中國儲能網(wǎng)訊：近日，谷歌與美國公用事業(yè)公司 Xcel Energy達成重磅合作，在明尼蘇達州數(shù)據(jù)中心部署 1400MW風(fēng)力發(fā)電、200MW太陽能發(fā)電，同時接入300MW/30GWh規(guī)模的鐵空氣電池儲能系統(tǒng)，打造全球按能量計規(guī)模最大的長時儲能項目。
這一100 小時級鐵空氣儲能項目落地，不僅為 AI 數(shù)據(jù)中心提供穩(wěn)定零碳電力，更將實現(xiàn)其在金屬空氣電池儲能賽道的領(lǐng)跑，并且正在重塑長時儲能領(lǐng)域目前的競爭格局。
從成本優(yōu)勢、技術(shù)優(yōu)勢、項目落地等維度看，這一長時儲能領(lǐng)域的“黑馬”產(chǎn)業(yè)化進程正在按下加速鍵。
成本：從原材料到度電成本均具備明顯優(yōu)勢
在風(fēng)光裝機規(guī)模不斷擴大及可再生能源滲透率持續(xù)提升的背景下，低成本、長時儲能需求快速攀升。
據(jù)CESA儲能應(yīng)用分會產(chǎn)業(yè)數(shù)據(jù)庫不完全統(tǒng)計，2025年1-11月，我國新型長時儲能項目并網(wǎng)規(guī)模為11.52GW/47.75GWh，占比規(guī)模為29.16%（功率）/44.46%（容量）。
長時儲能的商業(yè)化核心，始終繞不開度電成本。相較于鋰離子電池、液流電池等技術(shù)，鐵空氣電池儲能憑借原料無稀缺性、結(jié)構(gòu)極簡、壽命超長的特點，構(gòu)建了其在成本端的壁壘。
鐵空氣電池是金屬空氣電池的一種，反應(yīng)原理基于“可逆銹蝕”：放電時，鐵粉與空氣中的氧氣、水發(fā)生反應(yīng)生成氧化鐵，釋放電能；充電時，通過外部電力驅(qū)動反應(yīng)逆轉(zhuǎn)，將氧化鐵“還原”為金屬鐵，完成能量儲存。
這一原理決定了其成本結(jié)構(gòu)的核心優(yōu)勢--無需攜帶沉重昂貴的正極活性物質(zhì)，大大減輕了電池的重量和體積。
與傳統(tǒng)電池不同，金屬空氣電池的正極直接利用空氣中的氧氣，無需攜帶鈷、鎳、鋰等稀缺金屬，僅需負極的鐵基材料與電解液即可完成能量轉(zhuǎn)換。
從原料端看，鐵是地殼中含量第四高的金屬元素，高純鐵粉價格低廉且供應(yīng)穩(wěn)定，中國作為全球最大的鋼鐵生產(chǎn)國，具備完整的鐵基材料供應(yīng)鏈，幾乎不存在“資源卡脖子”風(fēng)險。
根據(jù)專注于鐵空氣電池的全球長時儲能美國獨角獸公司Form Energy測算，鐵空氣電池電池成本僅為鋰離子電池的1/10。
2026年初，印度初創(chuàng)企業(yè) Meine Electric宣布，其自主研發(fā)的鐵空氣電池化學(xué)體系已完成驗證，度電儲能成本可降至0.05美元以下（約0.35元/千瓦時），進一步驗證了該技術(shù)的成本潛力。
從全生命周期成本來看，鐵空氣電池的優(yōu)勢更為顯著，其循環(huán)壽命可達10000次以上，服役年限超過20年，明顯高于磷酸鐵鋰電池。
對于長時儲能項目而言，超長壽命意味著設(shè)備折舊成本的大幅攤薄，尤其適合獨立儲能電站、電網(wǎng)側(cè)調(diào)峰等需要長期穩(wěn)定運行的場景。
技術(shù)與場景優(yōu)勢：匹配長時剛需
在金屬空氣電池賽道中，鋅空氣、鋁空氣電池同樣具備原料豐富的特點，但鐵空氣儲能憑借安全性、儲能時長、循環(huán)穩(wěn)定性、場景適配性等多方面核心優(yōu)勢，在現(xiàn)階段實現(xiàn)了對同類技術(shù)的超越。
從安全性角度，儲能安全是電網(wǎng)側(cè)、電源側(cè)項目的 “生命線”。近年來，鋰離子電池儲能電站的熱失控事故頻發(fā)，而金屬空氣電池的水系電解液特性，從根源上解決了安全隱患。
鐵空氣電池采用中性或堿性水系電解液，無燃爆風(fēng)險，即便發(fā)生電池破損，也只會出現(xiàn)電解液泄漏，不會引發(fā)火災(zāi)或爆炸。
相較于鋁空氣電池的“析氫腐蝕”問題和鋅空氣電池的“鋅枝晶”隱患，鐵空氣電池的反應(yīng)過程更為溫和。
從儲能時長和循環(huán)穩(wěn)定性看，鐵-空氣電池單次充放電時長可達4天（約100小時），顯著超過鋰離子電池4小時左右的典型時長,這使其能夠?qū)崿F(xiàn)跨日的能量搬移，填補可再生能源多日輸出波動的缺口。
另外，鐵-空氣電池沒有鋰電池常見的循環(huán)衰減問題，可反復(fù)充放多年而容量幾乎無損，這一點與全釩液流電池類似，但鐵材料成本更低。
