Google ilmoitti tällä viikolla, että se kehittää Minneapolisista etelään uutta datakeskuskompleksia, jonka voimanlähteenä on käytännöllinen puhtaan energian utopia: paljon tuulta, aurinkoa ja erityisesti maailman suurin akkuvarastojärjestelmä.
Vaikka akkuliiketoiminta kukoistaa, useimmat tallennusjärjestelmät tarjoavat virtaa neljän tunnin tai yhä useammin kahdeksan tunnin jaksoissa. Mutta Googlen käyttämä Form Energy -tekniikka pyrkii lähettämään jopa 100 tuntia virtaa kerrallaan. Formin rauta-ilma-akkuteknologia tarjoaa usean päivän keston, joka on tarkoitettu pitämään virran päällä pitkittyneiden vaikeiden sääilmiöiden, kesän huippukysynnän tai yksinkertaisesti aurinkovoimaa heikentävän erityisen pilvisen viikon aikana.
Ajatuksena on, että uusiutuva energia (yhdistettynä lyhyemmän ja pidemmän käyttöiän akkuihin) voi vihdoin karistaa kriitikkojen huolen luotettavuudesta ja tarjota fossiilisten polttoaineiden tuotannon ja ydinvoiman tuottamaa perusvoimaa.
“Tämä on suurin ilmoitettu energian varastointiprojekti maailmassa”, Formin perustaja ja toimitusjohtaja Mateo Jaramillo kertoi Fortunelle. “Se vahvistaa varmasti niin kutsutun usean päivän varastoinnin liiketoimintaa.”
Yhdeksän vuotta sitten perustettu Form avaa Form Factory 1 -tuotantokeskuksensa Länsi-Virginiassa tänä vuonna ja on nyt valmis laajentumaan. Suunnitelmana on julkistaa yritys “suhteellisen lyhyen aikavälin horisontissa”, sanoi Jaramillo, Teslan alum, luultavasti ensi vuonna. “Yrityksen laajuuden ja asiakkaidemme kanssa tekemiemme sopimusten vuoksi meille on hyödyllistä olla julkinen yhtiö.”
Tärkeää on, että Formin sopimus Googlen ja Minneapolisin Xcel Energyn kanssa Pine Islandin palvelinkeskuskompleksista on potentiaalisesti vedenjakaja syntyvälle pitkäikäiselle akkuteollisuudelle. Google on ensimmäinen hyperscaler, joka on hankkinut akkuteknologiaa.
Tavalliset lyhyen käyttöiän litiumioniakut ovat edenneet nopeasti Yhdysvaltojen sähköverkossa. Vuonna 2020 sillä oli noin 1,5 gigawattia asennettua akun kokonaiskapasiteettia. Mutta pelkästään tänä vuonna energiaministeriö suunnittelee 24,3 gigawattia uusia akkuvarastoja, yli kaksinkertaisen määrän uutta tuulivoimaa ja lähes nelinkertaistaa uuden kaasukäyttöisen tuotantokapasiteetin.
Vaikka litiumioniteknologiat siirtyvät sähköajoneuvojen kemiasta, Formin teknologia keskittyy raskaampiin, vähemmän tehokkaisiin rauta-ilma-akkuihin, jotka ovat ennen kaikkea paljon halvempia kuin litiumioniakut. Tämä tekee tekniikasta yhteensopivan pitkäaikaisen sähkön varastoinnin kanssa, mutta ei ehdottomasti sähköajoneuvojen kanssa.
Akkutekniikka toimii palautuvan hapetusprosessin kautta. Pohjimmiltaan soluihin pumpattu happi hapettaa raudan hapettumisen kautta vapauttaen elektroneja. Akut tekevät sen noin kymmenesosalla litiumionien hinnasta, mikä mahdollistaa pidemmän käyttöiän.
Google-Xcel-kumppanuus Minnesotan palvelinkeskusprojektiin sisältää 1,4 gigawatin tuulivoiman, 200 megawatin aurinkoenergian ja 300 megawatin Form-akkujärjestelmän rakentamisen. Vuonna 2028 asennettava 300 megawattia riittää toimitettuna yli 200 000 kotiin.
