维护，且维护成本高、 重量大、需要频繁更换，因此铅酸电池通常被视作数据中心供配电系统中的薄弱环节。
也正因此，在过去几年的时间中，锂电池逐渐替代传统的铅酸电池，成为数据中心后备储能的重要方式，同时越来越多的用户也正在考虑锂电池在不间断电源系统中的应用。
维谛技术（Vertiv）储能业务全球高级副总裁Jeff Kessen就“感同身受”。他说：“相比其他市场，锂电池在数据中心中的应用是比较迟的，但其普及速度确实非常快，如今维谛技术（Vertiv）交付的不间断电源（UPS）项目中，有超过30%的用户，都选择了锂电池。”
在Jeff Kessen看来，锂电池这几年在数据中心市场之所以发展迅猛，可以从以下几个维度来做观察：
首先，从成本角度看，随着技术的进步和迭代（包括高镍方案、大模组CTP方案）以及规模化的生产，使得锂电池的成本得以快速下降。数据也显示，规模化的生产使锂电池的成本在过去10年下降超过88%；同时，在现有技术条件下，同规格电芯产能每增加1倍，成本约下降15%。更重要的是，由于锂电池相比于铅酸电池循环次数多，寿命周期更长，因此从全生命周期成本的角度来说，目前锂电池的成本已优于铅酸电池。
其次，从节碳角度看，锂电池本身具有“占地少、重量轻、能耗低”等优势，因此也能更好地化解铅酸电池能耗较高、占据更多空间、运行环境要求高、易造成环境污染带来的问题，特别是“北上广深”等寸土寸金的城市，如果数据中心供配电系统占地面积过大，在影响数据中心效益的同时，也很难实现绿色数据中心的转型和升级，这也成为了锂电池加速应用的重要原因之一。
最后，从管理角度看，由于数据中心规模的不断扩大，其运维和管理难度也在不断攀升。过去，由于技术及人员管理的不确定性等多方面的限制，传统数据中心依赖人工的管理、运维，在智能化的趋势下也变得越来越“难以为继”，而现在基于将锂电池管理系统（BMS）设计与UPS控制系统相融合，不仅可以发挥出锂电池的最佳性能，同时也能以更加安全可靠的方式提供供电保护，而这也大大提升了数据中心未来的运维管理能力。
毫无疑问，对于数据中心行业来说，能否最大限度地利用现有空间，最大限度减少成本，更好地实现绿色化发展是其最为关注的问题，而锂电池长时间的使用寿命，且整个生命周期内不需要更换，加上锂电池占地少、重量轻、易维护等优势，都成为了化解数据中心发展难题的关键。因此，数据中心锂电池替代铅酸电池已是长期趋势，一个数据中心的“新锂时代”也正迎面而来。
全场景锂电“与时俱进”
当然，锂电池在数据中心的应用也不是“一蹴而就”的。目前，从全球范围来看，海外大型数据中心锂电池应用比例已经超过了30%，但国内数据中心锂电池应用比例却低于10%，这组数据也说明了一个问题，那就是国内的很多数据中心用户对锂电池技术的应用仍有很多的疑虑。
国网思极紫光云数科技有限公司设施技术部总监彭广香认为，数据中心锂电池应用在国内占比相对较低，主要是面临着三个方面的挑战：
首当其冲的的是安全性，锂电池的不同颗粒度可以覆盖各类场景，但是这些场景对锂电池应用安全都具有严格要求，尤其是在防范锂电池起火方面，由于消防措施有限，由此带来锂电池材料选择对安全的影响、锂电池的消防问题如何解决等疑虑。此外，整体的TCO也是目前数据中心用户重点考量的问题，这是因为锂电池由于电芯和BMS目前都需要定制化，这就造成了锂电池的成本较高；最后是复杂度，锂电池系统的复杂程度远高于铅酸电池，如何对电池进行有效的管理维护，使其持续保持安全运行状态，另外如何评估电池质量和安全劣化，以及采取什么样的预防性维护措施，这些都是锂电池应用中面临的问题。
