AI डेटा सेंटर के लिए ग्रीन हाइड्रोजन: स्वच्छ ऊर्जा में नया मोर्चा

अपडेट: 11 दिसंबर, 2025

दिसंबर 2025 अपडेट: Microsoft और Caterpillar ने Cheyenne में 3MW हाइड्रोजन फ्यूल सेल सिस्टम का प्रदर्शन किया जो 48+ घंटे की निरंतर बैकअप पावर प्रदान करता है। 2028 तक डेटा सेंटर्स द्वारा US बिजली का 6.7-12% उपभोग करने का अनुमान है। Goldman Sachs के अनुसार: बढ़ती DC मांग का 60% जीवाश्म ईंधन से आएगा, जिससे सालाना 220M टन CO2 का संभावित उत्सर्जन होगा। PEM इलेक्ट्रोलिसिस के माध्यम से ग्रीन हाइड्रोजन प्राथमिक और बैकअप पावर दोनों के लिए शून्य-कार्बन विकल्प प्रदान करता है।

Microsoft और Caterpillar ने Cheyenne, Wyoming में एक डेटा सेंटर को 48 घंटे से अधिक की निरंतर बैकअप पावर प्रदान करने वाले 3-मेगावाट हाइड्रोजन फ्यूल सेल सिस्टम का प्रदर्शन किया।[^1] यह प्रदर्शन डेटा सेंटर बैकअप पावर के लिए हाइड्रोजन फ्यूल सेल का सबसे बड़ा परीक्षण था, जिसने डीजल जनरेटर के व्यवहार्य विकल्प के रूप में हाइड्रोजन को मान्य किया। Microsoft का लक्ष्य 2030 तक कार्बन नेगेटिव बनना है, जिसमें डेटा सेंटर संचालन से डीजल ईंधन को पूरी तरह समाप्त करना शामिल है।[^2] परीक्षण ने पुष्टि की कि हाइड्रोजन फ्यूल सेल डीजल जनरेटर की विश्वसनीयता के बराबर हो सकते हैं जबकि निकास के रूप में केवल पानी उत्पन्न करते हैं।

2023 में डेटा सेंटर्स ने कुल U.S. बिजली का लगभग 4.4% उपभोग किया, जिसके AI वर्कलोड के विस्तार के साथ 2028 तक 6.7-12% तक पहुंचने का अनुमान है।[^3] Goldman Sachs Research का अनुमान है कि बढ़ती डेटा सेंटर बिजली मांग का 60% जीवाश्म ईंधन जलाने से आएगा, जो संभावित रूप से वैश्विक कार्बन उत्सर्जन को लगभग 220 मिलियन टन बढ़ा सकता है।[^4] नवीकरणीय बिजली से उत्पादित ग्रीन हाइड्रोजन प्राथमिक पावर या बैकअप जनरेशन दोनों से कार्बन उत्सर्जन के बिना AI इंफ्रास्ट्रक्चर को संचालित करने का मार्ग प्रदान करता है।

ग्रीन हाइड्रोजन को समझना

हाइड्रोजन फ्यूल सेल हाइड्रोजन और ऑक्सीजन को मिलाने वाली इलेक्ट्रोकेमिकल प्रतिक्रिया के माध्यम से बिजली उत्पन्न करते हैं, जिससे केवल बिजली, ऊष्मा और पानी उत्पन्न होता है।[^5] यह तकनीक दहन और उससे जुड़े उत्सर्जन को समाप्त करती है। हालांकि, हाइड्रोजन का पर्यावरणीय लाभ पूरी तरह से उत्पादन विधियों पर निर्भर करता है।

हाइड्रोजन रंग स्पेक्ट्रम

ग्रे हाइड्रोजन वर्तमान उत्पादन में प्रमुख है, जो महत्वपूर्ण CO2 उत्सर्जन के साथ प्राकृतिक गैस की स्टीम मीथेन रिफॉर्मिंग का उपयोग करता है।[^6] ब्लू हाइड्रोजन उन उत्सर्जनों को कैप्चर और स्टोर करता है, कार्बन प्रभाव को कम करता है लेकिन समाप्त नहीं करता। ग्रीन हाइड्रोजन नवीकरणीय बिजली द्वारा संचालित इलेक्ट्रोलिसिस का उपयोग करता है, शून्य कार्बन उत्सर्जन के साथ हाइड्रोजन का उत्पादन करता है।[^7]