從場景適配性看，鐵空氣儲能的技術(shù)特性，使其能夠覆蓋我國電源側(cè)、電網(wǎng)側(cè)、用戶側(cè)的全場景長時儲能需求。
在電源側(cè)，針對內(nèi)蒙古、甘肅、青海等風(fēng)光大基地，鐵空氣儲能可用于 “棄風(fēng)棄光”消納，將間歇性新能源轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的可調(diào)度電源，提升新能源電站的并網(wǎng)效率。
在電網(wǎng)側(cè)，面對山東、湖北等負荷中心的調(diào)峰需求，鐵空氣儲能可承擔(dān)“周調(diào)峰”“季調(diào)峰”任務(wù)，彌補抽水蓄能受地理條件限制的不足。
在用戶側(cè)，谷歌與 Xcel Energy 的合作項目已驗證，鐵空氣儲能可用于數(shù)據(jù)中心的長時備用電源，助力于我國的“東數(shù)西算”工程推進，類似地，大型工業(yè)園區(qū)、醫(yī)院等關(guān)鍵負荷也可使用多日儲能提高供電韌性。
此外，鐵空氣儲能的模塊化設(shè)計，使其能夠靈活適配不同規(guī)模的項目需求 —— 從千瓦級的戶用長時儲能，到百兆瓦級的電網(wǎng)側(cè)電站，均可通過堆疊電池組實現(xiàn)快速部署，大幅縮短項目建設(shè)周期。
海外項目頻頻落地驗證技術(shù)商業(yè)化可行性
2025年以來，鐵空氣儲能迎來了商業(yè)化、規(guī)模化的關(guān)鍵節(jié)點。全球頭部企業(yè)與能源巨頭的紛紛加快布局，推動該技術(shù)從實驗室走向?qū)嶋H應(yīng)用。
2025年7月，荷蘭初創(chuàng)企業(yè)Ore Energy研發(fā)的鐵空氣電池系統(tǒng)在荷蘭代爾夫特理工大學(xué)的校園電網(wǎng)中成功實現(xiàn)并網(wǎng)運行，這是世界上第一個正式接入電網(wǎng)并持續(xù)運行的鐵空氣電池系統(tǒng)。
項目并網(wǎng)運行具有里程碑意義，意味著鐵空氣電池從實驗室走向?qū)嶋H應(yīng)用的“最后一公里”已被打通。
2025年11月，F(xiàn)orm Energy宣布，其首個100小時鐵–空氣電池系統(tǒng)已經(jīng)正式開始并網(wǎng)運行，項目地址在在明尼蘇達州。
進入2026年，F(xiàn)orm Energy 再出大手筆，在谷歌與明尼蘇達州電力企業(yè) Xcel Energy 打造的總?cè)萘?1.9GW 的清潔能源系統(tǒng)中 供貨300MW/30GWh 鐵空氣儲能項目，成為鐵空氣電池儲能規(guī)模和場景滲透實現(xiàn)新突破的標(biāo)志性事件。
該項目是全球最大的鐵空氣儲能商業(yè)化項目，儲能時長達到100小時，規(guī)模是此前 Form Energy 試點項目的200倍以上。
項目建成后，將為谷歌的數(shù)據(jù)中心提供穩(wěn)定的綠電供應(yīng)，同時幫助 Xcel Energy 解決風(fēng)電、光伏的間歇性問題，實現(xiàn)全天候清潔能源供電。
作為鐵空氣儲能賽道的“先行者”，除了上述兩個項目，F(xiàn)orm Energy還實施多個項目。
2020年，Great River Energy向其訂購了1MW/15MWh的儲能系統(tǒng)，該項目尚未落地；2023年1月，該公司與Xcel Energy簽署了兩個10MW/1000MWh的儲能系統(tǒng)，擬安裝在燃煤電廠；2023年11月，與Georgia Power簽約的15MW/1500MWh鐵空氣電池儲能系統(tǒng)是當(dāng)時其有史以來的最大訂單。
除了 Form Energy，印度的 Meine Electric 也在鐵空氣儲能領(lǐng)域取得突破。該公司作為亞太地區(qū)唯一擁有成熟鐵空氣技術(shù)棧的企業(yè)，已獲得 75 萬美元融資，其技術(shù)設(shè)計儲能時長為 16-24 小時，可與太陽能發(fā)電的富余時段精準(zhǔn)匹配，目前正在欽奈建設(shè)試點生產(chǎn)設(shè)施，推動技術(shù)從原型向產(chǎn)業(yè)化轉(zhuǎn)化。
中國布局：新一代電池研發(fā)重點
