Daimler představil na letošním autosalonu IAA ve Franksfurtu nejnovější generaci své techniky palivových článků v rámci světové premiéry předsériového modelu Mercedes-Benz GLC F-CELL. Nová sada palivových článků nyní umožňuje ještě flexibilnější využití, protože je o 30 procent menší, o 40 procent výkonnější a má rozměry, díky nimž ji lze uložit do motorového prostoru vozidel Mercedes-Benz. Možnosti využití palivových článků se otevírají i mimo oblast automobilové konstrukce. NuCellSys, stoprocentní dceřiná společnost koncernu Daimler, nyní rozšiřuje ve spolupráci s organizacemi Mercedes-Benz Research and Development North America (MBRDNA) a Daimler Innovations Lab1886 spektrum využití inovativní techniky palivových článků. Společně s partnery Hewlett Packard Enterprise (HPE), Power Innovations (PI) a National Renewable Energy Laboratory (NREL) využívá společnost automobilové systémy palivových článků pro stacionární systémy zásobování energiemi. Partneři tak předvádějí trvale udržitelné a nezávislé zásobování výpočetních center energiemi a zároveň urychlují realizaci energetické revoluce.
Technika palivových článků je neodlučnou součástí strategie koncernu Daimler v oblasti pohonu. Společnost sbírá již po několik generací vozidel zkušenosti s elektromobily, poháněnými prostřednictvím palivových článků na vodík, s nimiž ujela ve zkušebním provozu miliony kilometrů na celém světě, a nedávno představila světové veřejnosti další milník v podobě předsériového modelu Mercedes-Benz GLC F-CELL. Daimler je přesvědčen o potenciálu techniky palivových článků a vodíku jako média pro ukládání energie v kontextu celkového energetického systému. V souladu se svým komplexním přístupem v této oblasti nyní rozšiřuje vývojové aktivity o možnosti využívání palivových článků mimo automobil. Společně s lídry v tomto oboru, společnostmi Hewlett Packard Enterprise (HPE) a Power Innovations (PI), firmou společnosti LiteOn, bude Daimler AG se svou dceřinou společností NuCellSys GmbH a s podporou MBRDNA a laboratoře Daimler Innovations Lab1886 vyvíjet prototypy systémů také pro (nouzové) zásobování výpočetních center elektrickou energií a pro ostatní stacionární aplikace. Za tím účelem budou využívány automobilové systémy palivových článků.
„Dnes je již nesporné, že automobilové systémy palivových článků jsou připraveny pro uvedení na trh. Umožňují každodenní provoz a představují velmi slibnou alternativu pro odvětví mobility. Avšak potenciál pro využívání vodíku i mimo automobilovou oblast – ať se jedná o řešení pro energetiku, průmysl nebo domácnosti – je rozmanitý a vyžaduje další vývoj nových strategií. Důležitými tématy jsou přitom úspory z rozsahu a modularizace,“ říká Prof. Dr. Christian Mohrdieck, vedoucí oddělení palivových článků ve společnosti Daimler AG a jednatel dceřiné společnosti NuCellSys koncernu Daimler.
Palivové články jsou ideální volbou pro elektrické mikrosítě ve výpočetních centrech
Výpočetní centra patří mezi největší spotřebitele energie v nové ekonomice a růst jejich spotřeby je navíc značný. Podle studie organizace Natural Resources Defense Council (NRDC) vzroste spotřeba elektrické energie výpočetních center v USA do roku 2020 na 140 miliard kWh za rok, což odpovídá roční výrobě cca 50 elektráren a emisím CO2 cca 100 milionů tun za rok. Rostoucí spotřeba energie proto musí být pokrývána trvale udržitelným, ekologickým zásobováním energiemi. Palivové články jsou v této oblasti velmi slibnou technikou. Žádná jiná energetická technika nenabízí tak vysokou spolehlivost, modulární rozšiřitelnost a všechny přednosti energií z obnovitelných zdrojů bez závislosti na trhu s konvenčními energiemi. Při konstantním zásobování vodíkem vyrábějí systémy palivových článků nepřetržitě elektrický proud. Stejně jako u akumulátorových systémů je tato technika založena na elektrochemické reakci, avšak palivové články a vodík nabízejí výhodu rozšiřitelného množství energie. Vysoká spolehlivost, nízká míra emisí, nízká hladina hluku a výrazně menší nároky na prostor jsou argumenty, díky nimž jsou palivové články ideální volbou pro mikrosítě ve výpočetních centrech. Ve spojení s jejich modulární rozšiřitelností, nízkými nároky na údržbu a odpovídající efektivitou nákladů splňují palivové články vysoké požadavky na zásobníky energie současných výpočetních center.
„Razantně rostoucí spotřeba energie vytváří tlak na tradiční řešení zásobování elektrickou energií. Díky použití systémů palivových článků Daimler v řešeních pro trvalé a nouzové napájení jsme schopni zpřístupňovat našim zákazníkům nové, trvale udržitelné, nákladově výhodné a rychlé metody zásobování výpočetních center elektrickou energií,“ říká Bill Mannel, viceprezident a generální ředitel společnosti Hewlett Packard Enterprise, zodpovědný za oblasti HPC a AI. Společnost HPE se podílí na technické spolupráci s cílem kombinovat systémy palivových článků s jejími aktuálními řešeními infrastruktury IT, jako jsou HPE Apollo 6000 Gen10 a HPE SGI 8600.
