Google ed Xcel Energy hanno definito in Minnesota un accordo che integra nuova potenza rinnovabile e un sistema di accumulo ferro-aria di lunghissima durata (oltre 100 ore) da 300 MW/30 GWh. Per capacità energetica (GWh) si tratta della più grande batteria annunciata al mondo.
L’intesa è strutturata come un “Electric service agreement” che sarà sottoposto all’approvazione della Minnesota Public Utilities Commission. Il pacchetto comprende 1,4 GW di eolico, 200 MW di solare e 300 MW di storage ferro-aria, risorse destinate ad alimentare un nuovo data center di Google a Pine Island. Un elemento qualificante è l’impostazione “no cost shift”: Google si impegna a coprire i costi dei nuovi impianti e delle eventuali infrastrutture di rete necessarie, con l’obiettivo dichiarato di evitare ricadute tariffarie su altri clienti di Xcel.
La tecnologia di accumulo sarà fornita da Form Energy, azienda statunitense specializzata in soluzioni di long-duration energy storage (Ldes).
Accanto alla grande batteria centralizzata, si legge in una nota diffusa il 24 febbraio dal colosso tech, l’accordo prevede anche un investimento di 50 milioni di dollari per rafforzare un programma di batterie distribuite (Capacity Connect), finalizzato a migliorare resilienza e flessibilità del sistema attraverso asset diffusi sul territorio.
La scala “multi-giorno” e la struttura economica
La configurazione annunciata (300 MW per 100 ore) colloca il progetto nella categoria degli accumuli “multi-giorno”, distinti dagli impianti con batterie al litio tipicamente dimensionati su 2-4 ore. Questi ultimi sono ottimizzati per arbitraggio intraday, peak shaving e servizi ancillari, mentre uno storage da 100 ore è progettato per coprire eventi meteorologici prolungati (scarsità di sole e vento) e ridurre il ricorso alla generazione fossile di back-up su base plurigiornaliera.
L’architettura contrattuale tra Google e Xcel Energy include inoltre il Clean Energy Accelerator Charge (Ceac), un meccanismo tariffario dedicato che consente a un grande cliente di finanziare nuova potenza rinnovabile e innovazioni di rete. In sostanza, come anticipato, il Ceac internalizza nei corrispettivi pagati dal cliente i costi associati allo sviluppo delle nuove risorse, mantenendo neutrale l’impatto sulla base clienti regolata della utility.
Si tratta di un modello che richiama le “clean transition tariffs” già sperimentate in altri Stati Usa come North Carolina e Georgia e che potrebbe diventare uno strumento di riferimento per la crescita dei grandi carichi elettrici legati al digitale e all’AI.
Tecnologia ferro-aria: principi e stato dell’arte
Al centro dell’accordo c’è una batteria ferro-aria (iron-air), una tecnologia che impiega materiali abbondanti (ferro, aria e acqua) e si basa su un processo elettrochimico reversibile di ossidazione/riduzione. Quando si scarica (e quindi produce elettricità), il ferro reagisce con l’ossigeno presente nell’aria: durante questa ossidazione si liberano elettroni che generano corrente.
Quando invece si carica, la corrente elettrica fornita dall’esterno inverte la reazione chimica: l’ossido di ferro viene riconvertito in ferro metallico e l’ossigeno viene rilasciato. In questo modo l’energia viene prima immagazzinata nel materiale e poi restituita quando serve. La soluzione privilegia tendenzialmente bassi costi per kWh e lunga durata rispetto a densità energetica ed efficienza round-trip, risultando quindi adatta a cicli meno frequenti ma di lunga estensione temporale.
Due le principali criticità di questi impianti, come spiegato a QualEnergia.it in una recente intervista da Emanuele Ogliari, professore al Politecnico di Milano. La prima riguarda il ciclo di ossidoriduzione ferro-ossigeno, che è caratterizzato da una efficienza di circa il 50%: “In pratica fra carica e scarica – afferma l’esperto – si perde la metà dell’elettricità accumulata, contro valori tipici di efficienza per sistemi al litio dell’85-95%”.
“Inoltre, queste batterie hanno un’autoscarica notevole: le stime pubbliche disponibili indicano che la perdita può essere fino al 3% al giorno, mentre per il litio l’autoscarica può essere dell’ordine di pochi punti percentuali al mese”.
Per quanto riguarda invece la diffusione commerciale, gli impianti ferro-aria sono ancora nelle prime fasi (Una cura del ferro per i sistemi di accumulo?). Attualmente sono stati autorizzati sempre in Minnesota progetti dimostrativi nell’ordine del gigawattora. L’iniziativa Google-Xcel da 30 GWh rappresenta quindi un salto di scala senza precedenti per questa specifica chimica, pur tenendo conto di tutti i rischi tecnologici del caso.
L’operazione combina nuova capacità rinnovabile e Ldes per ridurre la dipendenza da generazione termoelettrica nelle ore e nei giorni critici, migliorando l’adeguatezza del sistema in presenza di forte penetrazione eolica e solare. Sul piano regolatorio, invece, attraverso il Ceac si offre una possibile risposta al tema della crescita dei grandi carichi senza trasferimenti di costo ai clienti esistenti.
Se realizzato nei tempi annunciati (la consegna delle batterie da parte di Form Energy è prevista per il 2028), il progetto costituirà un banco di prova per la maturità industriale dello storage ferro-aria e per l’integrazione strutturale tra data center e nuove infrastrutture di generazione e accumulo su scala multi-giorno.
