Google은 미네소타 남동부의 평평한 땅에 기술적으로 가장 야심 찬 데이터 센터 중 하나로 간주되는 새로운 시설을 건설하고 있으며 거의 ​​전적으로 재생 가능 에너지로 운영되도록 설계되었습니다. Pine Island에 위치한 이 데이터 센터는 거대 유틸리티 기업인 Xcel Energy와 지원 풍력 및 태양광 인프라를 공동으로 개발할 예정입니다. 총 1.9GW에 최대 19GWh의 무탄소 전력을 확보할 계획이며, '러스트'를 핵심으로 하는 장기 에너지저장 시스템을 갖췄다.

이는 미네소타에서 진행되는 Google의 첫 번째 데이터 센터 프로젝트입니다. Form Energy가 개발한 철-공기 배터리 기술을 사용하여 최대 100시간의 장기 에너지 저장을 달성하고 총 에너지 저장 규모는 최대 30기가와트시이며 전천후 클라우드 컴퓨팅 및 AI 비즈니스를 지원합니다. 데이터센터 산업에서는 화석연료에 의존하지 않고 고부하 시설에 안정적인 전력을 공급하는 방법이 항상 문제였다. Google은 철-공기 배터리의 대규모 배치를 통해 비중이 높은 재생 에너지 그리드에 며칠간 안정성을 제공하려고 노력하고 있습니다.

휴대폰, 전기 자동차 및 그리드 수준 에너지 저장 장치에 널리 사용되는 현재 리튬 이온 배터리와 달리 Form Energy의 기술 경로는 전해질에서 리튬 이온의 이동 메커니즘을 포기하고 대신 가역적인 "녹 감소" 화학 반응을 활용하여 에너지를 저장하고 방출합니다. 방전 단계에서 배터리는 작은 철 입자로 공기 중의 산소를 산화시키면서 전자를 방출하여 전류를 형성함으로써 산화철을 생성합니다. 충전 단계에서는 전기 에너지를 사용하여 이 과정을 역전시키고 "녹슨" 산화철을 다시 금속철로 환원시켜 사이클을 완료합니다.

에너지 효율성 측면에서 철공기 배터리의 왕복 효율은 약 50~70%로 리튬 이온 배터리에서 일반적으로 볼 수 있는 90% 이상의 수준보다 훨씬 낮습니다. 그러나 장점은 비용과 기간에 있습니다. 킬로와트시당 약 US$20의 에너지 저장 비용은 동등한 리튬 이온 솔루션의 약 1/3에 불과하므로 대규모 장기 에너지 저장 시나리오에서 더 경제적이며, 특히 며칠 동안 공급과 수요의 균형을 유지해야 하는 풍력 및 태양광 발전이 지배하는 전력망에 적합합니다.

미네소타는 이 기술의 시험장 중 하나가 되었습니다. Google 프로젝트 외에도 Form Energy가 지역 유틸리티인 Great River Energy와 협력하여 배포한 소규모 데모 프로젝트도 건설 중입니다. 이 시스템은 150MWh의 계획된 에너지 저장 용량을 갖추고 있으며 최대 100시간 동안 1.5MW를 지속적으로 출력할 수 있어 장기적인 피크 저감 및 지역 전력망에 대한 비상 지원을 제공합니다. Google의 Pine Island 데이터 센터의 에너지 저장 장치 배치는 이 실험 기술을 실제 산업 응용 규모로 확장하는 것을 목표로 이를 기반으로 몇 배로 확장되었습니다.

기술적인 측면 외에도, 이 프로젝트는 청정 에너지 투자 과정을 가속화하는 것을 목표로 하는 새로운 전기 가격 구조 설계라는 정책 및 비즈니스 모델의 혁신도 도입합니다. 이 메커니즘은 'Clean Energy Accelerator Charge(CEAC)'라고 하며 Google이 Nevada NV Energy와 협력하여 시범적으로 시행한 'Clean Transition Tariff'(Clean Transition Tariff)의 확장이자 발전입니다.

CEAC 메커니즘에 따라 Google은 분산형 에너지 저장 프로젝트를 지원하고 그리드 전체에 더 작은 배터리 시스템을 배포하여 전반적인 신뢰성을 향상하고 간헐적인 재생 가능 에너지의 변동을 완화하기 위해 Xcel Energy의 용량 연결 프로그램에 5천만 달러를 투자하기로 약속했습니다. 이러한 유형의 구조 설계의 목표는 전기 가격에 대한 규제 제약을 위반하거나 주민의 전기 요금 부담을 늘리지 않으면서 유틸리티 회사가 청정 전원 및 에너지 저장 시설의 개발 및 건설을 보다 신속하게 촉진할 수 있는 "채널을 여는 것"입니다.

구글은 이번 협력을 통해 대규모 에너지 소비 기업이 전력회사와 협력하여 혁신적인 전기 가격과 투자 약정을 통해 전력망에서 재생 에너지의 비율을 심화할 수 있을 뿐만 아니라 실험에서 대규모 적용에 이르기까지 차세대 에너지 저장 기술을 촉진할 수 있음을 보여 준다고 말했습니다. 미네소타의 경우 이 프로젝트는 산업용 전기 사용에 대한 새로운 패러다임을 제시합니다. 미래에 흐린 날과 바람이 없는 밤에 클라우드 컴퓨팅과 AI 데이터 센터의 안정적인 운영을 지원하는 것은 더 이상 화석 연료가 아니라 "녹 반응"을 기반으로 작동하는 배터리일 수 있습니다.