कृत्रिम बुद्धिमत्ता
क्या फ्लो बैटरियाँ एआई डेटा केंद्रों की बिजली लागत घटा सकती हैं?
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GPU और मेमोरी जैसे कंप्यूटिंग हार्डवेयर की वर्षों तक रही कमी के बाद, और ठीक ऐसे समय में जब यह कमी दूर हो रही है, एक नई अड़चन डेटा केंद्रों की तैनाती को धीमा कर रही है: ऊर्जा। इसकी वजह यह है कि डेटा केंद्रों के निर्माण की नई लहरों में बहुत अधिक कंप्यूटिंग होती है और इसलिए वे भारी मात्रा में बिजली की भी खपत करते हैं।
इसके चलते अधिकांश बिजली ग्रिड मांग में अचानक आई कई गीगावाट की बढ़ोतरी को पूरा नहीं कर पाते। सिद्धांत रूप में, नवीकरणीय ऊर्जा इसका विकल्प हो सकती है—खासकर इसलिए कि पिछले कुछ वर्षों में सौर और पवन ऊर्जा काफी सस्ती हुई है।
हालाँकि, नवीकरणीय ऊर्जा का उत्पादन आम तौर पर रुक-रुककर होता है और, ज़ाहिर है, रात में सौर ऊर्जा उपलब्ध नहीं होती। लेकिन एआई डेटा केंद्रों को लगातार चलना होता है और उनकी परिचालन उपलब्धता इतनी ऊँची होनी चाहिए («पाँच या छह नाइन»—99.9999%) कि बिजली की कोई भी कमी स्वीकार्य नहीं है।
ऊर्जा भंडारण इसका विकल्प हो सकता है—रात के दौरान कमी पूरी करने के लिए भी और कम धूप वाले दिनों में घटे हुए उत्पादन की भरपाई के लिए भी। अगर यह कारगर होता है, तो स्वतंत्र माइक्रोग्रिड डेटा केंद्रों को बिजली दे सकते हैं और इस अड़चन से पूरी तरह बचा सकते हैं।
Sejong University के दो शोधकर्ताओं के एक नए अध्ययन में यह विश्लेषण किया गया कि ऑफ-ग्रिड नवीकरणीय माइक्रोग्रिड का इस्तेमाल करने वाले एआई डेटा केंद्रों के लिए ऊर्जा भंडारण की कौन-सी तकनीकें सबसे उपयुक्त हैं।
शोधकर्ताओं ने पाया कि इस उपयोग के लिए वैनेडियम रेडॉक्स प्रवाह बैटरियाँ सबसे उपयुक्त हो सकती हैं, हालाँकि डेटा केंद्रों का भार बढ़ने के साथ लिथियम-आयन बैटरियाँ भी अधिक प्रतिस्पर्धी होती दिखती हैं। अध्ययन में इन विकल्पों की तुलना हाइड्रोजन-आधारित बैकअप और फ्लाईव्हील से भी की गई है।
उन्होंने अपने निष्कर्ष Journal of Engineering Research में प्रकाशित किए1। लेख का शीर्षक था: «एआई डेटा केंद्रों के लिए ऑफ-ग्रिड नवीकरणीय माइक्रोग्रिड में ऊर्जा भंडारण तकनीकों का तुलनात्मक तकनीकी-आर्थिक आकलन»।
एआई की बिजली की भूख
डेटा केंद्रों की पिछली पीढ़ियों के विपरीत, बिजली की खपत के लिहाज़ से एआई डेटा केंद्र भारी उद्योगों जैसे हैं। उदाहरण के लिए, हाइपरस्केल एआई डेटा केंद्रों को 100 MW से अधिक बिजली क्षमता की ज़रूरत हो सकती है—जो लगभग 100,000 घरों की सालाना बिजली खपत के बराबर है। कई नए डेटा केंद्र गीगावाट स्तर की क्षमता का लक्ष्य रख रहे हैं, जो दस लाख घरों की खपत के बराबर है या किसी बड़े परमाणु रिएक्टर के पूरे बिजली उत्पादन को खपाने जितनी है।
