在這個探索柴油發電機替代方案的系列文章中，我們此前已分別探討了電池儲能系統（第一部分）、先進電力電子技術（第二部分），以及燃氣發動機、燃氣輪機和蒸汽輪機（第三部分）。本期作為收尾篇章，將聚焦那些尚未成熟或尚未大規模部署、但正受到廣泛關注的前沿技術。

氫能備用電源：愿景與現實的落差

目前市場上已有多家供應商提供基于氫能的備用發電機產品。以英尼奧燃氣發動機（Innio Jenbacher）為例，該公司提供多款氫能發動機選項。在氫氣供應有限的場景下，運營商可將少量氫氣與天然氣混合使用，以支持高達10兆瓦的輸出功率。對于追求100%氫能運行的設施，該公司目前提供最高1兆瓦的機型，并計劃推出3兆瓦版本。

對此類系統興趣最濃厚的市場主要集中在歐洲。Innio曾披露來自荷蘭NorthC數據中心的訂單，內容是為其應急備用電力系統采購六臺燃氣氫能發動機。這些雙燃料發動機在短暫停電期間使用現場儲備的氫氣運行，遭遇較長時間斷電時則切換至天然氣。荷蘭政府在氫能基礎設施上投入大量資金，包括將約300公里的天然氣管道改造為氫氣輸送網絡。然而盡管如此，更廣泛的市場滲透依然舉步維艱。

在美國，卡特彼勒（Caterpillar）和Generac等制造業巨頭并未大力推進氫能發動機。除煉油廠外，氫氣的大規模穩定供應難以實現，且成本高昂，其配送體系需要對管道和儲存設施進行大規模升級改造，安全合規與許可審批方面的問題也懸而未決。

政策層面的態度同樣趨于保守。2024年中期，美國環境保護署（EPA）在最終確定化石燃料電廠溫室氣體排放標準時，并未在新建污染源績效標準（NSPS）中納入氫氣混燒要求。此前的提案曾設想到2032年天然氣中混燒30%體積比的氫氣，并在2038年提升至96%，但上述要求均被刪除，目前沒有任何強制性氫能規定。

"氫能之所以被排除在外，是因為其生產成本高昂，且美國在生產、運輸或儲存方面的基礎設施十分有限。"Burns & McDonnell技術經理梅根·羅伊瑟（Megan Reusser）表示。

就目前情況來看，氫能發動機在美國數據中心備用電源領域的應用仍局限于實驗性或實驗室規模的部署。即便在政策環境相對友好的歐洲，實際落地也面臨重重阻礙。潛在機會或許存在于氫氣供應充裕的特定場景，例如毗鄰煉油廠的數據中心，或是風光發電比例較高、存在棄電現象、可將多余電能輸送至電解槽制氫的地區。但即便在這些情況下，將剩余電力注入電池儲能系統，往往在備用電源應用上更為高效且經濟。

"氫能領域的投資熱度在2023年達到頂峰。"彭博新能源財經（BloombergNEF）首席執行官喬恩·穆爾（Jon Moore）于2026年3月接受《能源轉型內參》采訪時表示。

燃料電池賦能AI算力：走向主流的關鍵一躍

燃料電池被譽為"下一個重大突破"已有二十年之久。以氫氣為燃料的版本一度被寄予厚望，有望席卷全球。2022年，NorthC數據中心在其格羅寧根設施安裝了歐洲首套500千瓦氫燃料電池備用系統，成為當時的里程碑事件，但盡管荷蘭政策持續支持、氫氣管道網絡也在持續擴建，跟進者寥寥無幾。

在美國，微軟是氫燃料電池的積極推動者，其試點項目包括與Plug Power合作開發的紐約州拉瑟姆3兆瓦氫燃料電池系統，該系統成功為一個數據中心持續供電兩天，驗證了替代柴油發電機的可行性。微軟還與愛爾蘭能源公司ESB在都柏林園區開展了一項可提供最高250千瓦電力的試點合作。此外，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的數據中心氫燃料電池項目也已完成或正在推進，布盧姆能源（Bloom Energy）和巴拉德動力系統（Ballard Power Systems）是主要供應商。