Komplexní přístup pro zásobování energiemi s nulovými emisemi CO2
Aby bylo možné při používání energií z obnovitelných zdrojů zajišťovat nepřetržité napájení výpočetních center 24 hodin denně, 7 dní týdně, přehodnocují společnosti Daimler, HPE a PI výrobu energie a integrují systémy skladování vodíku i systémy palivových článků pro přímé zásobování počítačových serverů ve výpočetních centrech energií. Nový koncept „vodíkového“ výpočetního centra s nulovými emisemi CO2 je tvořen palivovými články, elektrolyzérem, zásobníkem a fotovoltaickými a větrnými elektrárnami. Partneři tak vyrovnávají nestabilitu a variabilitu výroby elektrické energie z obnovitelných zdrojů kombinací systémů. Nosnou myšlenkou je pokrytí základní potřeby elektrické energie výpočetního centra solárními a větrnými elektrárnami. V situacích, v nichž množství energie, vyráběné solárními a větrnými elektrárnami, přesáhne potřeby výpočetního centra, může být přebytečná energie využívána k výrobě vodíku elektrolýzou. Místo omezování výroby elektrické energie dochází k jejímu ukládání. Pokud potřeby výpočetního centra převýší množství elektrické energie, vyráběné solárními a větrnými elektrárnami, nebo dojde dokonce k výpadku elektrické sítě, vyrábějí systémy palivových článků elektrickou energii z uloženého vodíku. Dalším přínosem používání automobilových systémů palivových článků je výrazné zjednodušení výroby elektrické energie a zásobování výpočetních center při současně značném vylepšení bilance emisí CO2. Tradiční zásobování elektrickou energií obvykle tvoří cca 30 až 40 % nákladů na výstavbu nového výpočetního centra. Nové řešení zásobování elektrickou energií, vyvinuté výše uvedenými partnery, může v budoucnosti výrazně snížit celkové provozní náklady, protože se obejde bez dieselových generátorů, centrálních zdrojů nepřerušovaného napájení, rozvodných zařízení a drahých měděných vodičů.
Power Innovations se specializuje na flexibilní, moderní a velmi efektivní řešení pro výrobu a zásobování elektrickou energií. Jako systémový integrátor v rámci partnerství využívá PI své odborné znalosti v oblasti kompaktních vysokovýkonných elektrických sítí s cílem nově definovat téma trvalé udržitelnosti v tomto odvětví. „Napájení výpočetních center je teprve prvním krokem na naší cestě k zásadní změně používání energií z obnovitelných zdrojů. Během krátké doby budeme schopni uskutečnit naši vizi bezpečné a trvale udržitelné budoucnosti pro všechny naše zákazníky – i v oblastech civilní obrany a vnitřní bezpečnosti,“ dodává Robert L. Mount, prezident společnosti Power Innovations.
Automobilové palivové články urychlují energetickou revoluci
Maximálně efektivní využívání zdrojů energie a surovin je vyžadováno i u všech komponentů v oblasti elektrické mobility. Pojetí trvalé udržitelnosti společnosti Daimler AG přitom v rámci realizace strategie „CASE“ dalece přesahuje hranice produktu automobil. Daimler a jeho stoprocentní dceřiná společnost NuCellSys, globální průkopník a jedna z vedoucích společností ve vývoji automobilových systémů palivových článků, přispívají k inovativnímu projektu několika systémy palivových článků. Tyto systémy odpovídají nejnovější generaci techniky palivových článků, představené v předsériovém modelu Mercedes-Benz GLC F-CELL na letošním autosalonu IAA ve Frankfurtu. Koncept, který byl vyvinut inovační laboratoří společnosti Daimler AG, Lab1886, v úzké spolupráci s partnery NuCellSys a MBRDNA, otevírá potenciálně novou obchodní oblast stacionární výroby energie. Systémy palivových článků Mercedes-Benz, vyvinuté pro náročný provoz v automobilech, splňují nejvyšší požadavky na bezpečnost a kvalitu a díky tomu jsou ideálně vhodné pro integraci do moderních výpočetních center.
Partneři představili první výsledky svého projektu v podobě prototypového systému na konferenci SuperComputing Conference, která se konala ve dnech 13. až 17. listopadu 2017 v Denveru.
Projekt vstoupí v příštím roce do zkušební fáze. Daimler, HPE a PI spolupracují za tím účelem s organizací National Renewable Energy Lab (NREL). NREL je celosvětově uznávaným institutem v oblastech trvale udržitelných výpočetních center, energií z obnovitelných zdrojů, jakož i výroby a uchovávání vodíku a příslušných bezpečnostních standardů. „Těšíme se na spolupráci se společnostmi Daimler, HPE a PI. Poskytujeme optimální zařízení i know-how k tomu, aby bylo možné zrealizovat tak jedinečný koncept integrovaného výpočetního centra napájeného palivovými články na vodík,“ říká Dr. Steven Hammond, ředitel centra pro výpočetní vědy institutu NREL.