केवल ग्रीन हाइड्रोजन डेटा सेंटर अनुप्रयोगों के लिए पूर्ण पर्यावरणीय लाभ प्रदान करता है। फ्यूल सेल में ग्रे हाइड्रोजन का उपयोग करने से उत्सर्जन केवल डेटा सेंटर से हाइड्रोजन उत्पादन सुविधा में स्थानांतरित होता है। वास्तविक डीकार्बोनाइजेशन का पीछा करने वाले संगठनों को ग्रीन हाइड्रोजन स्रोत करना चाहिए या नवीकरणीय ऊर्जा का उपयोग करके इसे साइट पर उत्पादित करना चाहिए।

इलेक्ट्रोलिसिस प्रौद्योगिकियां

Proton Exchange Membrane (PEM) इलेक्ट्रोलाइज़र बिजली का उपयोग करके पानी को हाइड्रोजन और ऑक्सीजन में विभाजित करते हैं, लगभग 70-80% दक्षता प्राप्त करते हैं।[^8] PEM सिस्टम तेज प्रतिक्रिया समय प्रदान करते हैं जो परिवर्तनीय नवीकरणीय उत्पादन से मेल खाते हैं, जिससे सौर और पवन इंस्टॉलेशन के साथ सीधे युग्मन संभव होता है। यह तकनीक किलोवाट से मल्टी-मेगावाट इंस्टॉलेशन तक स्केल करती है।

अल्कलाइन इलेक्ट्रोलाइज़र कम पूंजी लागत प्रदान करते हैं लेकिन धीमी प्रतिक्रिया समय। सॉलिड ऑक्साइड इलेक्ट्रोलाइज़र उच्च दक्षता प्राप्त करते हैं लेकिन उच्च ऑपरेटिंग तापमान की आवश्यकता लचीलेपन को सीमित करती है। परिचालन लचीलेपन और सिद्ध विश्वसनीयता के कारण PEM इलेक्ट्रोलाइज़र वर्तमान में डेटा सेंटर अनुप्रयोगों में प्रमुख हैं।[^9]

डेटा सेंटर हाइड्रोजन अनुप्रयोग

हाइड्रोजन डेटा सेंटर संचालन में बैकअप पावर से लेकर प्राथमिक जनरेशन से लेकर थर्मल मैनेजमेंट इंटीग्रेशन तक कई कार्य करता है।

बैकअप पावर प्रतिस्थापन

ESB और Microsoft ने Dublin डेटा सेंटर में ग्रीन हाइड्रोजन फ्यूल सेल का पायलट किया, प्रमाणित ग्रीन हाइड्रोजन पर चलने वाला 250-किलोवाट PEM फ्यूल सेल स्थापित किया।[^10] इस इंस्टॉलेशन ने प्रोडक्शन डेटा सेंटर वातावरण में हाइड्रोजन बैकअप पावर का प्रदर्शन किया। ECH2O Energy, ESB और BOC ने प्रोजेक्ट को डिलीवर करने के लिए साझेदारी की, यह साबित करते हुए कि कई आपूर्तिकर्ता हाइड्रोजन इंफ्रास्ट्रक्चर पर सहयोग कर सकते हैं।[^11]

Dublin पायलट ने डेटा सेंटर संदर्भ में हाइड्रोजन डिलीवरी, स्टोरेज और फ्यूल सेल संचालन के लिए परिचालन प्रक्रियाओं को मान्य किया। हाइड्रोजन बैकअप पर विचार करने वाले संगठनों को तैनाती से पहले हाइड्रोजन आपूर्ति श्रृंखला, प्रशिक्षण कार्यक्रम और सुरक्षा प्रोटोकॉल स्थापित करने चाहिए।[^12]

प्राथमिक पावर जनरेशन

बैकअप के अलावा, हाइड्रोजन फ्यूल सेल उन डेटा सेंटर्स के लिए प्राथमिक पावर प्रदान कर सकते हैं जो ऐसे स्थानों पर स्थित हैं जहां ग्रिड क्षमता विस्तार को बाधित करती है।[^13] हाइड्रोजन से प्राथमिक पावर उत्पन्न करने वाला डेटा सेंटर ग्रिड सीमाओं से स्वतंत्र रूप से संचालित होता है, जिससे उन स्थानों पर तैनाती संभव होती है जहां यूटिलिटी इंटरकनेक्शन अव्यावहारिक साबित होता है।

