Το Google ανακοίνωσε τη δημιουργία ενός νέου συγκροτήματος κέντρων δεδομένων νότια της Μινεάπολης, το οποίο θα τροφοδοτείται από έναν συνδυασμό αιολικής, ηλιακής ενέργειας και, κυρίως, από το μεγαλύτερο σύστημα αποθήκευσης ενέργειας στον κόσμο. Αυτή η καινοτόμος προσέγγιση στοχεύει στην παροχή ενέργειας για έως και 100 ώρες συνεχόμενα.

Η τεχνολογία μπαταριών σιδήρου-αέρα της Form Energy, την οποία θα χρησιμοποιήσει το Google, υπόσχεται λύσεις αποθήκευσης πολλαπλών ημερών, ικανές να διατηρούν την παροχή ενέργειας σε περιόδους ακραίων καιρικών φαινομένων, αυξημένης ζήτησης κατά τις περιόδους αιχμής ή σε συνθήκες μειωμένης ηλιοφάνειας. Η φιλοδοξία είναι η συνδυασμένη χρήση ανανεώσιμων πηγών ενέργειας με συστήματα αποθήκευσης μικρής και μεγάλης διάρκειας να ξεπεράσει τις ανησυχίες σχετικά με την αξιοπιστία, προσφέροντας αντίστοιχο επίπεδο παροχής με τα ορυκτά καύσιμα και την πυρηνική ενέργεια.

«Αυτό είναι το μεγαλύτερο ανακοινωθέν έργο αποθήκευσης ενέργειας στον κόσμο», δήλωσε ο συνιδρυτής και CEO της Form, Mateo Jaramillo. «Επιβεβαιώνει οριστικά την επιχειρηματική λογική πίσω από αυτό που αποκαλούμε αποθήκευση πολλαπλών ημερών.»

Η Form, εταιρεία εννέα ετών, ετοιμάζεται να ξεκινήσει την παραγωγή στο εργοστάσιό της Form Factory 1 στη Δυτική Βιρτζίνια και σχεδιάζει να εισαχθεί στο χρηματιστήριο σύντομα. «Για την κλίμακα της εταιρείας που γινόμαστε, για τους τύπους συμφωνιών που κάνουμε με τους πελάτες μας, είναι επωφελές για εμάς να είμαστε εισηγμένη εταιρεία», ανέφερε ο Jaramillo, πρώην στέλεχος της Tesla.

Η συμφωνία της Form με την Google και την εταιρεία κοινής ωφέλειας της Μινεάπολης, Xcel Energy, για το σύμπλεγμα κέντρων δεδομένων Pine Island, αποτελεί ένα κρίσιμο σημείο καμπής για την αναδυόμενη βιομηχανία μπαταριών μεγάλης διάρκειας. Η Google είναι η πρώτη εταιρεία τέτοιου μεγέθους που συμβάλλεται για αυτή την τεχνολογία μπαταριών.

Τα συμβατικά συστήματα μπαταριών ιόντων λιθίου μικρής διάρκειας έχουν σημειώσει ταχεία πρόοδο στο δίκτυο των ΗΠΑ. Το 2020, η συνολική εγκατεστημένη χωρητικότητα αποθήκευσης μπαταριών ήταν περίπου 1,5 γιγαβάτ. Φέτος, το Υπουργείο Ενέργειας προβλέπει εγκαταστάσεις νέων συστημάτων αποθήκευσης μπαταριών ύψους 24,3 γιγαβάτ, ποσότητα διπλάσια από τη νέα αιολική ενέργεια και σχεδόν τετραπλάσια από τη νέα δυναμικότητα παραγωγής ενέργειας από φυσικό αέριο.

Σε αντίθεση με τις τεχνολογίες ιόντων λιθίου που προέρχονται από τις χημείες των ηλεκτρικών οχημάτων, η τεχνολογία της Form επικεντρώνεται σε βαρύτερες, λιγότερο αποδοτικές μπαταρίες σιδήρου-αέρα, οι οποίες είναι σημαντικά φθηνότερες από τις μπαταρίες ιόντων λιθίου. Αυτό καθιστά την τεχνολογία κατάλληλη για μακροχρόνια αποθήκευση ηλεκτρικής ενέργειας, αλλά όχι για ηλεκτρικά οχήματα.

