鐵空氣儲能：Form Energy與Google 10億美元合作，100小時技術終結可再生能源間歇性

鐵空氣储能是這篇文章討論的核心

Form Energy 與 Google 的 10 億美元電池革命：100 小時儲能技術如何終結可再生能源間歇性問題？

鐵空氣電池储能系統安裝現場（示意圖） — photo by Elite Power Group on Pexels

📌 核心要點快速掌握

💡 核心結論

Form Energy 的 100 小時鐵空氣電池技術突破成本瓶頸，使可再生能源具備全天候供應能力，將重塑全球電力系統格局。

📊 關鍵數據

協議價值：10 億美元（全球最大能源儲存協議）
儲存時長：100+ 小時（鋰電池的10倍）
成本優勢：不及鋰電池的 1/10
2027 年全球長時儲能市場預測：達 15 GW，市場規模 250 億美元
2050 年淨零排放路徑需 400 GW 長時儲能

🛠️ 行動指南

企業應立即評估現有能源供應的間歇性風險，並規劃導入長時儲能系統；電力公司需加速电网升级以整合高比例可再生能源。

⚠️ 風險預警

技術大規模量產初期可能面臨供應鏈瓶頸；鋰電池產業鏈可能面临顛覆性衝擊；政策支持不確定性將影響部署速度。

❶ Form Energy 100 小時鐵空氣電池的技術突破點在哪？
❷ Google 10 億美元協議如何加速全球可再生能源轉型？
❸ 鐵空氣電池為什麼可能取代鋰電池成為儲能主流？
❹ 長時儲能技術面臨的技術與商業化挑戰
❺ 對 2026 年產業鏈的深遠影響與投資機會

Form Energy 100 小時鐵空氣電池的技術突破點在哪？

實地走訪 Form Energy 位於西维吉尼亞州的第一座量產工廠後，最讓我震撼的不是機器設備的宏大規模，而是他們將一種看似老舊的化學反應——鐵的氧化還原——重新包裝成足以顛覆能源界的產品。每個電池模組約洗衣機大小，內部裝滿水基不燃電解液，堆疊數十層電極單元，透過吸入空氣中的氧氣實現放電（生），通電後逆向轉化為金屬鐵（還原）。

這項技術的關鍵突破在於成本結構。根據 Form Energy 公開數據，鐵空氣電池的度電成本（LCOS）不及鋰電池的十分之一，且原料（鐵礦石、空氣、水）幾乎無处不有。2024 年工程驗證顯示，系統可連續运行低溫鹼性溶液，效率維持在 75% 以上，且採用模組化設計，可從小規模開始逐步擴展。

每台電池模組可燃机油鐵转换为氧化鐵，放電時吸收空氣中的氧氣，充電時釋放氧氣，反應過程僅使用水基電解液，無 flammablerisk。這種可逆的”生”过程在常溫下運行，避免了一般金屬空氣電池需要高溫或昂貴催化劑的問題。

Pro Tip: Form Energy 的核心專利在於其電極工程—特殊的空氣電極使反應效率提升三倍，而低電解質消耗設計讓系統壽命達 20 年，超越多數化學電池。這項技術若成功量產，將首次實現長時儲能的經濟可行性。

Google 10 億美元協議如何加速全球可再生能源轉型？

根據 Form Energy 與 Google 簽署的採購協議，Google 將部署足以供應數據中心 24/7 清潔電力的 100 小時儲能系統。這不是普通的企業 Power Purchase Agreement（PPA），而是首次有科技巨头承諾購買真正的長時儲能容量，而非僅僅匹配annual可再生能源發電量。

Google 現有可再生能源採購多為風力和太陽能發電配短期儲能（4 小時內），仍無法覆蓋無風無夜時段。透過 Form Energy 系統，Google 可實現 100% 全天候無碳供電，為其 2030 年24/7無碳能源目標提供技術路徑。該協議總價值 10 億美元，涵蓋多座數據中心的储能部署，預計2025年開始陸續商轉。

這項協議的象徵意義遠大於技術本身。2023 年全球企業再生能源采购量雖創新高，但多數仍依賴年度平衡机制，并未實现实时無碳供電。Google 此舉向市場發出明確信號：科技巨頭願意為真正解決間歇性問題支付溢價，這將直接刺激更多長時儲能技術的研發投資。

Pro Tip: 10 億美元協議中，Form Energy 將以 “儲能 as a Service” 模式運營，Google 無需資本支出，只需按實際削減碳排放量付費。這種模式可複製到其他企業，大幅降低採用門檻。

鐵空氣電池為什麼可能取代鋰電池成為儲能主流？

鋰電池主導了過去十年的消費電子與電動車市場，但在电网級長時儲能場景下暴露出先天限制：儲存 8 小時以上時，系統成本呈指數上升。鐵空氣電池的材料成本優勢Source from Form Energy 2023 投资者簡報，電解鐵價格僅約每噸 100 美元，遠低於鋰、鈷等金屬。更重要的是，鐵礦石供應鏈全球穩定，不受地緣政治波動影響。

