W tym tygodniu firma Google ogłosiła, że opracowuje nowy kompleks centrów danych na południe od Minneapolis, który będzie zasilany praktyczną utopią czystej energii: dużą ilością energii wiatrowej, słonecznej i, co najważniejsze, największym na świecie systemem magazynowania baterii.
Podczas gdy branża akumulatorów kwitnie, większość systemów magazynowania zapewnia energię w okresach czterogodzinnych, a coraz częściej ośmiogodzinnych. Jednak technologia Form Energy, z której będzie korzystać Google, ma na celu wysyłanie jednorazowo do 100 godzin energii. Technologia akumulatorów żelazno-powietrznych firmy Form zapewnia wielodniowe działanie, mające na celu utrzymanie zasilania podczas przedłużających się trudnych warunków pogodowych, szczytowego zapotrzebowania w lecie lub po prostu szczególnie pochmurnego tygodnia, który osłabia energię słoneczną.
Pomysł jest taki, że energia odnawialna (w połączeniu z akumulatorami o krótszej i dłuższej żywotności) może w końcu rozwiać obawy krytyków dotyczące niezawodności i zaoferować równowartość mocy przy obciążeniu podstawowym zapewnianej przez wytwarzanie paliw kopalnych i energię jądrową.
„To największy ogłoszony projekt magazynowania energii na świecie” – powiedział Fortune współzałożyciel i dyrektor generalny Form, Mateo Jaramillo. „To zdecydowanie potwierdza uzasadnienie biznesowe tak zwanego przechowywania wielodniowego”.
Firma Form, założona dziewięć lat temu, otworzy w tym roku swoje centrum produkcyjne Form Factory 1 w Wirginii Zachodniej i jest obecnie gotowa do rozbudowy. Plan zakłada wprowadzenie spółki na giełdę „w stosunkowo krótkim horyzoncie czasowym”, powiedział Jaramillo, absolwent Tesli, prawdopodobnie w przyszłym roku. „Ze względu na skalę firmy, jaką się stajemy, ze względu na rodzaj umów, jakie zawieramy z naszymi klientami, korzystne jest dla nas bycie spółką publiczną.”
Co ważne, umowa Forma z Google i przedsiębiorstwem Xcel Energy z Minneapolis dotycząca kompleksu centrów danych Pine Island to potencjalnie przełomowy moment dla rodzącej się branży akumulatorów o długiej żywotności. Google jest pierwszym hiperskalerem, który kontraktuje technologię akumulatorów.
Standardowe, krótkotrwałe akumulatory litowo-jonowe szybko zadomowiły się w amerykańskiej sieci energetycznej. W 2020 r. miał około 1,5 gigawata całkowitej zainstalowanej pojemności akumulatorów. Ale tylko w tym roku Departament Energii projektuje 24,3 gigawatów nowych instalacji magazynowania baterii, co stanowi ponad dwukrotnie więcej nowej energii wiatrowej i prawie czterokrotnie więcej nowych mocy wytwórczych opalanych gazem.
Podczas gdy technologie litowo-jonowe wywodzą się z chemii pojazdów elektrycznych, technologia Form koncentruje się na cięższych, mniej wydajnych akumulatorach żelazowo-powietrznych, które są przede wszystkim znacznie tańsze niż akumulatory litowo-jonowe. To sprawia, że technologia ta jest kompatybilna z długotrwałym magazynowaniem energii elektrycznej, ale zdecydowanie nie z pojazdami elektrycznymi.
Technologia akumulatorów opiera się na odwracalnym procesie utleniania. Zasadniczo tlen pompowany do komórek utlenia żelazo poprzez utlenianie, uwalniając elektrony. Baterie te kosztują około jedną dziesiątą ceny litowo-jonowej, co zapewnia dłuższą żywotność.
Partnerstwo Google-Xcel w ramach projektu centrum danych w Minnesocie obejmuje budowę elektrowni wiatrowej o mocy 1,4 gigawata, energii słonecznej o mocy 200 megawatów oraz systemu akumulatorów Form o mocy 300 megawatów. 300 megawatów, które mają zostać zainstalowane w 2028 r., po dostarczeniu wystarczy do zasilenia ponad 200 000 domów.
