Biogás – A Gigante dos PCs anunciou o desenvolvimento do primeiro centro de dados com zero emissão de carbono com energia geradas por células de combustíveis movidas a Biogás.
Biogás a partir da digestão anaeróbica ou fermentação de esgotos domésticos e estercos de animais, entre outros resíduos, é um combustível renovável que apresenta um potencial na maioria das vezes não utilizado tanto em áreas urbanas como rurais.
Agora, um grupo de empresas lideradas pela Microsoft vão testar um pequeno centro de dados que consome 200 quilowatts, completamente carbono neutro, alimentado por uma célula de combustível que pode produzir até 300 kW.
O centro será totalmente independente da rede elétrica processando-reciclando resíduos orgânicos em Biogás para sustentavelmente alimentar células de combustível que suprirão eletricidade para todo o centro.
Quando acoplado com um reformador de combustível de hidrogênio (que separa hidrogênio de um combustível de hidrocarboneto), células de combustível podem usar uma grande variedade de combustíveis, tais como metanol, gás natural, biogás, propano, biodiesel,gasolina e gás de carvão ou mesmo pó de carvão.
A empresa estima que a poupança de carbono total será cerca de 831 quilos de dióxido de carbono (CO2) por megawatt-hora, quando comparada com usina típica de combustíveis fósseis.
Apesar de outros centros de dados usarem biogás como uma fonte de energia, Microsoft afirma que esta é a primeira vez que uma fábrica de biogás — especificamente, a instalação de uma unidade de tratamento de águas residuais — será integrado lado-a-lado e diretamente com um centro de dados.
Até agora, alguns centros de dados movidos a células de combustível têm usado biogás “vindo de outras instalações distantes “. Nestes sistemas, o gás natural é usado para alimentar a célula de combustível no local, enquanto o biogás é produzido longe e injetado em um gasoduto de gás natural e tubulado até a célula de combustível,” afirma a empresa.
Em outras palavras, a produção do biogás pode ocorrer a poucos quilômetros da célula de combustível, ou pode ser do outro lado do país. Segundo a empresa, Integrando o centro de dados mais diretamente com a fonte de biogás vai “diminuir a necessidade de filtragem de biogás de alta qualidade e reduz a demanda sobre o gasoduto de gás natural”.
Sabemos que quando biomassa se decompõe, produz algum dióxido de carbono e metano ou biogás. A célula de combustível, por sua vez, converte este biogás em eletricidade e gera calor. A eletricidade alimentará o centro.
O calor será enviado de volta para a biodigestores de tratamento de águas residuais para aquecer os microrganismos estabilizando a temperatura na decomposição.
“Por que uma estação de tratamento de águas residuais? Em certo sentido, estações de tratamento de águas residuais podem ser consideradas primas distantes dos centros de dados — são instalações de missões críticas com infraestrutura de alta disponibilidade, construído dentro da planta, “acrescenta a empresa.
“Estas plantas não podem ficar offline tanto como a comunidade não parar de ir aos toiletes. O resultado garante um fluxo muito consistente e confiável de matéria prima da produção de biogás que por sua vez vai alimentar o centro de dados.”
Biogás – Como funciona o Sistema
“Biogás é produzido pela digestão anaeróbica ou fermentação de materiais biodegradáveis como biomassa, esterco, esgoto, resíduos sólidos urbanos, resíduos verdes, restos de culturas e planta, etc.
Biogás é constituído principalmente de 60% metano (CH4) e 40% dióxido de carbono (CO2) e pode ter pequenas quantidades de sulfeto de hidrogênio (H2S), umidade e siloxanos. Biogás é similar a gás natural que tem 99% metano. A temperatura ambiente, biogás fica em forma gasosa, não em forma líquida como LPG (propano). Deste modo, engarrafar biogás é muito difícil e caro.
Nas estações de tratamento de águas residuais, digestores anaeróbicos aceleram a decomposição do material orgânico com o uso de microrganismos especializados. Estes microrganismos devem ficar em temperaturas altas biologicamente falando para ser eficaz no tratamento de esgoto.
O metano, obtido a partir de um digestor anaeróbio, contém impurezas e diluentes incluindo siloxanos e CO2 tornando difícil de capturar, manipular e reutilizar. Muitos projetos de resíduos-para-energia falharam devido à falta de oferta adequada de metano a nível local o que limita a escalabilidade do projeto e evita que a energia atinja o mercado certo dos usuários.
Centros de dados modulares permitem suplantar estas limitações por serem instalações operando em unidades menores que melhor se adaptam a capacidade do centro com a demanda do cliente.
Biogás – Combinação de Tecnologias
Combinada com a outra tecnologia de geração modular de eletricidade usando células de combustível, este projeto de centro de dados irá demonstrar a capacidade de capturar um recurso previamente desperdiçado através desta nova abordagem.
Sendo assim, será possível dimensionar corretamente o centro de dados garantindo que quase qualquer volume de biogás disponível possa ser utilizado com eficiência”, segundo a empresa dos PCs.
Na prática, a Microsoft não está usando a experimentação para alimentar os serviços de cloud ou total produção de energia. A empresa só quer comparar e verificar se uma célula de combustível alimentada a biogás pode lidar com picos de carga inesperada sem depender da rede de energia local.
Na conclusão do projeto, a empresa disse que iria doar a planta de dados (incluindo a célula de combustível, equipamentos, servidores e centro de dados modular) para a cidade de Cheyenne e a Universidade de Wyoming, para uma pesquisa mais adicional da tecnologia.
Porém, esta integração será um projeto importante na comprovação da sustentabilidade entre suprimento contínuo de águas de esgotos sanitários, produção local de biogás, alimentando uma célula de combustível e geração de eletricidade e calor que possam ser confiáveis para rodar todo o sistema online tornando-o independente da rede elétrica.
Vamos ver se biogás produzido localmente, em forma de combustível renovável, em um edifício possuindo uma estação de tratamento de esgotos domésticos tem a potencialidade de suprir eletricidade para uma tão crítica atividade como é um centro de dados.
Células de Combustível – Veja na animação abaixo como funciona uma Célula de Combustível
Células de Combustível – Como uma CC Funciona
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Fonte: Microsoft Recycles Waste to Provide Clean Power for Data Center R&D