नतीजतन, अपने ESG प्रोफ़ाइल को बनाए रखने के लिए हाइपरस्केल कंपनियाँ और प्रौद्योगिकी कंपनियाँ कम-कार्बन स्रोतों से बिजली लेने की कोशिश कर रही हैं।
«अंतरराष्ट्रीय ऊर्जा एजेंसी (IEA) के अनुसार, 2035 तक डेटा केंद्रों की अतिरिक्त बिजली मांग का लगभग 50% नवीकरणीय ऊर्जा से पूरा होने की उम्मीद है। Google और Microsoft जैसी बड़ी प्रौद्योगिकी कंपनियों ने 2030 के लिए “24/7 कार्बन-मुक्त ऊर्जा” के लक्ष्य घोषित किए हैं। इनका उद्देश्य वास्तविक समय में बिजली की खपत का मिलान कार्बन-मुक्त बिजली उत्पादन से करना है।»
ऊर्जा भंडारण के विकल्पों का अनुकरण
एक यथार्थपरक ऑफ-ग्रिड एआई डेटा केंद्र की रूपरेखा
अध्ययन में तैबेक, दक्षिण कोरिया की क्षेत्रीय परिस्थितियों के आधार पर एआई डेटा केंद्रों के लिए एक काल्पनिक ऑफ-ग्रिड नवीकरणीय माइक्रोग्रिड का आकलन किया गया है। पहाड़ी स्थान के कारण गर्मियों का औसत तापमान लगभग 26.0°C रहता है, जबकि सर्दियों का औसत न्यूनतम तापमान करीब −9.6°C होता है। ये परिस्थितियाँ डेटा केंद्रों में शीतलन की मांग घटाने के लिए अनुकूल हैं।
इस स्थान का एक और लाभ यह है कि सर्दियों में जब सौर ऊर्जा का उत्पादन कम होता है, तब पवन ऊर्जा का उत्पादन चरम पर होता है। इससे प्रणाली पूरे वर्ष अपने ऊर्जा उत्पादन में संतुलन बनाए रख सकती है।
इसमें एक एकीकृत बिजली आपूर्ति प्रणाली पर विचार किया गया है, जिसमें फोटोवोल्टिक (PV), पवन टर्बाइन, हाइड्रोजन भंडारण और ऊर्जा भंडारण प्रणाली (ESS) की तीन तकनीकें शामिल हैं: लिथियम-आयन बैटरियाँ, वैनेडियम रेडॉक्स प्रवाह बैटरियाँ (VRFB) और फ्लाईव्हील।
हाइड्रोजन ऊर्जा भंडारण उपप्रणाली में एक इलेक्ट्रोलाइज़र, H₂ टैंक और ईंधन सेल शामिल हैं। इसे दीर्घकालिक भंडारण उपलब्ध कराने और नवीकरणीय स्रोतों से बनी अतिरिक्त बिजली का उपयोग करने के लिए शामिल किया गया है।
घटकों का उपयुक्त आकार तय करने और ESS-आधारित अलग-अलग प्रणाली विन्यासों के आर्थिक प्रदर्शन की तुलना करने के लिए माइक्रोग्रिड अनुकूलन सॉफ़्टवेयर HOMER Pro का इस्तेमाल किया गया।
सटीक अनुकरण की रूपरेखा
कुल मिलाकर, डेटा केंद्रों में साल भर आधारभूत बिजली-भार का स्वरूप अपेक्षाकृत स्थिर रहता है, क्योंकि निर्बाध सेवा बनाए रखने के लिए सर्वर, शीतलन प्रणालियाँ और सहायक विद्युत बुनियादी ढाँचा लगातार काम करते हैं। वास्तविक परिचालन स्थितियों में होने वाले सीमित उतार-चढ़ाव को ध्यान में रखने के लिए, प्रति घंटे और प्रतिदिन के भार में क्रमशः ±5% और ±3% का उतार-चढ़ाव लागू किया गया।