上述3兆瓦氫燃料電池系統由微軟與Plug Power聯合開發，系統包含兩個40英尺長的標準集裝箱。（圖片來源：微軟/攝影：約翰·布雷徹）

若將氫氣這一變量從方程中移除，燃料電池在近期大規模應用方面的前景則更為樂觀。2026年4月，布盧姆能源擴大了與甲骨文（Oracle）的合作關系，宣布支持高達2.8吉瓦的燃料電池裝機容量，旨在以比傳統電力解決方案更快的部署速度，支撐更高密度的AI工作負載。這些固體氧化物系統無需燃燒，即可直接從天然氣、沼氣或氫氣中發電。

除甲骨文外，布盧姆能源還宣布與Equinix及Compass數據中心達成合作，并與資產管理機構布魯克菲爾德（Brookfield）簽署了價值50億美元的戰略合作協議，以加速面向AI設施的燃料電池產能擴張。

"表前電力解決方案對于彌合AI算力工廠的電網缺口至關重要。"布魯克菲爾德全球AI基礎設施負責人西坎德·拉希德（Sikander Rashid）在2025年10月的新聞稿中表示。

可再生燃料在數據中心的應用探索

可再生燃料來源于生物質，包括植物、動物脂肪及各類廢棄物流，主要品種涵蓋乙醇、生物柴油、可再生柴油、可再生天然氣以及電制燃料（e-fuels）。其中，可再生柴油通過對廢棄油脂進行加氫處理制得，其化學組成與石油柴油高度相似，在交通運輸領域的應用已超越生物柴油，市場份額持續攀升。

在數據中心領域，可再生柴油目前仍屬小眾選擇。卡特彼勒、康明斯（Cummins）等主流制造商已批準其用于多款柴油發電機組。盡管可再生柴油可將全生命周期碳排放降低高達90%，但由于傳統柴油在供應保障和成本方面仍具優勢，后者依然主導著備用電源市場。微軟曾積極倡導在其數據中心使用可再生柴油，并于2020年承諾到2030年在旗下設施中全面淘汰柴油。然而，AI基礎設施的快速擴張已促使包括微軟在內的部分運營商重新審視其可持續發展和凈零排放承諾的推進時間表。

可再生柴油是一種即插即用型替代燃料，已獲眾多原始設備制造商認證，但供應量與價格因素使其在備用發電領域仍屬小眾之選。（圖片來源：Getty）

近期競爭格局：哪些技術將脫穎而出

上述技術中，有些將在數據中心電力體系中占據一席之地，另一些則可能逐漸淡出視野。天然氣或沼氣驅動的燃料電池最有望在近期實現規模化應用，尤其是在能夠快速部署以滿足日益增長的AI算力需求的表前容量領域。氫能發動機和氫燃料電池則可能在基礎設施持續完善、成本逐步下降的過程中，在特定細分場景或政策扶持的環境下穩步推進。可再生柴油在供應與成本條件具備的地區將保持一定的實用價值，但在短期內不太可能大范圍取代傳統柴油。

在推動有前景的創新技術走向規模化應用的過程中，經濟性、基礎設施和可擴展性是繞不開的三重考驗。運營商將綜合考量本地市場實際情況，通過多元化技術組合，在系統韌性、成本控制與可持續發展目標之間尋求最優平衡。

Q&A

Q1：數據中心為什么不大規模使用氫能發電機？

A：目前氫能發電機面臨多重障礙：氫氣供應不穩定且成本高，配送需要大規模升級管道和儲存設施，安全合規與審批流程復雜。在美國，除煉油廠周邊外，氫氣難以大量獲取，加之EPA最終未在新建污染源績效標準中強制要求氫氣混燒，政策推動力也有所減弱。因此，目前美國數據中心的氫能應用基本停留在實驗階段。

Q2：布盧姆能源與甲骨文的燃料電池合作具體是怎么回事？

A：2026年4月，布盧姆能源宣布擴大與甲骨文的合作，計劃支持高達2.8吉瓦的燃料電池裝機容量。布盧姆能源的固體氧化物燃料電池系統可直接從天然氣、沼氣或氫氣中發電，無需燃燒，部署速度比傳統電力方案更快，能夠滿足高密度AI工作負載的電力需求。

Q3：可再生柴油能替代傳統柴油成為數據中心主流備用電源嗎？

A：短期內可能性不大。盡管可再生柴油在技術上與傳統柴油高度兼容，已獲卡特彼勒、康明斯等主流廠商認證，且全生命周期碳排放可降低高達90%，但受制于供應量不足和成本較高，目前仍屬小眾選項。微軟等企業雖積極推廣，但AI基礎設施的快速擴張也使部分運營商推遲了相關可持續發展目標的實現時間。