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環(huán)球零碳

碳中和領(lǐng)域的《新青年》

來源：saurenergy

撰文：Shushu

編輯：小瀾

→這是《環(huán)球零碳》的1893篇原創(chuàng)

近日，谷歌宣布將在美國明尼蘇達州派恩島（Pine Island）建設(shè)一個新的數(shù)據(jù)中心，并與Xcel Energy合作，部署一套規(guī)模達300MW / 30GWh的鐵空氣電池儲能系統(tǒng)，以及1400MW風(fēng)電和200MW光伏發(fā)電項目，來保障數(shù)據(jù)中心的電力。

據(jù)稱，這將成為全球規(guī)模最大的電池儲能項目之一，能夠連續(xù)提供長達 100小時 的電力輸出，被認為有望改變現(xiàn)有儲能技術(shù)格局。

一般情況，傳統(tǒng)鋰電池只能支撐數(shù)小時儲能，難以滿足24小時連續(xù)運行需求，而具備100小時儲能能力的鐵空氣電池，在滿電狀態(tài)下，可以在無風(fēng)或陰雨等可再生能源出力不足的情況下，能持續(xù)為數(shù)據(jù)中心提供4天的全天候穩(wěn)定電力保障，同時不會提高當(dāng)?shù)鼐用竦挠秒妰r格。

這個鐵空氣電池儲能系統(tǒng)來自美國初創(chuàng)公司Form Energy。這家公司成立于2017年，由前特斯拉電池項目負責(zé)人馬特奧·哈拉米略（Mateo Jaramillo）聯(lián)合創(chuàng)立。2021年，這家公司首次進入公眾視野，當(dāng)時其對外宣布，自主研發(fā)的可充電鐵空氣電池能夠以接近傳統(tǒng)發(fā)電廠的系統(tǒng)成本、不到鋰離子電池十分之一的價格，實現(xiàn)長達100小時的持續(xù)供電能力。

2023年，F(xiàn)orm Energy進一步推進產(chǎn)業(yè)化布局，計劃將西弗吉尼亞州韋爾頓（Weirton）的一座廢棄鋼鐵廠改造為鐵空氣電池生產(chǎn)基地。該選址不僅能夠利用當(dāng)?shù)卣峁┑漠a(chǎn)業(yè)激勵政策，同時也依托當(dāng)?shù)赝晟频暮舆\與陸路運輸網(wǎng)絡(luò)，降低制造與物流成本。

在發(fā)展過程中，F(xiàn)orm Energy吸引了大量資本關(guān)注，包括比爾·蓋茨創(chuàng)立的突破能源（Breakthrough Energy），以及能源技術(shù)巨頭GE Vernova等機構(gòu)的投資支持。

從技術(shù)原理來看，F(xiàn)orm Energy的“鐵空氣電池”本質(zhì)上利用的是鐵、生銹與還原之間的可逆化學(xué)反應(yīng)來實現(xiàn)儲能與放電。簡單來說，這套系統(tǒng)的核心機制就是——控制鐵的“生銹過程”來發(fā)電。

當(dāng)電池放電時，模塊內(nèi)部的鐵顆粒與空氣中的氧氣發(fā)生反應(yīng)并逐漸氧化（生銹），在這一過程中釋放電能；而在充電階段，通過輸入電力（通常來自風(fēng)能或太陽能），再將鐵銹還原為金屬鐵，從而完成能量儲存循環(huán)。

相比于鋰電池，鐵空氣電池比鋰電池便宜不少，每千瓦時儲能成本約為20美元，幾乎是鋰電池的三分之一。Form Energy CEO Jaramillo表示，鐵的價格可以做到比鋰便宜10倍。

但是，鐵空氣電池的缺點也很明顯，比同類電池更重、效率更低，只能回收充電時所用能量的50%到70%，而鋰電池的回收率超過90%。

Form Energy首席執(zhí)行官Mateo Jaramillo還表示，鐵空氣電池不適合在電網(wǎng)中快速輸送大量電力。因此，谷歌的設(shè)施將采取“復(fù)合式策略”，同時部署鋰電池與鐵電池。前者負責(zé)應(yīng)對短時間的突發(fā)電力需求，后者則作為長效支柱，兩者各司其職。

他表示，只有在極端高溫等因素導(dǎo)致電網(wǎng)承壓、需求長時間居高不下時，“鐵空氣電池”特別適用。電網(wǎng)營運商尤其擔(dān)憂此類高峰時刻，因可能引發(fā)停電。如果能夠加裝長時儲能并幫助電力公司在困難時期維持供電的數(shù)據(jù)中心開發(fā)商，并網(wǎng)會更快。

目前，F(xiàn)orm Energy的首個電池系統(tǒng)目前正在明尼蘇達州與Great River Energy公司合作安裝。該系統(tǒng)可存儲150兆瓦時的電力，并可向電網(wǎng)供電長達100小時，峰值輸出功率約為1.5兆瓦。

谷歌項目與之相比，最初交付規(guī)模增加了200倍，對Form Energy來說，堪稱里程碑式的成就。

目前，F(xiàn)orm Energy已在私募市場籌集了12億美元，CEO Jaramillo表示，F(xiàn)orm Energy的最終目標(biāo)是上市。

圖說：Form Energy的鐵空氣電池

來源：彭博社

與此同時，這個新的項目還為明尼蘇達州引入了一種新的電力收費體系。既能幫助企業(yè)投資清潔能源，又不會提高當(dāng)?shù)鼐用竦挠秒妰r格。

過去五年，Xcel Energy在明尼蘇達州的居民用戶平均電費比全國平均水平低27%。自2013年以來，居民電費年均漲幅為1.55%，遠低于通貨膨脹率。

Xcel Energy為新的數(shù)據(jù)中心供電，谷歌將承擔(dān)所有與電力服務(wù)相關(guān)的費用。為了在不將成本轉(zhuǎn)嫁給當(dāng)?shù)赜脩舻那闆r下加速清潔能源的部署，谷歌和 Xcel Energy 在明尼蘇達州設(shè)計了一種新的合同結(jié)構(gòu)——清潔能源加速收費（Clean Energy Accelerator Charge，CEAC）。

根據(jù)該協(xié)議，谷歌還將投入5000萬美元，用于支持 Xcel Energy 的 Capacity Connect 計劃，通過在電網(wǎng)中部署大量分布式小型電池系統(tǒng)，提高電網(wǎng)容量并增強整體供電可靠性。

谷歌透露，其與Xcel Energy的合作展示了一種為數(shù)據(jù)中心供電的新方法，同時為當(dāng)?shù)厣鐓^(qū)推廣更清潔、更經(jīng)濟的能源。

[1]https://pv-magazine-usa.com/2026/02/24/google-to-deploy-worlds-largest-iron-air-battery-for-minnesota-data-center/

[2]https://interestingengineering.com/energy/worlds-largest-battery-plan-for-google

[3]https://www.barrons.com/articles/ai-stock-trade-chemicals-cooling-systems-1fe9f879

[4]https://www.saurenergy.com/solar-energy-news/xcelgoogle-pact-brings-19-gw-of-clean-power-iron-air-battery-to-minnesota-11152696

[5]數(shù)據(jù)寶：科技巨頭，最新宣布

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