O potencial das células de combustível para reduzir as emissões de gases de efeito estufa (GEE) associadas à alimentação de data centers foi um tópico recorrente em todo o setor em 2022. E parece um debate que deve continuar em 2023.

No entanto, o ano de 2022 ainda pode ter sido crucial para as células de combustível de hidrogênio para energia de backup e até mesmo usos primários de energia do data center.

Em todo o mundo, houve notícias positivas sobre as células de combustível de hidrogênio como uma alternativa mais limpa, como a fornecida pela Microsoft.

Construindo um backup de célula de combustível

Como parte de sua estratégia de desenvolvimento avançado de data center, a gigante da tecnologia, Microsoft, executou uma prova de conceito em Latham, Nova York, onde contêineres duplos de 40 pés com tecnologia de célula de combustível de membrana de troca de prótons (PEM) funcionaram com capacidade de 3MW para fornecer energia livre de emissões para cerca de 10.000 servidores de data center. A história está totalmente documentada no estudo de caso da Microsoft.

Em fevereiro de 2022, a empresa holandesa de data centers NorthC anunciou que sua nova instalação em Groningen terá células de combustível que poderão funcionar com hidrogênio verde. O módulo de célula de combustível de 500KW funcionará com hidrogênio criado por energia renovável.

Já em setembro de 2022, foi relatado que a Equinix e a Universidade Nacional de Singapura testariam células de combustível de hidrogênio como fonte de energia para data centers na cidade-estado. De acordo com um artigo publicado pela DatacenterDynamics, o plano é fazer uma comparação entre células de combustível de hidrogênio e geradores lineares "flexíveis de combustível", que podem funcionar com hidrogênio, ou então mudar para outros combustíveis renováveis, como o biogás, quando necessário.

Uma análise recente da Emergen Research, empresa de pesquisa de mercado e consultoria estratégica, diz que “o tamanho do mercado de células de combustível atingiu US$ 4,26 bilhões em 2021 e espera-se que registre um CAGR (compound annual growth rate) de 22,8%”. A empresa cita a crescente demanda por células de combustível para energia de backup em data centers como um dos principais fatores que impulsionam o crescimento.

Além de sua alta eficiência, baixo impacto de carbono e capacidade de fornecer energia confiável, as células de combustível de hidrogênio também são atraentes porque podem ajudar os data centers a economizar dinheiro, reduzindo a quantidade de energia desperdiçada durante o processo de geração de energia, diz Emergen. Mais detalhes sobre o relatório de mercado de células de combustível podem ser encontrados no site da empresa.

Quão aplicáveis são as células de combustível?

Os exemplos acima fornecem um resumo da cobertura de notícias e discussões sobre as células de combustível. Para aqueles no setor de data center que desejam explorar o potencial do uso de células de combustível, o i3 Solutions Group produziu um white paper intitulado: “Avaliação da aplicação de células de combustível em data centers para benefícios de redução de gases de efeito estufa”.

Esta publicação oferece uma perspectiva de alto nível sobre os benefícios e desafios de aplicação do uso de células de combustível para backup de data center e energia primária. Ademais, uma descrição simples das células de combustível por operação e tipo, além de detalhar os diferentes modelos de células de combustível adequadas para uso em data centers. Igualmente, são fornecidos detalhes das configurações de energia primária e de backup.

O whitepaper explica os benefícios da sustentabilidade da tecnologia de célula de combustível em termos de redução de emissões, redução de perdas de transmissão e potencial de reutilização de calor. Também inclui uma comparação dos indicadores de desempenho de sustentabilidade de algumas células de combustível versus turbinas a gás tradicional e turbinas a gás de ciclo combinado (CCGT), com gás natural como combustível comum.

Do potencial à produção

Embora o whitepaper indique que há muitas vantagens claras de sustentabilidade a serem obtidas com o uso de células de combustível para data centers, a adoção real permanece baixa. Isso pode ser em parte devido às percepções da indústria sobre as células de combustível, desde preocupações com confiabilidade e disponibilidade até aquelas relacionadas ao suprimento de combustível e ao custo de propriedade.

No entanto, as células de combustível estão sendo projetadas para atingir paridade de custo com geradores a diesel em data centers, em parte devido à maior adoção de células de combustível para aplicações de transporte. O uso mais generalizado em outros setores ajudará a informar e educar sobre a tecnologia de célula de combustível, impulsionando melhorias na tecnologia e proporcionando economias de escala associadas a volumes maiores, como reduções no custo de componentes-chave e fabricação.

Para reduzir ainda mais as emissões de carbono e as reduções de GEE, foram desenvolvidas células de combustível de hidrogênio puro. E conforme os exemplos detalhados acima, estas células já estão sendo testadas para substituir a energia de backup do gerador a diesel em data centers.