雙碳研究 | 鐵-空氣電池或將重塑儲能格局

鐵-空氣電池

或將重塑儲能格局

【Energy Digital網12月3日報道】

可再生能源對長時儲能解決方案的需求日益迫切，鐵-空氣電池迅速崛起，成為鋰離子電池的高性價比替代品。

可再生能源交易所(Renewable Exchange)商務總監馬克?勒弗里奇（Mark Loveridge）表示，2025年最令人振奮的清潔技術革新，或許藏于“鐵銹”之中。馬克等業內人士愈發關注，這一物質如何在減緩氣候變化中發揮作用。

可再生能源系統當前正面臨著挑戰，與化石燃料不同，太陽能、風能等清潔能源難以實現規模化儲存。這也意味著，一旦遇到無風無日照時段，能源供應便可能陷入短缺。

破解儲能困局

數十年來，鋰離子電池始終是儲能領域熱門話題，小到手機，大到電動汽車等各類設備均由其提供動力。

然而，2025年臨近年末，一種化學性質截然不同的替代技術，已從實驗室研究成功邁向電網實際應用的階段。

馬克稱：“鋰離子電池壟斷市場已數十年，2025年或將成為長時儲能（LDES）的轉折點，而鐵-空氣電池正引領這場變革。”

這類電池的工作原理是鐵的氧化還原反應。放電時，電池吸納空氣中的氧氣，鐵顆粒轉化為鐵銹（氧化鐵）并釋放能量。充電時，電流則將鐵銹還原為金屬鐵，電池同步釋放氧氣。

超長儲能時長

鋰離子技術的主要短板在于儲能時長。它只能滿足2至4小時的短時供電需求，因此如果要填補可再生能源的發電空白，經濟上便不具備可行性。而這正是鐵-空氣技術的核心優勢所在。

馬克表示：“鐵-空氣電池的儲能時長可超100 小時。即便無風無日照，太陽能與風能也能持續供電，保障各類用電需求不中斷。”

憑借遠超傳統電池的儲能時長，鐵-空氣電池系統有望取代化石燃料調峰電廠。馬克補充道：“該技術是電網級脫碳的理想之選，尤其在可再生能源發電遭遇連續數日低谷時。”

從理論到實踐

今年，這項技術實現了從理論構想向實體基礎設施的快速跨越。

馬克指出：“2025年，荷蘭Ore Energy公司推出全球首個并網鐵-空氣電池，美國福姆能源公司（Form Energy）則募集超4億美元資金，推動該技術邁入商業化規模應用階段。”

2025年7月，Ore Energy公司在代爾夫特的試點項目成功并網，這一成果或將成為歐洲市場的重要技術驗證標桿。該項目證明，這類系統可安全接入人口密集的城市環境之中。

在美國，福姆能源公司于西弗吉尼亞州威爾頓的一座舊鋼廠，建成并啟用了商業化規模的生產工廠。目前，該公司正努力完成與埃克塞爾能源（Xcel Energy）、佐治亞電力（Georgia Power）等主要公用事業企業的訂單，相關項目預計于2025年末至2026年陸續投產運營。

地緣與生態雙重利好

除技術突破外，鐵-空氣電池更蘊藏著顯著的地緣政治價值。

清潔能源轉型從對化石燃料的依賴，轉向對鋰、鈷、鎳等稀土礦物的依賴，而這些礦物儲量日漸稀缺，爭奪也日趨激烈。使用鐵-空氣電池則可完全避免這一困局，其制造僅依賴鐵、空氣、水三種儲量豐富、價格低廉的材料。

這種材料上的先天優勢，有望轉化為國家能源戰略的穩定性與安全性，減少資源爭奪引發的沖突，同時簡化供應鏈。

此外，這類電池的環境屬性與循環經濟理念高度契合，其活性材料無毒無害，使用完后易于回收利用。

需明確的是，這類電池并非為電動汽車、智能手機等移動設備設計。相較于鋰離子電池，它們體積更大、重量更沉，效率也相對較低。然而，對于安裝在風電場旁混凝土基座上的靜態儲能設備而言，這些特性反而是適配之選。

儲能技術推廣的核心考量是每千瓦時的成本，鐵-空氣電池的目標定價是低于每千瓦時20美元，僅為鋰離子電池成本的一小部分。這種經濟優勢能讓公用事業公司大規模儲存能源，且不會給電網財務帶來負擔。

更為關鍵的是，這類電池的出現能擺脫對稀土礦物的依賴，讓這些稀缺資源在尚無替代方案的氣候技術領域得到充分使用。

隨著能源行業的迭代升級，我們所追求的可靠可持續供電電網，或許終將依托地球上最常見的金屬——鐵來構建。

馬克總結道：“關注能源未來的人，務必緊盯鐵-空氣電池。它不僅是一項技術創新，更可能成為重塑能源行業的變革之力。”

編譯：耿 語（新能源部）

審校：高英博（新能源部）

編輯：耿 語（新能源部）