वित्तीय मानकों के तहत, परियोजना की अवधि 25 वर्ष, अपेक्षित मुद्रास्फीति दर 2.0% और नाममात्र छूट दर 2.5% निर्धारित की गई। इसके आधार पर वास्तविक छूट दर 0.49% निकाली गई।
प्रत्येक ऊर्जा भंडारण प्रणाली (ESS) की पूंजीगत लागत, प्रतिस्थापन लागत और संचालन एवं रखरखाव (O&M) लागत को एक साथ उनके आधारभूत मानों के 80%, 100% और 120% तक बदला गया, और हर स्थिति के लिए प्रणाली का फिर से अनुकूलन किया गया।
बेहतर शीतलन प्रदर्शन के अनुमान के रूप में, 1 MW डेटा केंद्र की कुल बिजली मांग को 5% घटाकर शीतलन दक्षता में सुधार का एक सरलीकृत परिदृश्य आंका गया।
हर संभावित डिज़ाइन में चुनी गई ऊर्जा भंडारण प्रणाली के अपने अलग फायदे हैं:
- लिथियम-आयन बैटरियों की विशेषता उच्च दक्षता और कम से मध्यम अवधि के संतुलन के लिए तेज़ प्रतिक्रिया है।
- स्वतंत्र रूप से बढ़ाई जा सकने वाली बिजली और ऊर्जा क्षमता, लंबे समय तक भंडारण और बार-बार गहरे डिस्चार्ज के संचालन के लिए उपयुक्तता के लिहाज़ से VRFB सबसे बेहतर है।
- फ्लाईव्हील तेज़, उच्च-शक्ति प्रतिक्रिया और कम अवधि के भंडारण की क्षमता प्रदान करता है।
वार्षिक क्षमता की अधिकतम कमी 2% तक सीमित रखी गई। परिचालन आरक्षित क्षमता की आवश्यकता वर्तमान लोड के 10%, सौर फोटोवोल्टिक (PV) उत्पादन के 80% और पवन ऊर्जा उत्पादन के 50% पर निर्धारित की गई।
यह योजना-स्तर की तुलना है, न कि अत्यंत महत्वपूर्ण कार्यों के लिए विश्वसनीयता का प्रदर्शन। सालाना अधूरी बिजली मांग लिथियम-आयन के लिए 1.18%, VRFB के लिए 0.684% और फ्लाईव्हील के लिए 0.588% थी। ये प्रतिशत अधूरी ऊर्जा को दर्शाते हैं, बिजली बंद रहने की अवधि को नहीं, और इन्हें सीधे उपलब्धता के आंकड़ों में नहीं बदला जा सकता। मॉडल में गतिशील GPU उपयोग और शीतलन मांग का स्पष्ट अनुकरण करने के बजाय लोड का एक सरलीकृत स्वरूप भी इस्तेमाल किया गया है।
आदर्श नवीकरणीय माइक्रोग्रिड संयोजन की खोज
लिथियम-आयन विन्यास का विश्लेषण करने पर, इन बैटरियों और पूरी हाइड्रोजन प्रणाली वाला सेटअप सबसे किफायती पाया गया।
“लिथियम-आयन वाले विकल्प में, इष्टतम प्रणाली में 4443 kW क्षमता का PV, पाँच WT इकाइयाँ, 500 kW का इलेक्ट्रोलाइज़र, 500 kg का हाइड्रोजन भंडारण टैंक, 2000 kW की FC, 1284 kW का कन्वर्टर और 14,600 kWh की बैटरी क्षमता शामिल थी।”