也正是捕捉和洞察到这类客户的痛点和需求，维谛技术（Vertiv）基于多年来在锂电池技术领域的积累和沉淀推出了Adapt Li系列锂电池解决方案，并且通过“安全，经济，简单，灵活”等维度的全面技术创新，打消了客户的顾虑，为锂电池在数据中心的广泛应用奠定了关键的基础，具体来看：
一是，安全有锂，极致可靠——维谛技术（Vertiv）Adapt Li锂电池解决方案采用系统级安全性设计，从“电芯、BMS、PACK、系统架构、质量管控体系”五个维度保证产品应用的安全可靠。其中，电芯方面，维谛技术（Vertiv）从化学材料、安时数、尺寸（体积）、认证等维度，严选业内经过市场批量应用验证的主流电芯，同时通过严苛的出厂检验测试，且匹配和适用UPS应用场景；再以BMS为例，Adapt Li系列锂电池解决方案可通过“内置BMS”，实施监控电芯电压、电流、温度等关键参数；同时具有过压、过流、过温及短路等异常工况的双重保护功能，能够最大程度保护电芯的一致性。
在此基础上，UPS与锂电池实现全通信，能够为系统运行提供多重保护。维谛技术（Vertiv）亚太区ACP中小功率研发中心（西安）总经理胡大伟表示：“全通信的能力，相当于又为锂电池提供第三层的保护，这是因为全通信可以自动识别电池箱的个数，在并流过程中提供均流的功能，全通信还有一个特点，锂电池出现接线错误时，UPS也可以通过告警能力提示客户接线错误，这样就可以大大降低锂电池使用的费用。”
二是，经济有锂，智享节碳——通过对比发现，在后备15分钟情况下，5年TCO锂电池仅高于铅酸电池10%，而维谛技术（Vertiv）Adapt Li系列锂电池解决方案质保5年，设计寿命10年以上，在全生命周期以内具有显著的成本优势，并能够节约占地近60%，从而降低建筑成本，提升IT出柜率。
在维谛技术（Vertiv）中国区ACP产品部总经理李旭看来，未来数据中心的转型和升级一定要从整体的CAPEX角度来做设计和考虑，在此过程中，锂电池不仅占地面积大幅减少，也能实现系统占地的节省。同时，“双碳”政策及锂电池应用加速数据中心/工业用户侧储能部署，而维谛技术（Vertiv）也可以提供“UPS+锂电池”储能方案，帮助客户大幅降低用电成本，实现节碳目标。
三是，简单有锂，运营无忧——维谛技术（Vertiv）Adapt Li系列锂电池解决方案具备预制集成、快速部署的特性，出厂就能够做到“产品即系统”的交付方式，即将传统铅酸电池、电池架、电池监控仪、配电保护开关“四合一”，并与UPS供配电系统组成电力模组或集装箱整体交付，而这种创新的集成交付模式，不仅能够节省60%的施工周期，也能节省大量的电缆和连接耗材。
与此同时，Adapt Li系列锂电池解决方案还将锂电池和UPS集成为智能化供电系统，以UPS主机强大的智能平台为管理核心，能够实现故障的主动预警和主动保护，并通过UPS智能接口进行数据分析与上传，将运维彻底“化繁为简”。
四是，灵活有锂，全系呈现——维谛技术（Vertiv）Adapt Li系列锂电池解决方案涵括HPL、HPL-P1、MPL、SPL等多个系列产品，分别适用于大型数据中心、中小型数据机房、边缘计算节点等各类场景，而且Adapt Li系列锂电池解决方案与维谛技术（Vertiv）UPS产品协议全部打通，即插即用，灵活满足客户的使用需求。
以Adapt Li HPL和HPL-P1系列锂电池方案为例，就具有安全性，可靠性，经济性的特点，相比传统的铅酸电池能大大提高大型数据中心基础设施的性能；而针对中小UPS锂电池解决方案的MPL和SPL系列，则可以很好地解决很多客户面临的空间紧凑、维护困难、可靠性低等“痛点”。