Η τεχνολογία λειτουργεί μέσω μιας αναστρέψιμης διαδικασίας σκουριάς. Ουσιαστικά, το οξυγόνο που διοχετεύεται στα στοιχεία οξειδώνει τον σίδηρο, απελευθερώνοντας ηλεκτρόνια. Οι μπαταρίες αυτές παράγουν ενέργεια με κόστος περίπου στο ένα δέκατο των μπαταριών ιόντων λιθίου, επιτρέποντας τις μεγάλες διάρκειες αποθήκευσης.

Η συνεργασία Google-Xcel για το έργο κέντρων δεδομένων της Μινεσότα περιλαμβάνει την εγκατάσταση 1,4 γιγαβάτ αιολικής ισχύος, 200 μεγαβάτ ηλιακής ενέργειας και το σύστημα μπαταριών 300 μεγαβάτ της Form. Τα 300 μεγαβάτ, που αναμένεται να εγκατασταθούν το 2028, είναι αρκετά για να τροφοδοτήσουν πάνω από 200.000 σπίτια.

Το Google, η Xcel και η πολιτεία συνεργάζονται με μια νέα συμφωνία πράσινου τιμολογίου, την Clean Energy Accelerator Charge, η οποία επιτρέπει στο Google να επιλέγει το δικό του συνδυασμό ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, εφόσον καλύπτει τα κόστη και δεν μετακυλίει χρεώσεις στους κατοίκους της Μινεσότα. Η Form, με έδρα τη Μασαχουσέτη, αναμένεται να λάβει περίπου 1 δισεκατομμύριο δολάρια για τη συμβολή της.

Ο Mateo Jaramillo, αντιπρόεδρος στην Tesla και ειδικός σε συστήματα αποθήκευσης μπαταριών, αποχώρησε το 2017, επιθυμώντας να παραμείνει στην «πρωτοπορία» της τεχνολογίας και να διατηρήσει μια υγιή οικογενειακή ζωή. «Μπορεί να ακούσατε, είναι ένα σχετικά έντονο μέρος για να δουλέψει κανείς», είχε αναφέρει χαριτολογώντας.

Ο Jaramillo και οι συνάδελφοί του άρχισαν να πειραματίζονται με ιδέες για την τεχνολογία σιδήρου-αέρα, κρίνοντας ότι υπήρχε η δυνατότητα λειτουργίας παρόμοιας με ένα μεγαλύτερο εργοστάσιο παραγωγής ενέργειας με ορυκτά καύσιμα. Οι μπαταρίες καθαρής ενέργειας θα ανταγωνίζονταν τα λεγόμενα «peaker» εργοστάσια αερίου, τα οποία ενεργοποιούνται και απενεργοποιούνται γρήγορα για να καλύψουν την αυξανόμενη ζήτηση ενέργειας.

Αυτό οδήγησε στη δημιουργία της Form. Οι τεχνολογίες μπαταριών είχαν εξελιχθεί σταδιακά από 15 λεπτά σε μία ώρα και σήμερα φτάνουν τις τέσσερις και οκτώ ώρες. «Ποτέ δεν υιοθετήσαμε αυτή την οπτική», δήλωσε ο Jaramillo. «Ξεκινήσαμε την εταιρεία με την παραδοχή ότι, αν μπορούσες να εντοπίσεις μια χημεία αρκετά φθηνή, θα μπορούσες να έχεις πολύ μεγαλύτερη διάρκεια, περίπου τέσσερις ή πέντε ημέρες.»