फ्लाईव्हील की बात करें तो उसकी सीमित क्षमता एक समस्या है। इसके चलते डिज़ाइन में लंबे समय के संतुलन की जिम्मेदारी नवीकरणीय ऊर्जा उत्पादन और हाइड्रोजन उप-प्रणाली पर डालनी पड़ती है। इसलिए, लिथियम वाले विकल्प की तुलना में इसमें 7000 kW का इलेक्ट्रोलाइज़र और 7000 kg का H₂ टैंक चाहिए; हाइड्रोजन घटक के लिए समग्र प्रणाली का पैमाना 12 गुना बढ़ जाता है।
यह वैनाडियम रेडॉक्स फ्लो बैटरियों से बिल्कुल अलग तस्वीर है। आदर्श VRFB विन्यास में कहीं अधिक ऊर्जा भंडारण क्षमता (35,271 बनाम 14,600 kWh) और कम क्षमता वाला ईंधन सेल (FC) (500 बनाम 2000 kW) शामिल था।
यह बदलाव रेडॉक्स फ्लो बैटरियों की इस क्षमता के कारण संभव है कि वे लिथियम-आयन बैटरियों की तुलना में अधिक समय तक बिजली संचित रख सकती हैं। इस तरह वे हाइड्रोजन की कुछ भूमिका संभाल लेती हैं और बड़े इलेक्ट्रोलाइज़र तथा ईंधन सेल की जरूरत घटाती हैं।
परिणामस्वरूप, VRFB प्रणालियों की ऊर्जा की स्तरीकृत लागत (LCOE) सबसे कम, 0.1427 $/kWh है; इसकी तुलना में लिथियम-आयन की लागत 0.2106 $/kWh और फ्लाईव्हील की लागत 0.3721 $/kWh है।
यह कम कुल लागत इसलिए संभव हुई क्योंकि VRFB विन्यास ने संचालन के सभी पहलुओं में बेहतर प्रदर्शन किया। इसकी शुरुआती पूंजीगत लागत, प्रतिस्थापन लागत, संचालन एवं रखरखाव (O&M) लागत और वार्षिक परिचालन लागत—सभी सबसे कम थीं।
इसकी लागत कितनी है?
इष्टतम VRFB-आधारित प्रणाली की कुल शुद्ध वर्तमान लागत (NPC)
$29,135,914 थी। इसमें सबसे बड़ा हिस्सा पवन टर्बाइनों का था—$13,460,283; इसके बाद वैनाडियम रेडॉक्स फ्लो बैटरियों ($7,396,824) और सौर पैनलों ($5,613,025) का स्थान था।
इस डिज़ाइन में पवन टर्बाइनों से कुल बिजली उत्पादन का 80.4% प्राप्त हुआ और वे ऊर्जा का मुख्य स्रोत थीं, जबकि PV का योगदान 18.8% था और उसकी भूमिका पूरक थी।
हाइड्रोजन ईंधन सेल से बिजली उत्पादन 1% से कम था और उसका इस्तेमाल मुख्यतः बैकअप के रूप में हुआ।
“WT पर अत्यधिक निर्भरता के बावजूद, PV और WT के बीच मौसमी पूरकता तथा ESS और हाइड्रोजन उप-प्रणाली के संयुक्त उपयोग से प्रणाली की लचीलता बनी रही। इससे अल्पकालिक उतार-चढ़ाव और नवीकरणीय ऊर्जा उत्पादन में लंबे समय तक रहने वाली कमी की भरपाई करने में मदद मिली।”
निवेशकों के लिए निष्कर्ष
लंबे समय से, लिथियम-आयन बैटरियों के बड़े पैमाने पर उत्पादन से मिलने वाली लागत बचत ने इस तकनीक को ऊर्जा भंडारण प्रणालियाँ तेज़ी से तैनात करने का पसंदीदा विकल्प बनाए रखा है।
हालाँकि, लिथियम-आयन मूलतः ऐसी तकनीक है जिसे सीमित आकार और वज़न में उच्च ऊर्जा घनत्व देने के लिए बनाया गया है। ग्रिड को स्थिर करने या अलग-थलग माइक्रोग्रिड में इस्तेमाल होने वाले स्थिर ऊर्जा भंडारण में आकार और वज़न मायने नहीं रखते।
