【綜述】氫能的障礙與燃料電池在數據中心領域的崛起

（來源：CHC氫能大會）

　　在我們關於柴油替代方案的系列文章之后，我們考察了氫發動機、燃料電池和可再生燃料——以及為什麼表后燃料電池可能以最快速度擴展以滿足AI時代的需求。

　　在這個探討柴油發電機潛在替代方案的系列中，我們已經考察了電池儲能系統（BESS）（第1部分）；先進電力電子設備（第2部分）；以及燃氣發動機、燃氣輪機和蒸汽輪機（第3部分）。在這最后一期，我們來看那些不太成熟或尚未廣泛部署但正獲得關注的技術。

　　氫能備用電源：前景與實際限制並存

　　基於氫的備用發電機已經由幾家供應商提供。例如，Innio Jenbacher提供多種氫發動機選項。在氫氣供應有限的情況下，運營商可以將少量氫氣與天然氣混合使用，以支持高達10MW的功率。對於以100%氫氣為目標的設施，該公司目前提供高達1MW的機組，並計劃推出3MW型號。

　　對這些系統的大部分興趣來自歐洲。Innio報告稱，收到了荷蘭NorthC Datacenters的訂單，訂購六臺Jenbacher氫發動機用於應急備用電源。這些雙燃料發動機在短時停電期間使用現場氫氣運行，在長時間停電時切換為天然氣。荷蘭政府已大力投資氫基礎設施，包括一個長約300km的國家氫氣管網，由天然氣管道改造而來。儘管如此，更廣泛的市場應用仍然難以實現。

　　在美國，Caterpillar和Generac等製造巨頭並未積極推廣氫發動機。除了煉油廠附近，氫氣並未大量供應；氫氣價格昂貴；分銷需要大幅升級管道和儲存設施；安全和許可方面的擔憂仍然存在。

　　政策已朝着謹慎的方向發展。2024年年中，美國環境保護署（EPA）最終確定了化石燃料發電廠的温室氣體標準，但沒有在其新源性能標準（NSPS）中納入氫共燃要求。較早的提案曾考慮在2032年前按體積比共燃30%的氫氣與天然氣，到2038年提高到96%，但這些要求被刪除，沒有留下任何氫能強制要求。

　　Burns & McDonnell的技術經理Megan Reusser表示：「氫氣被排除在外是因為其生產成本高昂，而且美國缺乏生產、運輸或儲存氫氣的成熟基礎設施。」

　　目前，用於美國數據中心備用的氫發動機似乎僅限於實驗性或實驗室規模的部署。即使在政策普遍支持的歐洲，實際限制也在減緩採用速度。在氫氣充足的地方可能存在小眾機會，例如毗鄰煉油廠的數據中心，或者風能和太陽能豐富的電網面臨棄電、剩余能源可為電解槽供電的地方。即使在這些情況下，將多余電力導入BESS用於備用需求通常更高效、更具成本效益。

　　能源轉型分析公司BloombergNEF的首席執行官Jon Moore在2026年3月接受Energy Transition Insider採訪時表示：「對氫能的投資在2023年已達到峰值。」

　　面向AI數據中心的燃料電池：更接近實用階段

　　燃料電池被譽為「下一個大事件」已有二十年。氫動力版本曾一度看似即將風靡全球。NorthC Datacenters於2022年在格羅寧根工廠安裝了歐洲首個500kW氫燃料電池備用系統——這在當時是一個里程碑——但此后鮮有跟進，儘管有支持性政策和不斷發展的荷蘭氫氣管網。

　　在美國，Microsoft是主要的倡導者，其試點項目包括與Plug Power合作在紐約州萊瑟姆開發的3MW氫燃料電池系統，該系統讓一個數據中心在線運行了兩天，以展示替代柴油發電機的潛力。Microsoft還與愛爾蘭能源公司ESB合作在其都柏林園區進行了一個提供高達250kW電力的試點。其他在數據中心的氫燃料電池部署已在加利福尼亞州、懷俄明州、北卡羅來納州、猶他州和德克薩斯州完成或正在進行中，主要供應商包括Bloom Energy和Ballard Power Systems。

微軟（Microsoft）燃料電池結構圖。該3MW氫燃料電池系統包括兩個40英尺長的集裝箱，由Microsoft和Plug Power開發。（來源：Microsoft）

　　如果將氫氣排除在外，燃料電池在近期規模化方面的前景看起來更好。2026年4月，Bloom Energy擴大了與Oracle的關係，以支持高達2.8GW的燃料電池容量，旨在使更高密度的AI工作負載能夠以比傳統電力方案更快的部署時間實現。這些固體氧化物系統（SOFC）能夠利用天然氣、沼氣或氫氣發電，無需燃燒。

　　除了Oracle，Bloom還宣佈與Equinix和Compass Datacenters達成交易，以及與資產管理公司Brookfield達成的50億美元戰略合作伙伴關係，以加速面向AI專用設施的燃料電池容量。

　　Brookfield全球AI基礎設施負責人Sikander Rashid在2025年10月的新聞稿中表示：「表后電力解決方案對於彌合AI工廠的電網缺口至關重要。」

　　AIDC中的可再生燃料

　　可再生燃料來自生物質來源，包括植物、動物脂肪和廢物流。它們包括乙醇、生物柴油、可再生柴油、可再生天然氣和電子燃料。可再生柴油通過加氫處理廢棄脂肪和油脂生產，化學性質與石油柴油相似，已在交通運輸領域佔據一席之地，市場份額超過了生物柴油。

　　在數據中心中，可再生柴油仍然是一種小眾選擇。Caterpillar和Cummins等主要製造商批准其在許多柴油發電機組中使用。雖然它可以將生命周期排放減少高達90%，但由於供應和成本原因，傳統柴油在備用應用中仍然占主導地位。Microsoft一直在其數據中心倡導可再生柴油，並於2020年承諾到2030年從其設施中淘汰柴油。但AI的快速建設已促使包括Microsoft在內的一些運營商重新審視其可持續發展和淨零承諾的時間表。

　　近期贏家：哪些可能規模化（哪些不會）

　　這些技術中的一些將在數據中心電力組合中贏得一席之地；另一些則會逐漸消退。

　　以天然氣或沼氣為燃料的燃料電池似乎最有可能在近期內實現規模化，特別是作為表后容量，可快速部署以滿足不斷增長的AI負荷。

　　氫發動機和氫燃料電池可能會在基礎設施發展和成本下降的過程中，在小眾或政策支持的背景下取得進展。

　　可再生柴油在供應和成本匹配的情況下仍將是一個實用的選擇，但短期內不太可能廣泛取代傳統柴油。

　　在有前景的創新面臨經濟性、基礎設施和可擴展性的考驗時，運營商將混合使用多種解決方案，以當地市場現實所決定的速度來平衡韌性、成本和可持續性。

（素材來自：Innio Jenbacher/Microsoft/Bloom Energy 全球氫能網、全球儲能網、新能源網綜合）