由此可见，依托在锂电池技术领域全面的技术创新和全场景的方案覆盖，维谛技术（Vertiv）为客户打造了一个面向未来业务能够弹性部署的数据中心，而在这背后也体现了维谛技术（Vertiv）一直以来坚持从客户需求出发，基于客户不同场景需求和痛点不断创新和迭代的特点，同时更彰显出了维谛技术（Vertiv）在双碳战略下最大化赋能数据中心不断演进的初心与信心。
践行“双碳”更进一步
回头来看，作为较早关注锂电池应用的厂商，维谛技术（Vertiv）自2016年起，就已经全面投资锂电池开发，并在全球范围内建立了庞大的研发团队，过去几年更是加大了在锂电池技术领域的投入，而这也是维谛技术（Vertiv）之所以能够在市场中快速推出全场景锂电池解决方案的关键所在。
更为关键的是，针对业界十分关注的锂电池安全问题，维谛技术（Vertiv）除了上文提到的从“电芯、BMS、PACK、系统架构、质量管控体系”五个维度保证产品应用的安全可靠之外，如何更好地保证锂电池产品的安全性更是研发工作中的重中之重。
据维谛技术（Vertiv）储能业务全球产品管理总监James Li介绍，目前在锂电池产品的研发设计中，维谛技术（Vertiv）主要从三个方面最大化地保障锂电池解决方案的安全性：
第一，就是严格选择国际领先的锂电池电芯供应商，因为电芯生产对环境、温度、湿度、测试等有着严格的控制流程，选择安全可靠的电芯能够帮助提高产品的安全性。
第二，产品具有可靠的系统设计，这体现在产品的安规认证方面，维谛技术（Vertiv）的锂电池产品都通过了美国UL991标准固态设备安全控制器试验标准、UL1973 储能系统安全标准、UL1642 电芯安全标准、UL1998可编程器件软件安全标准的认证。
“经过完整的安规认证的产品，可以有效地保障整个系统设计上对电池的安全保护。”James Li说。
第三，维谛技术（Vertiv）高度关注电池储能系统的消防和防火，维谛技术（Vertiv）锂电池解决方案是业界为数不多的通过UL9540A电芯、模块、单元、安装四个层级严苛测试的产品方案。
另据James Li介绍，为了实现“双碳”目标，一些客户正在考虑延迟UPS的后备时间，配置更多的储能电池，用来替代柴油发动机，以减少碳排放；同时，有些客户也在考虑利用UPS储能电池作为系统调频、峰谷调节等储能应用。针对储能场景需求，维谛技术（Vertiv）Liebert®EXL系列大功率UPS具备这一全新功能，配合锂电池解决方案，能够帮助客户进一步实现节碳目标。
而展望未来，面对全球锂电池需求的不断增长，维谛技术（Vertiv）也将会继续加大在锂电池集成系统方面的投资，同时也会在市场上推出更大的“集装箱式”蓄电池存储系统，帮助更多的客户获得更大规模或更长时间的应用。
对此，彭广香也表示：“维谛技术（Vertiv）在锂电池安全领域的探索与创新，尤其是在消防安规认证方面的实践和验证，不仅让客户增加了对锂电池技术深入应用的信心，同时其创新方向也是值得业内借鉴和学习的。”
确实如此，今年7月，国家工信部印发的《新型数据中心发展三年行动计划（2021-2023年）》中就提出：“支持探索利用锂电池、储氢和飞轮储能等作为数据中心多元化储能和备用电源装置，加强动力电池梯次利用产品推广应用。鼓励企业发布数据中心碳减排路线图，引导数据中心企业开展碳排放核查与管理，加快探索实现碳中和目标，持续开展绿色等级评估。”
从这个角度来看，维谛技术（Vertiv）此时重磅推出了Adapt Li系列锂电池解决方案可谓“正当其时”。相信在维谛技术（Vertiv）的持续创新下，未来更多客户通过锂电池储能降低成本，实现数据中心绿色化发展的目标将一定会成为现实，而这也会进一步推动维谛技术（Vertiv）践行“双碳”战略，由此真正开启数据中心行业乃至全社会“双碳加速，新锂时代”的到来。