ECO Fuel Cell और Caterpillar ने डेटा सेंटर्स के लिए 60-मेगावाट प्राकृतिक गैस फ्यूल सेल सिस्टम तैनात करने के लिए साझेदारी की, यूटिलिटी-स्केल फ्यूल सेल पावर जनरेशन का प्रदर्शन किया।[^14] जबकि प्राकृतिक गैस फ्यूल सेल उत्सर्जन उत्पन्न करते हैं, इंस्टॉलेशन साबित करते हैं कि फ्यूल सेल तकनीक पूरे डेटा सेंटर कैंपस को पावर देने के लिए स्केल कर सकती है। ऐसी इंस्टॉलेशन को ग्रीन हाइड्रोजन में परिवर्तित करना सीधा हो जाता है एक बार हाइड्रोजन आपूर्ति स्केल हो जाए।

संयुक्त ऊष्मा और विद्युत

फ्यूल सेल बिजली उत्पादन के दौरान पर्याप्त अपशिष्ट ऊष्मा उत्पन्न करते हैं। संयुक्त ऊष्मा और विद्युत कॉन्फ़िगरेशन उस ऊष्मा को भवन हीटिंग, डिस्ट्रिक्ट एनर्जी सिस्टम या एब्सॉर्प्शन कूलिंग के लिए कैप्चर करते हैं।[^15] हीट रिकवरी समग्र सिस्टम दक्षता को लगभग 50% विद्युत दक्षता से 80% से अधिक संयुक्त दक्षता तक सुधारती है।

ठंडी जलवायु में डेटा सेंटर आसपास की इमारतों को अपशिष्ट ऊष्मा की आपूर्ति कर सकते हैं, आसपास के समुदायों के साथ सहजीवी संबंध बनाते हैं। यह व्यवस्था हाइड्रोजन लागत को ऑफसेट करने वाली राजस्व धाराएं प्रदान करती है जबकि डेटा सेंटर विकास के लिए सामुदायिक संबंधों में सुधार करती है।

इंफ्रास्ट्रक्चर आवश्यकताएं

डेटा सेंटर्स पर हाइड्रोजन तैनात करने के लिए उत्पादन, भंडारण, वितरण और उपयोग प्रणालियों को कवर करने वाले इंफ्रास्ट्रक्चर की आवश्यकता होती है।

साइट पर उत्पादन बनाम डिलीवरी

साइट पर हाइड्रोजन उत्पादन चुनने वाले संगठन नवीकरणीय बिजली द्वारा संचालित इलेक्ट्रोलाइज़र स्थापित करते हैं।[^16] साइट पर उत्पादन परिवहन लागत को समाप्त करता है और ग्रीन हाइड्रोजन सोर्सिंग सुनिश्चित करता है। हालांकि, इलेक्ट्रोलाइज़र पूंजी लागत और नवीकरणीय ऊर्जा आवश्यकताएं प्रोजेक्ट जटिलता बढ़ाती हैं।

डिलीवर्ड हाइड्रोजन डेटा सेंटर संचालन को सरल बनाता है लेकिन आपूर्ति श्रृंखला निर्भरता और परिवहन लागत पेश करता है। ट्रक द्वारा हाइड्रोजन डिलीवरी के लिए संपीड़न या द्रवीकरण की आवश्यकता होती है, दोनों ऊर्जा-गहन प्रक्रियाएं जो समग्र सिस्टम दक्षता को कम करती हैं।[^17] हाइड्रोजन इंफ्रास्ट्रक्चर के पास सुविधाओं के लिए पाइपलाइन डिलीवरी सबसे कम परिवहन लागत प्रदान करती है।

भंडारण विचार

डेटा सेंटर्स पर हाइड्रोजन भंडारण आमतौर पर लगभग 350-700 bar दबाव पर संपीड़ित गैस टैंक का उपयोग करता है।[^18] भंडारण क्षमता बैकअप अवधि क्षमता निर्धारित करती है। मल्टी-मेगावाट स्केल पर 48 घंटे के बैकअप की आवश्यकता वाले डेटा सेंटर को पर्याप्त भंडारण इंफ्रास्ट्रक्चर की आवश्यकता होती है।

Caterpillar के Wyoming प्रदर्शन ने 3 मेगावाट पर 48-घंटे की बैकअप अवधि प्राप्त करने के लिए 80 स्टोरेज ट्यूब में 100 टन हाइड्रोजन संग्रहीत किया।[^19] भंडारण फुटप्रिंट विशिष्ट डीजल जनरेटर इंस्टॉलेशन से अधिक था, जिसके लिए डेटा सेंटर साइट प्लानिंग में समर्पित स्थान आवंटन की आवश्यकता थी।