इसके बजाय, लंबे समय तक चार्ज बनाए रखने की क्षमता, कम पूंजीगत लागत और अधिक आयु—ये सभी कुल LCOE और आर्थिक व्यवहार्यता को प्रभावित करेंगे, जिससे बैटरी की वैकल्पिक रसायन प्रणालियों को प्रतिस्पर्धा का अवसर मिलेगा।
इसके अलावा, इन वैकल्पिक बैटरी डिज़ाइनों का अभी बड़े पैमाने पर उत्पादन शुरू नहीं हुआ है। इसका मतलब है कि उत्पादन की मात्रा बढ़ने के साथ LCOE में और कमी आने की संभावना है।
इसलिए, घरों और इलेक्ट्रिक वाहनों के अलावा अन्य उपयोगों के लिए, वैनेडियम रेडॉक्स फ्लो बैटरियों जैसी नई रसायन-आधारित तकनीकें विस्तार का अगला क्षेत्र हो सकती हैं। इसके पीछे यह रुझान है कि भंडारण तकनीक का चुनाव उपयोग के अनुरूप किया जाए, न कि यह मान लिया जाए कि बैटरी की एक ही रसायन-आधारित तकनीक का दबदबा रहेगा।
सही तकनीक वाली सही कंपनी चुनने पर यह एक लाभदायक निवेश साबित हो सकता है—खासकर इसलिए कि एआई डेटा केंद्रों का निर्माण तेज़ी से बढ़ रहा है और ऊर्जा आपूर्ति सुरक्षित करने के लिए बेहतर विकल्पों की तत्काल ज़रूरत है।
फिर भी, निवेशकों को ध्यान रखना चाहिए कि लिथियम-आयन के कई वैकल्पिक रसायन-आधारित विकल्प मौजूद हैं; इनमें केवल वैनेडियम रेडॉक्स फ्लो ही शामिल नहीं है, जैसा कि इस विषय पर हमारी रिपोर्ट में बताया गया है। अध्ययन में की गई गणना के लिए नवीकरणीय ऊर्जा की आपूर्ति मुख्य रूप से पवन ऊर्जा से होने पर सबसे अच्छे परिणाम मिले। सौर ऊर्जा को प्राथमिकता देने वाले ऊर्जा-मिश्रण से नतीजे अलग हो सकते हैं और उसमें ऊर्जा भंडारण की अन्य प्रणालियाँ अधिक उपयुक्त हो सकती हैं।
फ्लो बैटरियों में निवेश
Invinity Energy Systems
IES मूल्य चार्ट
2020 में redT Energy और Avalon Battery के विलय से बनी Invinity Energy Systems, उपयोगिता-स्तर की वैनेडियम फ्लो बैटरियों (VFBs) की अग्रणी वैश्विक निर्माता है।
ज़्यादा मज़बूत डिज़ाइन के कारण—जिसकी परिचालन अवधि 30 साल से अधिक है—कंपनी की VFBs, लिथियम-आयन बैटरियों की तुलना में अपने जीवनकाल में 3.8 गुना ऊर्जा प्रवाह प्रदान करती हैं।
इनकी परिचालन अवधि सौर और पवन ऊर्जा संयंत्रों की उपयोगी आयु से भी मेल खाती है, इसलिए ये नवीकरणीय ऊर्जा उत्पादन के साथ स्वाभाविक रूप से उपयुक्त हैं।
स्रोत: Invinity
