Google a annoncé cette semaine qu’il développait un nouveau complexe de centres de données au sud de Minneapolis qui serait alimenté par une utopie pratique en matière d’énergie propre : beaucoup d’énergie éolienne et solaire et, notamment, le plus grand système de stockage par batterie au monde.
Alors que le secteur des batteries est en plein essor, la plupart des systèmes de stockage fournissent de l’énergie sur des périodes de quatre ou, de plus en plus, de huit heures. Mais la technologie Form Energy que Google utilisera vise à envoyer jusqu’à 100 heures d’énergie à la fois. La technologie de batterie fer-air de Form offre des durées de plusieurs jours destinées à maintenir le courant pendant des événements météorologiques violents prolongés, une demande estivale de pointe ou simplement une semaine particulièrement nuageuse qui affaiblit l’énergie solaire.
L’idée est que les énergies renouvelables (lorsqu’elles sont combinées avec des batteries de plus ou moins longue durée) peuvent enfin dissiper les inquiétudes des critiques concernant la fiabilité et offrir l’équivalent de l’énergie de base fournie par la production de combustibles fossiles et l’énergie nucléaire.
“Il s’agit du plus grand projet de stockage d’énergie annoncé au monde”, a déclaré à Fortune le co-fondateur et PDG de Form, Mateo Jaramillo. “Cela confirme définitivement la rentabilité de ce que nous appelons le stockage sur plusieurs jours.”
Form, fondée il y a neuf ans, ouvrira cette année son centre de fabrication Form Factory 1 en Virginie occidentale et est maintenant prête à se développer. Le plan est de rendre l’entreprise publique dans un « horizon à relativement court terme », a déclaré Jaramillo, un ancien de Tesla, probablement l’année prochaine. “En raison de la taille de l’entreprise que nous sommes en train de devenir et du type d’accords que nous concluons avec nos clients, il est avantageux pour nous d’être une société ouverte.”
Il est important de noter que l’accord de Form avec Google et le service public de Minneapolis, Xcel Energy, pour le complexe de centres de données de Pine Island est potentiellement un moment décisif pour l’industrie naissante des batteries longue durée. Google est le premier hyperscaler à sous-traiter la technologie des batteries.
Les batteries lithium-ion standard à courte durée de vie ont rapidement parcouru un long chemin sur le réseau américain. En 2020, elle disposait d’environ 1,5 gigawatts de capacité totale de stockage de batteries installée. Mais cette année seulement, le ministère de l’Énergie prévoit 24,3 gigawatts de nouvelles installations de stockage par batterie, soit plus du double de la quantité de nouvelle énergie éolienne et près de quatre fois la quantité de nouvelle capacité de production au gaz.
Alors que les technologies lithium-ion s’inspirent de la chimie des véhicules électriques, la technologie de Form se concentre sur des batteries fer-air plus lourdes et moins efficaces, qui sont surtout beaucoup moins chères que les batteries lithium-ion. Cela rend la technologie compatible avec le stockage d’électricité de longue durée, mais certainement pas avec les véhicules électriques.
La technologie des batteries fonctionne selon un processus d’oxydation réversible. Essentiellement, l’oxygène pompé dans les cellules oxyde le fer par oxydation, libérant ainsi des électrons. Les batteries le font pour un coût environ dix fois moins élevé que celui du lithium-ion, ce qui permet une durée de vie plus longue.
Le partenariat Google-Xcel pour le projet de centre de données du Minnesota comprend la construction de 1,4 gigawatts d’énergie éolienne, de 200 mégawatts d’énergie solaire et du système de batterie Form de 300 mégawatts. Les 300 mégawatts, dont l’installation est prévue en 2028, suffiront à alimenter plus de 200 000 foyers une fois livrés.
Form, basé à Google dans le Massachusetts, recevra près d’un milliard de dollars pour ses contributions, selon The Information.
comment tout fonctionne
Jaramillo, expert en stockage de batteries et vice-président de Tesla, a quitté l’entreprise en 2017 parce qu’il estimait y avoir terminé sa carrière, voulait rester à la « frontière » de la technologie et maintenir une vie de famille saine.
“Vous avez peut-être entendu dire que c’est un lieu de travail relativement intense”, a-t-il plaisanté.
Jaramillo et ses collègues ont commencé à expérimenter des concepts technologiques fer-air et ont décidé qu’il était possible de fonctionner de la même manière dans une centrale électrique au gaz plus grande. Les batteries à énergie propre concurrenceraient les centrales à gaz dites de pointe, qui sont rapidement allumées et éteintes selon les besoins pour répondre à la demande croissante en énergie.
Cela a conduit à Form. Les technologies de batteries ont évolué progressivement, passant de 15 minutes à une heure jusqu’aux solutions actuelles de quatre et huit heures.
“Nous n’avons jamais souscrit à cette perspective”, a déclaré Jaramillo. “Nous avons démarré l’entreprise en partant du principe que si vous pouviez identifier un produit chimique suffisamment bon marché, vous pourriez avoir une durée de conservation beaucoup plus longue, environ quatre ou cinq jours.”
Les batteries de courte durée sont combinées avec des énergies renouvelables pour couvrir les intervalles de temps où le soleil ne brille pas pour l’énergie solaire ou où le vent ne souffle pas ; Souvent, l’énergie éolienne et l’énergie solaire vont bien ensemble, car l’énergie éolienne est généralement plus forte la nuit. Les batteries longue durée de Form et de ses concurrents plus petits sont conçues pour des conditions météorologiques de plusieurs jours ou des événements exigeants que les batteries lithium-ion ne peuvent pas couvrir.
“Ces 100 heures semblent simples et ressemblent à un chiffre rond joli et attrayant, mais elles sont en fait très étayées par les mathématiques”, a déclaré Jaramillo. “Pensez à un vortex polaire, une pompe à chaleur, un ouragan ou une tempête de sable. Partout dans le monde, il y a un signal météorologique d’environ quatre à cinq jours. Ils sont répartis sur quelques événements tout au long de l’année – des périodes d’environ 100 heures.”
Il a fait valoir que l’inclusion des batteries de Form avec des énergies renouvelables peut permettre d’approuver les projets de centres de données beaucoup plus rapidement, car les services publics et les régulateurs n’ont pas à tenir compte des écarts de production d’électricité qui mettent à rude épreuve le réseau, puisque tout est essentiellement autonome.
“Cette durée de 100 heures est ce qui est nécessaire pour fournir une capacité véritable et robuste au système”, a déclaré Jaramillo. Sans cela, les projets de centres de données nécessiteraient la production d’un excès d’énergies renouvelables et de batteries à courte durée de vie pour surcompenser, a-t-il expliqué.
L’usine de Form en Virginie occidentale ouvrira ses portes plus tard cette année et passera à la production de 500 mégawatts par an de batterie d’ici la fin de 2028. Le plan provisoire est de poursuivre son expansion à partir de là, a déclaré Jaramillo.
Pendant ce temps, à la fin de l’année dernière, Form a commencé à installer ses premières batteries d’une autonomie de 100 heures sur le réseau dans le cadre d’un petit projet de 1,5 mégawatt avec Great River Energy dans le Minnesota.
Form a plusieurs autres installations de projets plus petites prévues d’ici 2028, y compris un autre projet de 10 mégawatts au Minnesota avec Xcel, 10 mégawatts avec
“En même temps, nous savions que le développement du marché prendrait autant de temps que la technologie”, a déclaré Jaramillo. La demande du marché, la technologie et les capacités de fabrication se synchronisent désormais, a-t-il déclaré.