सुरक्षा प्रणालियां

हाइड्रोजन के लिए ज्वलनशीलता, लीक डिटेक्शन और वेंटिलेशन को संबोधित करने वाली सुरक्षा प्रणालियों की आवश्यकता होती है।[^20] हाइड्रोजन खुली हवा में तेजी से फैलता है, भारी ईंधन की तुलना में विस्फोट जोखिम को कम करता है। हालांकि, बंद स्थानों को संचय को रोकने के लिए सक्रिय वेंटिलेशन और हाइड्रोजन डिटेक्शन सिस्टम की आवश्यकता होती है।

अग्नि संहिता और भवन मानक तेजी से हाइड्रोजन इंस्टॉलेशन को संबोधित करते हैं जैसे-जैसे अपनाना बढ़ता है। संगठनों को परमिट आवश्यकताओं और कोड अनुपालन मार्गों को समझने के लिए प्रोजेक्ट प्लानिंग में जल्दी स्थानीय अधिकारियों के साथ संलग्न होना चाहिए।

अर्थशास्त्र और स्केलिंग

ग्रीन हाइड्रोजन लागत वर्तमान में ऊर्जा आधार पर डीजल और प्राकृतिक गैस से अधिक है, हालांकि इलेक्ट्रोलाइज़र लागत में गिरावट और कार्बन मूल्य निर्धारण के विस्तार के साथ अंतर कम हो रहा है।

वर्तमान लागत परिदृश्य

ग्रीन हाइड्रोजन उत्पादन की लागत नवीकरणीय बिजली लागत और इलेक्ट्रोलाइज़र उपयोग के आधार पर लगभग $4-6 प्रति किलोग्राम है।[^21] एक किलोग्राम हाइड्रोजन में लगभग 33 किलोवाट-घंटे ऊर्जा होती है, जो अधिकांश क्षेत्रों में ग्रिड पावर से ऊपर लागत पर बिजली प्रदान करती है। यह प्रीमियम मूलभूत सीमाओं के बजाय प्रारंभिक प्रौद्योगिकी तैनाती को दर्शाता है।

U.S. Department of Energy Hydrogen Shot पहल के माध्यम से 2030 तक $1 प्रति किलोग्राम हाइड्रोजन उत्पादन का लक्ष्य रखता है।[^22] उस लक्ष्य को प्राप्त करने से कार्बन उत्सर्जन को समाप्त करते हुए ग्रीन हाइड्रोजन बिजली उत्पादन के लिए प्राकृतिक गैस के साथ प्रतिस्पर्धी हो जाएगा।

कार्बन मूल्य निर्धारण प्रभाव

कार्बन मूल्य निर्धारण तंत्र तेजी से डेटा सेंटर अर्थशास्त्र को प्रभावित करते हैं। EU Emissions Trading System कार्बन की कीमत €80 प्रति टन से ऊपर रखता है, जो डीजल बैकअप जनरेटर संचालन में महत्वपूर्ण लागत जोड़ता है।[^23] California का cap-and-trade प्रोग्राम इसी तरह कार्बन-गहन बैकअप पावर को दंडित करता है।

जैसे-जैसे कार्बन की कीमतें बढ़ती हैं, उच्च ऊर्जा लागत के बावजूद ग्रीन हाइड्रोजन तेजी से प्रतिस्पर्धी होता जाता है। दशकों तक फैले इंफ्रास्ट्रक्चर निवेश की योजना बनाने वाले संगठनों को ऐसे परिदृश्यों को मॉडल करना चाहिए जहां कार्बन लागत वर्तमान स्तरों से काफी अधिक हो।

प्रोत्साहन कार्यक्रम

U.S. Inflation Reduction Act उत्सर्जन सीमाओं को पूरा करने वाले ग्रीन हाइड्रोजन के लिए $3 प्रति किलोग्राम तक उत्पादन टैक्स क्रेडिट प्रदान करता है।[^24] यह क्रेडिट ग्रीन हाइड्रोजन और जीवाश्म विकल्पों के बीच अंतर को काफी हद तक कम करता है। EU, UK और अन्य न्यायालयों में समान प्रोत्साहन कार्यक्रम हाइड्रोजन तैनाती को तेज कर रहे हैं।

डेटा सेंटर ऑपरेटरों को हाइड्रोजन प्रोजेक्ट की योजना बनाते समय उपलब्ध प्रोत्साहनों का मूल्यांकन करना चाहिए। टैक्स क्रेडिट मॉनेटाइजेशन के लिए टैक्स एपेटाइट वाली संस्थाओं के साथ साझेदारी की आवश्यकता हो सकती है, जो प्रोजेक्ट संरचना जटिलता पेश करती है।

