特斯拉计划在德克萨斯州生产其 Megapack 3 公用事业规模电池,但来自马萨诸塞州的储能初创公司 Form Energy 可能已在该领域取得领先。Form Energy 去年在西弗吉尼亚州启动了铁空气电池工厂,并与 Xcel Energy 和谷歌签署了一项 300 兆瓦、100 小时的储能协议,这是同类中规模较大的项目之一。
Form Energy 专注于长时储能技术,旨在在成本、安全和持续时间方面超越传统的锂离子电池方案。锂离子电池自 2000 年代初以来一直是储能主力,放电时间通常为 2-4 小时,适用于常规电网平衡和临时停电。然而,随着风能和太阳能电网的发展,需要能够大规模持续发电至少半天或更长时间的储能系统。先进的锂离子电池阵列可持续约 6-8 小时,但供应链复杂性和成本是限制因素,且火灾风险可能引发社区反对,限制选址机会。相比之下,已有百年历史的抽水蓄能技术仍占美国公用事业规模储能的约 95%,凸显了长时储能系统的挑战。
Megapack 3 是特斯拉电池的最新迭代,采用安全性增强的 LFP 方案,但在持续时间方面要赶上 Form Energy 的铁空气电池还有较长的路要走。Form Energy 成立于 2017 年,于 2021 年进入媒体视野,当时它描述其可充电铁空气电池为“能够提供 100 小时的电力,系统成本与传统发电厂相当,且成本低于锂离子电池的十分之一。” Form Energy 补充道:“这种电池可以在多天时间内连续使用,并将实现全年可靠、安全、完全可再生的电网。” 到 2023 年,公司计划将西弗吉尼亚州威尔顿一家前钢铁厂改造为生产铁空气电池的工厂,利用州政府激励措施和交通优势。Form Energy 吸引了私营部门投资者和美国能源部的支持,例如 2024 年 9 月,该机构提供了高达 1.5 亿美元的奖励谈判,支持“Form Factory 1”项目,包括为约 600 个职位提供培训。2025 年 9 月,公司入围全球 Earthshot 奖的“修复我们的星球”类别,成为少数被选中的美国创新者之一。同时,美国能源部取消了包括明尼苏达州项目在内的多项清洁能源资助,影响 Form Factory 1 和就业机会,西弗吉尼亚州因与明尼苏达州 Xcel 项目的关联而受到波及。
明尼苏达州的关联方面,广播电台 KNSI 在 2025 年 10 月 3 日报道:“美国能源部宣布取消对包括明尼苏达州在内的几个州项目的数十亿美元资助。” KNSI 详细说明:“这里的 12 个清洁能源项目之一是为贝克尔的一个实验性长时电池系统提供的 7000 万美元拨款。Xcel Energy 正在关闭燃煤的舍本县发电站,并转向太阳能,这是上中西部地区最大的太阳能项目。其中包括一个能够存储高达 1000 兆瓦时容量的铁空气长时电池——相当于明尼苏达州 30,000 至 40,000 户家庭的日均能源使用量。” 之后,Xcel 宣布推进在明尼苏达州 Pine Island 新谷歌数据中心的能源计划中部署 Form 铁空气电池。该计划涉及引入 1.9 吉瓦的可再生能源,为新数据中心供电,且不增加现有用户的成本,包括电网改进、1400 兆瓦新风能、200 兆瓦太阳能和 Form 的 300 兆瓦储能系统。Xcel 解释道:“这个 100 小时电池系统将在高产量和低需求期间储存能量,并在高需求期间将其输送到电网,提供稳定容量并在最需要时(即使是多天)增强电网可靠性。” Xcel 仍需向明尼苏达州公共事业委员会提交计划,以获得批准。
铁空气储能系统的工作原理相对简单:电池模块中的铁丸暴露在气流中时会生锈,释放能量;充电时施加电力,使铁锈恢复到金属形态。Chemical & Engineering News 在去年介绍中提供了更多细节:“为了给电池充电,电力将阳极的氢氧化铁转化为金属铁,释放氢氧根离子。氢氧根离子迁移到电池另一侧的空气阴极,在那里它们形成水和氧气。氧气从电池中冒出。在放电期间,该过程逆转。将氧气泵入水性电解质中产生氢氧根离子。在阳极,氢氧根离子与铁反应形成氢氧化铁,电子从电池中流出。” 储能研究人员自 1960 年代 NASA 首次尝试以来,一直在探索铁空气电池技术。Form Energy 由首席执行官 Mateo Jaramillo 共同创立,他在 2009 年加入特斯拉后启动了该公司的固定储能业务。除了明尼苏达州项目,Form Energy 还在纽约、缅因州、弗吉尼亚州、佐治亚州、科罗拉多州和加利福尼亚州有储能合作伙伴关系正在筹备中,进一步扩展其铁空气电池在储能市场的应用。