Οι μπαταρίες μικρής διάρκειας συνδυάζονται με τις ανανεώσιμες πηγές για να καλύψουν τα κενά όταν ο ήλιος δεν λάμπει ή ο άνεμος δεν φυσάει – συχνά ο άνεμος και ο ήλιος συνεργάζονται καλά, καθώς η αιολική ενέργεια είναι συνήθως ισχυρότερη τη νύχτα. Οι μπαταρίες μεγάλης διάρκειας από τη Form και τους μικρότερους ανταγωνιστές της είναι σχεδιασμένες για καιρικά φαινόμενα ή γεγονότα ζήτησης πολλαπλών ημερών, τα οποία οι μπαταρίες ιόντων λιθίου δεν μπορούν να καλύψουν.

«Αυτές οι 100 ώρες ακούγονται απλές και σαν ένας ωραίος, ελκυστικός στρογγυλός αριθμός, αλλά είναι στην πραγματικότητα πολύ καλά υποστηριζόμενες από τα μαθηματικά», δήλωσε ο Jaramillo. «Σκεφτείτε έναν πολικό στρόβιλο, ένα κύμα καύσωνα, έναν τυφώνα ή μια αμμοθύελλα. Οπουδήποτε στον κόσμο υπάρχει περίπου μια τετραήμερη έως πενθήμερη μετεωρολογική υπογραφή που οδηγεί σε αυτό. Αυτά είναι διασκορπισμένα σε μερικά γεγονότα κατά τη διάρκεια του έτους – περισσότερο ή λιγότερο τμήματα των 100 ωρών.»

Υποστήριξε ότι η ενσωμάτωση των μπαταριών της Form με τις ανανεώσιμες πηγές μπορεί να επιταχύνει την έγκριση έργων κέντρων δεδομένων, καθώς οι εταιρείες κοινής ωφέλειας και οι ρυθμιστικές αρχές δεν χρειάζεται να λαμβάνουν υπόψη τα κενά στην παραγωγή ενέργειας που επιβαρύνουν το δίκτυο, δεδομένου ότι τα πάντα είναι ουσιαστικά αυτάρκη. «Αυτή η διάρκεια των 100 ωρών είναι αυτό που απαιτείται για να παρέχεται πραγματική, σταθερή δυναμικότητα στο σύστημα», δήλωσε ο Jaramillo. Χωρίς αυτό, τα έργα κέντρων δεδομένων θα απαιτούσαν την κατασκευή πλεοναζόντων ανανεώσιμων πηγών και μπαταριών μικρής διάρκειας για υπεραντιστάθμιση, εξήγησε.

Το εργοστάσιο της Form στη Δυτική Βιρτζίνια ανοίγει αργότερα φέτος και θα επεκταθεί στην παραγωγή 500 μεγαβάτ ισχύος μπαταριών ετησίως έως το τέλος του 2028. Το προσωρινό σχέδιο είναι να συνεχίσει την επέκταση από εκεί και πέρα, δήλωσε ο Jaramillo.

Εν τω μεταξύ, στα τέλη του περασμένου έτους, η Form άρχισε να εγκαθιστά τις πρώτες μπαταρίες 100 ωρών στο δίκτυο σε ένα μικρό έργο 1,5 μεγαβάτ με την Great River Energy στη Μινεσότα.

Η Form έχει αρκετές άλλες μικρότερες εγκαταστάσεις έργων προγραμματισμένες μεταξύ τώρα και του 2028, συμπεριλαμβανομένου ενός ακόμη έργου στη Μινεσότα για 10 μεγαβάτ με την Xcel, 10 μεγαβάτ με την Xcel στο Κολοράντο, ένα έργο στην Καλιφόρνια με την PG&E, 15 μεγαβάτ με την Georgia Power, 5 μεγαβάτ με την Dominion Energy στη Βιρτζίνια, 10 μεγαβάτ στη Νέα Υόρκη και, το δεύτερο μεγαλύτερο έργο της μετά το Google, 85 μεγαβάτ στο Μέιν.

«Παράλληλα, γνωρίζαμε ότι η αγορά θα χρειαζόταν όσο χρόνο αναπτύχθηκε και η τεχνολογία», δήλωσε ο Jaramillo. Η ζήτηση της αγοράς, η τεχνολογία και οι παραγωγικές ικανότητες τώρα ευθυγραμμίζονται, είπε.