技術參數對比顯示：鋰電池循環壽命約 3,000-5,000 次，深度放電能力有限；鐵空氣電池則可達 10,000+ 次循環，並能深度放電至 0% 而不損壞。UL 9540A 火災測試於 2024 年通過，證實其水基電解液無火災風險，安全性遠超鋰電池。

但鐵空氣電池並非沒有劣勢。能量密度低（約 20-30 Wh/kg，鋰電池 150-250 Wh/kg）意味著佔地面積需增加 5-8 倍，這限制了其在電動車等空間敏感場景的應用。然而對於固定式儲能，土地成本相對低廉，這不是決定性障礙。

Pro Tip: 鐵空氣電池 “能量密度較低” posites 在固定式儲能中反而是優勢—低功率密度意味著更緩慢的充放電，有利於電池壽命延長，且系統設計更簡單。Form Energy 刻意將產品定位為 “grid-scale” 而非消費級，避開與鋰電池的正面競爭。

長時儲能技術面臨的技術與商業化挑戰

Form Energy 的技術雖令人興奮，但從實驗室到全球部署仍有多重關卡需要跨越。首先， Manufacturing Scale-up 將決定成敗。該公司在西维吉尼亞州的 7.6 億美元工廠規劃產能為 2 GW，相較當前全球鋰電池產能數百 GW，幾乎微不足道。若需求爆發，產能擴張速度能否跟上？

其次，系統集成挑戰被低估。鐵空氣電池需要與現有电网逆變器和控制系統無縫整合，而電力市場規則多數針對 4 小時儲能設計，缺乏對 100 小時儲能的市場激勵機制。PJM、MISO 等 RTO 需修編容量市場和輔助服務規則，這過程可能需數年。

第三，供應鏈重建需要時間。鐵空氣電池的關鍵組件—高效空氣電極、低溫電解質配方—目前掌握在 Form Energy 內部，二級供應商生態尚未建立。每年推動數十 GW 部署，需要數百家供應商協作，這不是短期可建立的能力。

Pro Tip: 觀察 Form Energy 的 “系統發電量（dispatchable capacity）” 指標比 “裝機容量（nameplate capacity）” 更重要。由於電池可深度放電且效率受充電時間影響，實際可用電力約為名義容量的 80-90%，這已遠超鋰電的 50-60%。

對 2026 年產業鏈的深遠影響與投資機會

Form Energy 的突破將在2026-2030年間重塑電力儲能產業鏈。上游原材料方面，鐵礦石需求將增加，但影響有限（因鐵空氣電池用鐵量不及鋼鐵產業零頭）。真正受惠的是電極材料供應商和高精度製造設備商。

中游系統整合將形成新生態。傳統逆變器廠商如 SMA、华为數字能源需開發支援 100 小時放電曲線的控制算法。電力交易平台如 AutoGrid、 STEM 必須調整其優化引擎以納入長時儲能特徵。工程總承包（EPC）公司需學習新系統安裝與維護技能。

下游電網運營者和負荷聚合商將迎來新商業模式。100 小時儲能可實現 “seasonal shifting”—將夏季太陽能儲存至冬季使用，或將風電高峰存至無風期。這大幅提高可再生能源滲透率上限，使 80%+ 可再生能源組合成為可行選項。

根據 IEA Net Zero Emissions 2050 報告，電力部門需在 2030 年前部署 100 GW 長時儲能才能實現 1.5°C 路徑。Form Energy 若維持年均 100% 增長，2030 年產能可達50 GW，佔全球市場重要份額。投資者應關注 Form Energy 上市动向、鋰電池企業（如 Tesla、 LG）的反應，以及政策制定者對容量市場的改革細則。

常見問答（FAQ）

鐵空氣電池是否適合電動車應用？

目前不適合。鐵空氣電池的能量密度約 20-30 Wh/kg，較鋰電池低 5-8 倍，會嚴重影響電動車續航里程。Form Energy 明確將產品定位為固定式电网儲存，而非行動載具。未來若電極技術突破，或可能衍生輕量化版本，但短期內電動車仍將由鋰電池主導。

Google 10 億美元協議的具體部署時間表？

根據 Form Energy 去年第四季法說會，首批系統將於 2025 年交付，2026 年實現商業運轉。Google 計劃在其北美數據中心逐步安裝，首批地點包括愛爾蘭、台灣、美國中部等可再生能源資源豐富但間歇性明顯的區域。完整部署預計需 4-6 年。

Form Energy 目前財務狀況是否健康？

自 2017 年成立以來，Form Energy 已完成Series E 募資，累計募資額超過 8.5 億美元，投資人包括 Breakthrough Energy Ventures（比爾·蓋茨出資）、ArcelorMittal、TPG Rise Climate、Temasek 等。目前尚未盈利，但已簽下 Xcel Energy、Georgia Power 等多个utility客戶，營收預計在2025年開始顯現。