摘要：数据中心通常通过将冷空气吹到组件上来冷却计算设备 使用水冷式风机盘管或直接冷却计算设备 冷水。地热发电是连续为这些提供服务的一种选择 冷却和计算能力要求。然而，新兴的地热技术 就像那些将作为新的冷地下热能的一部分进行探索的那些 存储 （Cold UTES） 项

预计对数据中心的需求每年都会增加，以满足 AI、大数据分析和云服务。摄影：Werner Slocum， NREL

随着人工智能的扩展，对美国数据中心的需求不断增长， 云服务和大数据分析，这些中心所需的能源负荷也是如此。

据估计，到 9 年，数据中心能源需求预计将消耗高达 2030% 的美国年发电量。数据中心每年总能耗的 40% 与冷却系统有关，冷却系统也可能使用大量水。

由国家可再生能源实验室 （NREL） 领导并由 美国能源部 （DOE） 地热技术办公室旨在解决 这些冷却系统通过结合地下地热能而面临的挑战 用于数据中心的存储 （UTES） 技术。

数据中心通常通过将冷空气吹到组件上来冷却计算设备 使用水冷式风机盘管或直接冷却计算设备 冷水。地热发电是连续为这些提供服务的一种选择 冷却和计算能力要求。然而，新兴的地热技术 就像那些将作为新的冷地下热能的一部分进行探索的那些 存储 （Cold UTES） 项目为减少数据中心冷却提供了独特的机会 负载，同时构建更具弹性的基础设施，从而创建稳定的 冷却 — 反过来减少建造发电厂来为数据中心冷却提供服务的需求 负荷。

“我们采取的方法是研究 通过预测数据中心负载的外观来提议的 Cold UTES 技术 就像未来 30 年一样，“NREL 中心的高级研究员 Guangdong Zhu 说 能源转换和存储系统，寒冷首席研究员 UTES 项目。“然后，我们将进行一些预测和网格规模分析，以展示 这项技术可能看起来像是在大量 数据中心。我们的目标是提高电网弹性并降低所需成本 电网扩展。

通过使用非高峰电力在地下创造冷能储备，Cold UTES 可以 纳入现有的数据中心冷却技术，并在电网期间使用 高峰负载小时数。这种充电/放电循环允许优化技术 基于使用时间和其他关键电网参数，类似于传统电池 充电/放电循环，从而降低电网的整体运营成本。 关键区别在于 Cold UTES 不仅可以进行与 常规电网电池，但它也可以实现长时间的能量存储 季节性时间尺度。

“我们的期望是 Cold UTES 系统可以提供长时间的能量存储 以及具有商业吸引力和技术吸引力的工业规模冷却解决方案 对数据中心来说是可行的，“美国能源部地热技术经理 Jeff Winick 说 技术办公室。“该项目将证实这些系统的潜力 为数据中心运营商、公用事业和电网提供显著的节省和价值 系统作员。

此示意图说明了使用 Cold UTES 的数据中心冷却系统。图片由 Dominique Barnes， NREL 提供

NREL 正在领导该项目的系统分析和电网影响工作。Zhu 也加入 由劳伦斯伯克利国家实验室、普林斯顿大学和 芝加哥大学 （University of Chicago） 的 Cold UTES 如何具有商业吸引力和技术吸引力 适用于大型数据中心冷却负载。

“Cold UTES 的想法非常令人兴奋，因为它是该领域的一个新颖参与者 数据中心能源管理和冷却，“计算机教授 Andrew Chien 说 芝加哥大学的科学。“我想不出其他专注于技术的产品 通过新的机会提高数据中心的效率。

最终，该项目希望减少数据中心对电网的压力，减少 降低数据中心的能源成本，并降低数据中心冷却系统的成本。 Cold UTES 高效提供季节性存储的能力也有助于减少 风能和太阳能发电设施的季节性弃风。Cold UTES 具有潜力 为了降低快速增长的数据中心市场的总体成本，提高网格弹性 在极端天气事件期间，并帮助所有人降低成本并提高可靠性 电网客户。

“该项目将有助于加速 下一代地热储能技术，“Winick 说，”从而建立 美国在储能领域的全球领导地位。

来源：陈讲运清洁能源