Według The Information firma Google Form z siedzibą w Massachusetts otrzyma za swój wkład prawie 1 miliard dolarów.
jak wszystko działa
Jaramillo, ekspert ds. przechowywania akumulatorów i wiceprezes Tesli, odszedł w 2017 r., ponieważ czuł, że zakończył tam karierę, chciał pozostać na „pograniczu” technologii i chciał prowadzić zdrowe życie rodzinne.
„Być może słyszałeś, że jest to stosunkowo intensywne miejsce pracy” – zażartował.
Jaramillo i jego współpracownicy rozpoczęli eksperymenty z koncepcjami technologii żelaza i powietrza i zdecydowali, że istnieje potencjał podobnego działania w większej elektrowni opalanej gazem. Baterie czystej energii mogłyby konkurować z tak zwanymi elektrowniami szczytowymi, które są szybko włączane i wyłączane w razie potrzeby, aby zaspokoić rosnące zapotrzebowanie na energię.
To doprowadziło do Formy. Technologie akumulatorów rozwijały się stopniowo od 15 minut do jednej godziny do dzisiejszych rozwiązań cztero- i ośmiogodzinnych.
„Nigdy nie podzielaliśmy tej perspektywy” – powiedział Jaramillo. „Zaczynaliśmy działalność firmy wychodząc z założenia, że jeśli uda się zidentyfikować wystarczająco tanią substancję chemiczną, będzie ona miała znacznie dłuższy okres przydatności do spożycia, około czterech lub pięciu dni”.
Baterie o krótkiej żywotności łączy się z energią odnawialną, aby pokryć okresy, w których słońce nie świeci dla energii słonecznej lub nie wieje wiatr; Często energia wiatrowa i słoneczna dobrze ze sobą współgrają, ponieważ energia wiatru jest zwykle najsilniejsza w nocy. Akumulatory firmy Form i jej mniejszych konkurentów o długiej żywotności są przeznaczone do wielodniowych warunków pogodowych lub wymagających zdarzeń, których nie są w stanie pokryć akumulatory litowo-jonowe.
„Te 100 godzin brzmi prosto i przypomina ładną, atrakcyjną okrągłą liczbę, ale w rzeczywistości opierają się one na matematyce” – powiedział Jaramillo. „Pomyśl o wirze polarnym, pompie ciepła, huraganie lub burzy piaskowej. W dowolnym miejscu na świecie sygnał pogodowy wpływa na to przez około cztery do pięciu dni. Rozłożone są one na kilka wydarzeń w ciągu roku – okresy trwające około 100 godzin”.
Argumentował, że włączenie akumulatorów firmy Form do źródeł odnawialnych może znacznie przyspieszyć zatwierdzanie projektów centrów danych, ponieważ przedsiębiorstwa użyteczności publicznej i organy regulacyjne nie muszą uwzględniać luk w wytwarzaniu energii, które obciążają sieć, ponieważ wszystko jest zasadniczo autonomiczne.
„Te 100 godzin wystarczy, aby zapewnić systemowi prawdziwą, solidną wydajność” – powiedział Jaramillo. Bez tego projekty centrów danych wymagałyby budowania nadmiaru odnawialnych źródeł energii i baterii o krótkiej żywotności, aby to zrekompensować – wyjaśnił.
Fabryka Form w Wirginii Zachodniej zostanie otwarta jeszcze w tym roku, a do końca 2028 r. ma zwiększyć produkcję baterii o mocy 500 megawatów rocznie. Wstępny plan przewiduje dalszy rozwój od tego momentu, powiedział Jaramillo.
Tymczasem pod koniec ubiegłego roku Form zaczął instalować swoje pierwsze 100-godzinne akumulatory w sieci w ramach małego projektu o mocy 1,5 MW wspólnie z Great River Energy w Minnesocie.
Form ma zaplanowane kilka innych mniejszych instalacji projektowych od chwili obecnej do 2028 r., w tym kolejny projekt o mocy 10 MW w Minnesocie z wykorzystaniem Xcel, 10 MW z
„Jednocześnie wiedzieliśmy, że rozwój rynku zajmie tyle samo czasu, co technologia” – powiedział Jaramillo. Stwierdził, że obecnie popyt rynkowy, technologia i możliwości produkcyjne synchronizują się.