उद्योग गति

प्रमुख प्रौद्योगिकी कंपनियां और डेटा सेंटर ऑपरेटर तेजी से हाइड्रोजन कार्यक्रमों के लिए प्रतिबद्ध हैं।

Microsoft का हाइड्रोजन रोडमैप

Microsoft ने 2030 तक डेटा सेंटर्स से डीजल बैकअप जनरेटर को समाप्त करने की प्रतिबद्धता जताई है।[^25] Caterpillar और ESB के साथ कंपनी के प्रदर्शन हाइड्रोजन को डीजल प्रतिस्थापन मार्ग के रूप में मान्य करते हैं। Microsoft Research ग्रिड डीकार्बोनाइजेशन का समर्थन करने वाले लंबी अवधि के ऊर्जा भंडारण के लिए भी हाइड्रोजन का पता लगाता है।

एक हाइपरस्केल ऑपरेटर से प्रतिबद्धता पूरे उद्योग के लिए बाजार दिशा का संकेत देती है। Microsoft के पैमाने के लिए उत्पाद विकसित करने वाले आपूर्तिकर्ता छोटे ऑपरेटरों के लिए सुलभ प्रस्ताव बनाते हैं।

Amazon के हाइड्रोजन निवेश

Amazon Web Services व्यापक स्थिरता प्रतिबद्धताओं के हिस्से के रूप में डेटा सेंटर बैकअप पावर के लिए हाइड्रोजन फ्यूल सेल का पता लगाता है।[^26] कंपनी के लॉजिस्टिक्स ऑपरेशन भी वाहन बेड़े के लिए हाइड्रोजन में निवेश करते हैं, जिससे हाइड्रोजन की मांग पैदा होती है जो डेटा सेंटर्स को लाभान्वित करने वाले इंफ्रास्ट्रक्चर विकास का समर्थन करती है।

क्षेत्रीय हाइड्रोजन हब

U.S. Department of Energy ने $7 बिलियन की फंडिंग के लिए सात क्षेत्रीय स्वच्छ हाइड्रोजन हब का चयन किया, जिससे डेटा सेंटर अनुप्रयोगों का समर्थन करने वाला उत्पादन इंफ्रास्ट्रक्चर तैयार होगा।[^27] हब बड़े पैमाने पर हाइड्रोजन का उत्पादन करेंगे, जिससे डेटा सेंटर ग्राहकों के लिए डिलीवर्ड लागत कम होगी और आपूर्ति विश्वसनीयता में सुधार होगा।

तैनाती विशेषज्ञता

हाइड्रोजन इंफ्रास्ट्रक्चर जटिलता के लिए विद्युत, यांत्रिक और सुरक्षा विषयों में फैली विशेष विशेषज्ञता की आवश्यकता होती है। अधिकांश संगठनों में हाइड्रोजन सिस्टम डिजाइन और तैनाती के लिए आंतरिक क्षमताओं की कमी है।

Introl के 550 फील्ड इंजीनियरों का नेटवर्क डेटा सेंटर अनुप्रयोगों के लिए हाइड्रोजन और अन्य उन्नत पावर सिस्टम लागू करने वाले संगठनों का समर्थन करता है।[^28] कंपनी ने 2025 Inc. 5000 में 9,594% तीन-वर्षीय वृद्धि के साथ #14 रैंक प्राप्त की, जो उभरती प्रौद्योगिकियों को संबोधित करने वाली पेशेवर इंफ्रास्ट्रक्चर सेवाओं की मांग को दर्शाती है।[^29]

257 वैश्विक स्थानों में हाइड्रोजन सिस्टम तैनात करने के लिए न्यायालय की परवाह किए बिना सुसंगत सुरक्षा प्रथाओं और नियामक अनुपालन की आवश्यकता होती है।[^30] Introl 40,000 मील से अधिक फाइबर ऑप्टिक नेटवर्क इंफ्रास्ट्रक्चर के साथ 100,000 GPUs तक पहुंचने वाली तैनाती का प्रबंधन करता है, जो GPU इंफ्रास्ट्रक्चर विस्तार के साथ हाइड्रोजन लागू करने वाले संगठनों के लिए परिचालन पैमाना प्रदान करता है।[^31]

हाइड्रोजन संक्रमण

ग्रीन हाइड्रोजन ट्रां

[अनुवाद के लिए सामग्री काटी गई]