Huawei ziet goede kansen voor brandstofcellen

Traditionele back-up-systemen - batterijen en dieselgeneratoren - hebben jarenlang uitstekende diensten bewezen in het datacenter. De nadelen van deze manier van werken zijn echter aanzienlijk. Daarom ziet Huawei goede kansen voor een nieuwe aanpak - brandstofcellen - die veel van de problemen met traditionele back-up-voorzieningen kunnen opheffen. 

De nadelen van traditionele oplossingen voor back-up power - batterijen in combinatie met dieselgeneratoren - zijn natuurlijk bekend. Vertoont één batterij in een grotere opstelling een storing, dan functioneren alle opgestelde batterijen niet of in ieder geval niet goed. Dieselgeneratoren vereisen bovendien veel onderhoud, terwijl een storing zich zelden snel laat oplossen. Doordat in de regel geen onderhoudsmonteurs in het datacenter aanwezig zijn op het moment dat de noodstroominstallatie in werking dient te treden, is dit een belangrijk probleem.

Inspectie op afstand

Daarnaast stellen met name de accu’s speciale eisen aan de omgeving. Zo dient er airconditioning aanwezig te zijn en maken batterijen gebruik van stoffen die schadelijk zijn voor het milieu. Een ander lastig punt is het feit dat er nauwelijks mogelijkheden bestaan om het onderhoud - of beter gezegd: de inspectie - van batterijen te automatiseren. Vaak dient deze inspectie ieder kwartaal, half jaar of jaar handmatig uitgevoerd te worden en dat kost veel tijd en dus geld. Ook de periodieke ontlading van accu’s vergt veel tijd en energie. 

Direct current

Brandstofcellen daarentegen zijn elektrochemische systemen die gebruik maken van waterstof of met waterstof verrijkte brandstof. Samen met zuurstof uit de buitenlucht zijn deze systemen in staat elektriciteit en warmte te produceren. Fuel cells produceren energie zolang waterstof en zuurstof beschikbaar zijn.

Een belangrijk voordeel van brandstofcellen is dat zij DC opwekken. Zij kunnen parallel worden geschakeld om daarmee een generator te vervangen. Minstens zo interessant is echter de mogelijkheid van een hybride opstelling. Hierbij worden een of meer fuel cells gecombineerd met bijvoorbeeld zonnepanelen, traditionele stroomvoorziening, batterijen en andere systemen voor stroomopwekking.

Redundantie

Brandstofcellen kennen een modulair ontwerp. Zodra meerdere fuel cells parallel worden ingezet, is sprake van een hoge mate van redundantie. Vertoont één brandstofcel problemen, dan heeft dit geen invloed op het functioneren van de andere fuel cells. Ook het temperatuurbereik waarbinnen deze systemen kunnen functioneren, is interessant. Ze zijn namelijk geschikt voor temperaturen van -40 tot +46 graden Celsius, waardoor zij in vrijwel iedere situatie kunnen worden toegepast. Het ontbreekt verder aan bewegende delen, zodat mechanische storingen vrijwel uitgesloten zijn.

Lagere kosten

Veel van de hier genoemde voordelen betekenen vooral dat de kosten van het gebruik van een brandstofcel laag zijn. Daarnaast is het belangrijk om te beseffen dat een brandstofcel een energie-efficiëntie kent van 50%. Er worden geen milieubelastende reststoffen geproduceerd. Het enige bijproduct is water. Sterker nog, als we de rekensommen van het Clean Development Mechanism (CDM) van de Verenigde Naties toepassen dan kunnen we vaststellen dat het gebruik van brandstofcellen een besparing in CO₂-uitstoot oplevert. Hierbij mogen we rekenen met 1kWh die ongeveer gelijk staat aan 0,65 kilo CO₂. Dat is uiteraard een besparing die gerealiseerd wordt ten opzichte van een situatie waarin dieselgeneratoren worden toegepast.

Financieel

Vanuit de telecomindustrie - denk aan de voeding van basisstations - zien we bovendien interessante combinaties van brandstofcellen en zonnepanelen ontstaan. Deze laatste kunnen gebruikt worden om via een elektrolyse-installatie waterstof te genereren die vervolgens als brandstof voor de fuel cell kan worden toegepast. Hybride opstellingen kunnen ook in het datacenter tot interessante oplossingen leiden.

Belangrijk hierbij is uiteraard wel hoe het zit met de terugverdientijd. Brandstofcellen zijn in aanschaf nu eenmaal duurder dan systemen voor traditionele back-up-voorzieningen. De ervaring van Huawei in de telecomindustrie laat zien dat de CAPEX inderdaad hoger is dan bij traditionele voorzieningen. Na vier jaar kantelt het beeld echter en zijn de kosten van het gebruik van een fuel cell (OPEX) beduidend lager dan die van een traditionele oplossing. Voeg daarbij als bonus ook nog eens de milieuvoordelen. Brandstofcellen zijn daarmee voor ieder datacenter dat een langetermijnstrategie uitzet een zeer interessant alternatief voor traditionele vormen van noodstroomvoorzieningen.