यह टिकाऊपन बैटरी की कार्यप्रणाली से आता है, जिसमें तरल पदार्थ की अभिक्रिया पूरी तरह उलट सकती है। इससे ऐसी प्रणाली बनती है जिसमें लिथियम-आयन बैटरियों की विफलता के कोई कारण नहीं होते: न प्लेटिंग, न डेंड्राइट्स और न ही अवस्था में बदलाव। इसके अलावा, सुरक्षा भी काफी बढ़ जाती है, क्योंकि इसमें थर्मल रनअवे का कोई जोखिम नहीं होता, क्लोरीन गैस का उत्सर्जन नहीं होता और शॉर्ट सर्किट से तापीय घटनाएँ होने का भी कोई जोखिम नहीं होता।
कुल मिलाकर, कंपनी ने दुनिया भर में 90 से अधिक परियोजनाओं के तहत 9 GW बैटरी क्षमता स्थापित की है। इनमें कनाडा की सबसे बड़ी फ्लो बैटरी व्यवस्था शामिल है: अल्बर्टा में 8.4 MWh की Chappice Lake सौर एवं भंडारण परियोजना, ईस्ट ससेक्स, यूनाइटेड किंगडम में Copwood VFB ऊर्जा केंद्र में 20.7 MWh की VS3 वैनेडियम फ्लो बैटरी प्रणाली, और Dairyland Power Cooperative को उनकी Endurium वैनेडियम फ्लो बैटरियों की आगामी 43 MWh बिक्री।
भविष्य में कंपनी की अब तक की सबसे बड़ी परियोजना FlexBase Laufenburg परियोजना, स्विट्ज़रलैंड में होगी। इसमें 1.5 GWh बैटरी क्षमता होगी, जिसे बाद के चरणों में बढ़ाकर 2.1 GWh तक करने की योजना है।
हालाँकि, निवेशकों को ध्यान रखना चाहिए कि यह अभी भी एक बहुत नया स्टार्टअप है और विस्तार के लिए इसे अतिरिक्त धन की आवश्यकता है।
इसका एक उल्लेखनीय नतीजा शेयर मूल्य में 38% की भारी गिरावट थी। यह गिरावट कार्यशील पूँजी मज़बूत करने और उत्पाद विकास तेज़ करने के लिए £25 मिलियन जुटाने की घोषणा के समय आई थी (£10 मिलियन संस्थागत निवेशकों को शेयर जारी करके, £12.2 मिलियन National Wealth Fund से और £2.8 मिलियन खुदरा निवेश प्रस्ताव से)। शेयर मूल्य में गिरावट इसलिए आई क्योंकि नए शेयर 10p पर जारी किए गए थे—उस समय के बाज़ार भाव से 43% कम।
लाभप्रदता बढ़ाने और भविष्य में पूँजी जुटाने की ज़रूरत कम करने के लिए, कंपनी 2030 तक लागत में 66% की कमी लाने का लक्ष्य रखती है। इन बचतों का अधिकांश हिस्सा 2027 के अंत तक हासिल हो जाने की उम्मीद है।
स्रोत: Invinity
इसलिए निवेशकों को कंपनी के मूल्यांकन का उचित आकलन करना होगा और यह तय करना होगा कि अक्टूबर 2026 में शेयर मूल्य में आई गिरावट छूट पर खरीदारी का अवसर है या कोई गंभीर चेतावनी संकेत।
(इस क्षेत्र में निवेश के अन्य विकल्पों के लिए हमारा लेख “निवेश के लिए बैटरी कंपनियों के 10 शीर्ष शेयर” भी पढ़ें)
Invinity Energy Systems (IES) के शेयरों से जुड़ी ताज़ा खबरें और घटनाक्रम
संदर्भित अध्ययन
1. जिमिन होंग और योसून चोई। एआई डेटा केंद्रों के लिए ऑफ-ग्रिड नवीकरणीय सूक्ष्म ग्रिड में ऊर्जा भंडारण तकनीकों का तुलनात्मक तकनीकी-आर्थिक आकलन। Journal of Engineering Research। 19 अक्टूबर 2026। 10.1016/j.jer.2026.10.038