在2025 年新能源電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展大會上，工業(yè)和信息化部裝備工業(yè)發(fā)展中心相關(guān)負責(zé)人明確提出，要“系統(tǒng)布局新型材料體系、全固態(tài)電池、金屬空氣電池等新一代電池研發(fā)工作，加速新技術(shù)的落地轉(zhuǎn)化和產(chǎn)業(yè)化進程”。
這是中國相關(guān)部門首次在高級別會議上將金屬空氣電池與全固態(tài)電池并列，確立了其作為下一代電池重點技術(shù)方向。
這一表態(tài)，不僅釋放了政策層面對金屬空氣電池的高度重視，更是對金屬空氣電池這一技術(shù)未來發(fā)展?jié)摿Φ某浞挚隙?，也為金屬空氣電池的發(fā)展描繪了清晰的藍圖。
有業(yè)內(nèi)觀點認為，結(jié)合正在編制的《“十五五”新型電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》和《“十五五”新型儲能實施方案》，金屬空氣電池或?qū)⒊蔀橹袊?“十五五”期間新能源電池產(chǎn)業(yè)的重點發(fā)展方向。
作為金屬空氣賽道的領(lǐng)跑者，鐵空氣儲能自然也將成為政策支持的核心對象。
從政策導(dǎo)向來看，工信部裝備工業(yè)發(fā)展中心相關(guān)負責(zé)人講話中，對于新一代電池發(fā)展部署目標(biāo)不僅限于研發(fā)，更強調(diào)“落地轉(zhuǎn)化”和“產(chǎn)業(yè)化”，預(yù)示著資源將向具備產(chǎn)業(yè)化能力的企業(yè)傾斜。
按照慣例，下一個五年，鐵空氣儲能技術(shù)有望獲得過“研發(fā)補貼、首臺（套）示范、產(chǎn)業(yè)化扶持”等多重措施助力，實現(xiàn)技術(shù)的突破與項目落地。
發(fā)展仍需跨越技術(shù)層面多道門檻
業(yè)內(nèi)觀點認為，盡管鐵空氣電池儲能已展現(xiàn)出強大的發(fā)展?jié)摿?，成為金屬空氣電池賽道的領(lǐng)跑者，但要實現(xiàn)全面商業(yè)化，仍需跨越技術(shù)層面的多道門檻。
其一，能量密度較低。鐵空氣電池的理論能量密度約為764Wh/kg，但實際應(yīng)用中受技術(shù)限制通常較低，一般在100-300 Wh/kg范圍，顯著低于鋰離子電池的150-300 Wh/kg，這使其應(yīng)用局限于固定儲能領(lǐng)域。
其二，充電效率較低，系統(tǒng)效率有待提升。鐵空氣電池的往返效率約為50-70%（意味著儲能過程中有30-50%的能量損失）低于鋰離子電池的85%以上，也低于抽水蓄能的70%-80%，較高的能量損耗會降低能源利用效率，在部分對效率敏感的場景中競爭力不足。
其三，鐵空氣電池響應(yīng)速度慢。由于電化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)限制，不適合在電網(wǎng)中快速輸送大量電力。據(jù)悉，谷歌的數(shù)據(jù)中心將采取“復(fù)合式策略”，同時部署鋰電池與鐵空氣電池。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。
其四，副反應(yīng)風(fēng)險。盡管Form Energy通過電解質(zhì)配方和催化劑優(yōu)化抑制了析氫副反應(yīng)，但長期運行中仍可能存在其他副反應(yīng)，導(dǎo)致電池性能衰減。
另外，雖然實驗室數(shù)據(jù)樂觀，但實際并網(wǎng)運行的鐵空氣電池項目長期循環(huán)壽命仍需更多數(shù)據(jù)支撐。
值得一提的是，目前，鐵空氣電池儲能在中國進展緩慢，產(chǎn)業(yè)鏈仍處于“碎片化”狀態(tài)，高純鐵粉的電池級應(yīng)用、電解液的規(guī)?；a(chǎn)、系統(tǒng)集成的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計等環(huán)節(jié)，仍需完善。
未來，這一技術(shù)在中國的發(fā)展需要依托龍頭企業(yè)，推動產(chǎn)業(yè)鏈上下游的協(xié)同發(fā)展，制定行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，降低產(chǎn)業(yè)成本。
然而，這些挑戰(zhàn)并未掩蓋其巨大潛力，隨著材料科學(xué)、電化學(xué)工程和系統(tǒng)集成技術(shù)的進步，鐵空氣電池的性能有望持續(xù)優(yōu)化。
