Google在明尼苏达建设依靠风能、太阳能和铁锈反应电池的新数据中心

在美国明尼苏达州东南部的一片平坦土地上，Google正在建设一座被视为其迄今技术上最具雄心的数据中心之一的新设施，该中心的设计目标是几乎完全依靠可再生能源运行。 这座位于派恩岛（Pine Island）的数据中心将与公用事业巨头 Xcel Energy 联合开发配套的风电和光伏基础设施，计划获取高达 19 吉瓦时级别、总计 1.9 吉瓦的零碳电力，并配套一套以“铁锈”为核心的长时储能系统。

这是Google在明尼苏达州的首个数据中心项目，将依托 Form Energy 开发的铁空气电池技术，实现最长可达 100 小时的长时储能，总储能规模最高可达 30 吉瓦时，为全天候运行的云计算与 AI 业务提供支撑。 在数据中心行业，如何在不依赖化石燃料的前提下为高负载设施提供稳定电力一直是难题，Google此次尝试通过大规模部署铁空气电池，为高比例可再生能源电网提供跨多日的稳定保障。

与目前广泛应用于手机、电动车和电网级储能的锂离子电池不同，Form Energy 的技术路线放弃了锂离子在电解质中的迁移机制，转而利用可逆的“生锈-还原”化学反应来存储和释放能量。 在放电阶段，电池通过让空气中的氧气与细小的铁颗粒发生氧化反应生成氧化铁，同时释放电子形成电流；在充电阶段，电能被用来逆转这一过程，将“锈蚀”的氧化铁重新还原为金属铁，从而完成一个循环。

从能效角度看，铁空气电池的往返效率约为 50%–70%，明显低于锂离子电池通常超过 90% 的水平。 但其优势在于成本和时长：每千瓦时约 20 美元的储能成本，大致只有等效锂离子方案的三分之一，使其在大规模、长时储能场景中更具经济性，尤其适用于以风光发电为主、需要跨日平衡供需的电网。

明尼苏达州已经成为这一技术路线的试验场之一。 在Google项目之外，Form Energy 与当地公用事业企业 Great River Energy 合作部署的一个较小示范项目也正在建设中，该系统规划储能容量为 150 兆瓦时，能够在最长 100 小时内持续输出 1.5 兆瓦，为本地电网提供长时调峰和应急保障。 Google派恩岛数据中心的储能部署在此基础上放大了若干数量级，意在将这种实验性技术推向真正的工业应用尺度。

除了技术层面，这一项目还引入了一种政策与商业模式上的创新：新的电价结构设计，旨在加速清洁能源投资进程。 这一机制被称为“清洁能源加速收费”（Clean Energy Accelerator Charge，CEAC），是在Google此前与内华达州 NV Energy 合作试点的“清洁转型电价”（Clean Transition Tariff）基础上的延伸和演进。

在 CEAC 机制下，Google承诺向 Xcel Energy 的“容量连接计划”（Capacity Connect）投入 5000 万美元，用于支持分布式储能项目，在电网各处部署规模较小的电池系统，以提升整体可靠性、缓冲间歇性可再生能源的波动。 此类结构设计的目标，是在不突破监管对电价的约束、也不额外抬升居民电费负担的前提下，为公用事业公司“开辟一条通道”，得以更快推动清洁电源和储能设施的开发建设。

Google方面表示，此次合作展示了大型能源消费企业如何与公用事业公司协同，通过创新电价和投资安排，既加深可再生能源在电网中的占比，又推动新一代储能技术从试验走向规模化应用。 对明尼苏达州而言，这一项目则为工业用电提供了一个新的范式：在未来的阴天、无风夜晚，支撑云计算和 AI 数据中心稳定运行的，可能不再是化石燃料，而是一块块凭借“铁锈反应”工作的电池。