Google, Massachusettsissa toimiva Form saa lähes miljardi dollaria lahjoituksistaan The Informationin mukaan.
miten kaikki toimii
Jaramillo, akkuvaraston asiantuntija ja Teslan varatoimitusjohtaja, lähti vuonna 2017, koska hän koki saaneensa uransa siellä päätökseen, halusi pysyä teknologian “rintamalla” ja halusi säilyttää terveen perhe-elämän.
“Olet ehkä kuullut, että se on suhteellisen intensiivinen työpaikka”, hän vitsaili.
Jaramillo ja hänen kollegansa alkoivat kokeilla rauta-ilmateknologian konsepteja ja päättivät, että olisi mahdollista toimia samalla tavalla suuremmassa kaasukäyttöisessä voimalaitoksessa. Puhtaan energian akut kilpailisivat niin sanottujen huippukaasulaitosten kanssa, jotka käynnistetään ja sammutetaan nopeasti tarpeen mukaan vastaamaan kasvavaan energiantarpeeseen.
Se johti muotoon. Akkuteknologiat olivat kasvaneet asteittain 15 minuutista yhteen tuntiin nykypäivän neljän ja kahdeksan tunnin ratkaisuihin.
“Emme koskaan hyväksyneet tätä näkökulmaa”, Jaramillo sanoi. “Aloitimme yrityksen sillä oletuksella, että jos pystyt tunnistamaan riittävän halvan kemikaalin, sinulla voisi olla paljon pidempi säilyvyys, noin neljä tai viisi päivää.”
Lyhyen käyttöiän akut yhdistetään uusiutuvaan energiaan kattamaan ajanjaksot, jolloin aurinko ei paista aurinkoenergiaa varten tai tuuli ei puhalla; Usein tuuli- ja aurinkovoima sopivat hyvin yhteen, koska tuulivoima on yleensä voimakkainta yöllä. Formin ja sen pienempien kilpailijoiden pitkäikäiset akut on suunniteltu usean päivän sääolosuhteisiin tai vaativiin tapahtumiin, joita litiumioniakut eivät pysty kattamaan.
“Nämä 100 tuntia kuulostaa yksinkertaiselta ja mukavalta, houkuttelevalta pyöreältä luvulta, mutta itse asiassa ne tukevat hyvin matematiikkaa”, Jaramillo sanoi. “Ajattele napapyörrettä, lämpöpumppua, hurrikaania tai hiekkamyrskyä. Kaikkialla maailmassa on noin neljän tai viiden päivän sääsignaali, joka ohjaa sitä. Ne jakautuvat muutamiin tapahtumiin ympäri vuoden – noin 100 tunnin jaksoissa.”
Hän väitti, että Formin akkujen sisällyttäminen uusiutuviin energialähteisiin voi saada datakeskusprojektien hyväksynnän paljon nopeammin, koska laitosten ja sääntelijöiden ei tarvitse ottaa huomioon verkkoa rasittavia sähköntuotannon aukkoja, koska kaikki on olennaisesti autonomista.
“Tämä 100 tunnin kesto on se, mitä tarvitaan todellisen, vankan kapasiteetin tarjoamiseksi järjestelmälle”, Jaramillo sanoi. Ilman sitä palvelinkeskusprojektit edellyttäisivät ylimääräisten uusiutuvien energialähteiden ja lyhytikäisten akkujen rakentamista ylikompensoimiseksi, hän selitti.
Formin tehdas Länsi-Virginiassa avataan myöhemmin tänä vuonna ja se nopeutuu valmistamaan 500 megawattia vuodessa akkutehoa vuoden 2028 loppuun mennessä. Alustava suunnitelma on jatkaa laajentumista sieltä, Jaramillo sanoi.
Samaan aikaan viime vuoden lopulla Form aloitti ensimmäisten 100 tunnin akkujensa asentamisen verkkoon pienessä 1,5 megawatin projektissa Great River Energyn kanssa Minnesotassa.
Formilla on useita muita pienempiä projektiasennuksia, jotka on suunniteltu tämän hetken ja vuoden 2028 väliseksi ajaksi, mukaan lukien toinen 10 megawatin Minnesota-projekti Xcelin kanssa, 10 megawattia
“Samalla tiesimme, että markkinoiden kehittyminen vie yhtä kauan kuin teknologia”, Jaramillo sanoi. Markkinoiden kysyntä, teknologia ja tuotantokapasiteetti ovat nyt synkronoitumassa, hän sanoi.