全球儲能電池建設大爆發 成本驟降75% 改變電網運作

全球正掀起一波大型儲能電池設施建設熱潮,今年將有大量新設施陸續併入電網。從德州的太陽能中心、內蒙古草原,到雪梨北方一座退役燃煤電廠的舊址,都在加速部署。

隨著成本下降且資料中心用電需求飆升,早已為儲能電池建設迅速增加鋪路,如今中東戰事導致化石燃料價格飆高,更加速了替代能源需求,讓2026年有可能成為電池在全球能源系統中變得關鍵的一年。彭博新能源財經分析師原本就預期今年電池安裝數將激增約三分之一,主要由歐洲、中東、非洲與拉丁美洲推動;若燃料供應中斷持續,動能還可能進一步增加。

儲能電池產業成長的跡象已經出現。中國一家電池製造商預期第1季獲利大增,反映全球需求增加;在越南,一家開發商則希望將原本規劃的液化天然氣(LNG)發電專案改為結合儲能的再生能源方案,理由是戰爭導致燃料成本飆升。國際能源署(IEA)電力部門主管瓦納表示:「現在已進入一個階段,只要有人要投資電力系統,電池都是最具吸引力的選項之一。」

在大量充滿太陽能與風電的市場中,電池營運業者可在電價低時買電、需求高峰時賣電。過去電網依賴煤與天然氣來補足再生能源間歇性,但現在儲能已變得便宜且反應迅速,足以開始改變電網運作方式。根據彭博數據,電池平均成本自2018年至2025年已下降約75%,預期到2035年還會再降25%。

儲能電池的建設案也開始以大型群聚形式建設,規模足以影響電網運作。例如內蒙古近期啟用三個大型儲能場,合計容量達7.4百萬瓩時(GWh),短時間的供電量可媲美多座大型電廠;在蘇格蘭,兩座位於舊煤礦附近的大型電池園區也將於今年啟用。

澳洲新南威爾斯的「Waratah超級電池」在去年部分啟用後,在晚間用電高峰時,釋出的電量甚至超越天然氣發電廠,有助協助澳洲緩和因本土氣田衰竭而可能出現的天然氣短缺窘境。

美國能源資訊局(EIA)預估,到2026年,電池將占美國新增發電容量的四分之一以上。儲能業者Fluence Energy高層主管表示:「電池已從單純的乾淨能源技術,轉變為電網韌性基礎設施。」

「鐵空氣電池」來了 Google部署鐵生鏽儲能技術

迎戰AI時代資料中心的電力需求,科技大廠展開新的能源策略,鐵空氣電池(iron-air battery)憑藉低成本、長時間儲能的優勢崛起。隨著Google、AI基礎設施供應商Crusoe等接連簽下大單,發展備受矚目。

用「生鏽」原理做成電池

一般來說,氧化生鏽不算優點,鐵空氣電池卻能利用這個電化學反應來發電。電力過剩時,對電池充電,讓鐵鏽還原成鐵,將能量先儲存下來。需要電力時,再讓鐵與空氣中的氧產生作用,生鏽的同時會釋放出電子,產生電力。

研發鐵空氣電池多年的新創公司Form Energy解釋,每個電池單元(cell)由鐵粒、電極、電解液組成。將電池單元堆疊組合,就能成為電池模組(module),可依需要擴大規模。如今已能以高效率的方式儲存電能,可長達100小時。

Form Energy表示,鐵空氣電池主材料是鐵、水和空氣,都是地球上最安全、便宜、豐富的資源,容易取得。這套系統已達商業規模,可提高電網的安全性和彈性。

20260415 鐵空氣電池 原理Form Energy PR

鐵空氣電池原理是鐵鏽還原成鐵,以儲存能量,待需要用電時,鐵與氧接觸產生鐵鏽的化學反應就能釋出電力。圖片來源:Form Energy

搭上資料中心潮流

Form Energy成立於2017年,由出身台灣的麻省理工學院(MIT)教授蔣業明等五人共同創辦,近日接連拿下資料中心的大單。2月,Google宣布在明尼蘇達州興建資料中心,將利用鐵空氣電池儲存再生能源,供資料中心使用。緊接著在3月,Form Energy宣布與AI基礎設施大廠Crusoe達成協議。

Google規劃由Xcel Energy建造1400MW的風電和200MW的太陽光電,Form Energy打造300MW/30GWh的鐵空氣電池。風電和光電過多時,電力可存在電池,供電力不足時候使用,如此,就能延長資料中心使用再生能源的時間。根據Xcel,這套電池將是全球容量最大的電池。

美國在去(2025)年1月公布總投資高達5千億美元的超大型AI基礎建設計畫「星際之門計畫」(Stargate Project)。其中,第一個資料中心的開發商與營運商就是Crusoe。Crusoe與Form Energy達成12GWh的鐵空氣電池的協議,以因應2027年以後的資料中心電力需求。

資料中心自籌電力 推升儲能需求

資料中心耗電過多,導致美國電網不堪負荷。今年3月,美國總統川普與科技巨頭簽下「電費繳納者保護承諾」(Rate Payer Protection Pledge),要求科技公司興建資料中心,時,有義務自行滿足電力需求,並承擔電網升級所需費用,以避免電價上揚,讓一般家戶承受AI的能源成本。

彭博》報導,Form Energy執行長哈拉米洛(Mateo Jaramillo)表示,與Crusoe的合作強調了市場需要穩定、快速(電池)容量的趨勢。Crusoe也指出,此協議展示了建置AI基礎設施不一定要依賴當地電網的做法。

鋰電池是目前電網級儲能的主流,但鐵空氣電池也有優勢。根據《Tech Crunch》,Form Energy鐵空氣電池每度(kWh)儲能成本約20美元,比鋰離子電池便宜三倍以上。其次是儲能時間,鋰電池適合約4小時的儲能調度,而鐵空氣電池則可儲存4天以上。

鐵空氣電池的缺點是轉換效率(Round trip efficiency,RTE),這是指輸出能量與輸入能量的比值,越高代表損耗越少。鋰電池通常可達90%以上,鐵空氣電池的RTE卻僅50%至70%。此外,鐵空氣電池重,占地面積也大,但專家認為,在電網級儲能應用上,占地面積不是主要因素,成本與儲能時間更重要。

 

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