在可再生能源大规模渗透的今天，风能、太阳能的间歇性与波动性始终是制约新型电力系统建设的核心瓶颈。短时储能技术（如锂离子电池）虽能缓解日内负荷波动，但面对跨日、跨周的能源供需失衡仍显乏力。

在此背景下，铁空气电池凭借超长储能时长、极低成本与高安全性，成为长时储能领域的“潜力股”。2025年，荷兰初创企业Ore Energy建成全球首个并网运行的铁空气电池系统，这一里程碑事件不仅标志着铁空气电池从实验室走向实际应用，更为全球能源转型提供了全新的储能解决方案。

全球首例并网：铁空气电池的商业化破冰

铁空气电池的商业化进程在2025年迎来关键突破——荷兰Ore Energy公司将全球首套铁空气电池储能系统接入电网，部署于代尔夫特理工大学“绿色村庄”试验基地。尽管这套系统规模极小（不足1 MWh），但它的并网运行，打破了长时储能技术长期停留在概念验证阶段的僵局，为行业提供了可参考的实际应用样本。

Ore Energy的铁空气电池系统采用模块化设计，完整的4.2 MWh系统可装入一个40英尺集装箱，未来可根据客户需求灵活堆叠扩容，这种设计使其既能适配校园微网等小型场景，也能满足大型风电场、电网级储能的需求。

值得关注的是，该系统是欧洲首个完全在本土设计、制造并安装的长时储能项目，契合欧盟“清洁工业协议”中本土清洁制造的导向，也降低了对外部供应链的依赖。作为代尔夫特理工大学的孵化企业，Ore Energy的核心团队曾在此深耕8年研发相关技术，试验基地的独立并网接入点更让其能快速开展跨日能量时移测试，为后续商业落地积累数据。

从行业竞争来看，铁空气电池赛道并非Ore Energy一家独大。美国Form Energy是该领域的“先行者”，已累计获得12亿美元风险投资，2024年10月完成4.05亿美元F轮融资后，在西弗吉尼亚州建成制造基地并投产，在手项目储备从100 MWh到8.5 GWh不等，多个项目计划年内投运。

相比之下，2023年才成立的Ore Energy规模更小（目前仅30多人，以研发为主），但发展野心十足——公司计划跳过长期小规模试点，直接推进商业落地，目标2030年实现50 GWh的年产能，同时正与大量商业客户洽谈系统部署，重点瞄准欧洲退役煤电、燃气电厂的容量缺口填补，以及风电项目的配套储能需求。

技术原理：“生锈与去锈”的可逆化学反应

铁空气电池的核心原理源于铁的氧化还原反应，这一化学过程虽在20世纪60年代就被提出，却因“去锈难”的技术瓶颈长期未获突破。如今，Ore Energy等企业通过技术优化，让这一“古老”原理焕发出新活力。

其工作机制可概括为“呼吸式”的充放电循环：放电时，浸泡在水基电解质中的铁阳极与空气中的氧气发生反应，铁被氧化生成铁锈（氧化铁），同时释放电能；充电时，外部电能输入系统，铁锈被还原为金属铁，氧气则从电池中“排出”。用Ore Energy联合创始人Aytac Yilmaz博士的比喻来说，“就像肺一样，一呼一吸间把铁变成锈，再把锈变回铁”。这种反应过程无需依赖锂、钴、镍等稀缺材料，仅以铁和空气为核心原料，从源头上降低了对特殊资源的依赖。

技术突破的关键在于解决“去锈难”的行业痛点。铁的氧化（生锈）是自然易发生的过程，但要在电池系统中高效、稳定地将铁锈还原为铁，却面临反应效率低、副产物干扰等难题。尽管Ore Energy未公开阳极的具体配方（仅透露在铁之外添加了其他物质），但其并网系统的运行已证明该技术具备实际可行性。与锂离子电池相比，铁空气电池的最大优势在于储能时长——主流锂离子电池仅能连续供电4-12小时，而铁空气电池可实现100小时以上的持续放电，能轻松应对连续数日的无风、阴雨天气，为可再生能源的稳定并网提供跨时段的能量缓冲。

此外，该技术的结构设计极为简洁，核心由铁阳极、“膜状”阴极与水基电解质构成，没有复杂的组件，这不仅降低了制造难度，也为后续规模化生产奠定了基础。代尔夫特理工大学的长期研发积累，更让这套系统在材料兼容性、反应稳定性等方面经过了充分验证，为商业化应用减少了技术风险。

核心优势：低成本、高安全与长时储能的三重价值

在长时储能技术的竞争中，铁空气电池凭借低成本、高安全性与超长储能时长的三重优势，展现出显著的市场竞争力，尤其契合电网对长周期能源调节的需求。

成本优势是铁空气电池最突出的亮点。铁是地壳中含量最丰富的金属之一，年产量超18亿吨，价格低廉且获取便捷；空气更是取之不尽的免费资源。这种原料特性让铁空气电池的成本控制达到了行业新高度——Ore Energy透露其电池成本仅为16欧元/千瓦时，而2023年锂离子电池的价格约为其10倍。对于需要大规模部署的长时储能项目而言，成本是决定技术能否推广的关键因素，铁空气电池的“平民化”成本，使其在替代化石燃料备用电源、配套风电光伏项目等场景中具备极强的性价比。

安全性是其另一大核心竞争力。铁空气电池采用水基电解质，而非锂离子电池中常见的有机电解液。有机电解液具有易燃、易爆的特性，近年来全球多起储能电站火灾事故均与此相关；而水基电解质不易燃、不易爆，从根本上杜绝了储能系统起火、爆炸的风险。对于电网级、城市周边的储能项目来说，安全性直接关系到周边环境与居民安全，铁空气电池的这一特性，为其在人口密集区、核心电网节点的部署扫清了安全障碍。

超长储能时长则精准匹配了可再生能源的并网需求。风能、太阳能的出力波动不仅体现在日内（如白天有光、夜间无光），更存在跨日、跨周的大幅波动（如连续3天大风、一周阴雨）。短时储能技术无法覆盖这类长周期波动，而铁空气电池100小时的放电能力，可实现“多日能量时移”——在风电、光伏出力过剩时储存电能，在出力不足时持续释放，有效平抑长周期的能源供需波动。

以欧洲为例，荷兰等国日照不足但风电资源丰富，风电的多日波动对电网稳定影响显著，铁空气电池恰好能填补这一调节空白，减少对煤电、燃气电厂的依赖，助力能源结构转型。

行业竞争与未来挑战：长时储能赛道的机遇与考验

铁空气电池并非孤立的技术创新，而是全球长时储能竞赛中的重要一员。随着国际能源署（IEA）预测2050年全球长时储能装机需达数太瓦时（TWh）级别，各路技术路线（如抽水蓄能、压缩空气储能、液流电池等）正加速竞争，铁空气电池需在行业格局中找准定位，同时应对自身的技术短板。

从行业竞争格局来看，铁空气电池赛道已形成“美欧双强”的初步态势。美国Form Energy凭借先发优势，在融资规模、产能建设与项目储备上遥遥领先——12亿美元的融资为其提供了充足的研发与生产资金，西弗吉尼亚州制造基地的投产使其具备了商业化量产能力，8.5 GWh的在手项目更验证了市场对该技术的需求。

荷兰Ore Energy虽起步晚，但凭借欧洲本土设计制造的优势，更易契合欧盟的政策导向（如“清洁工业协议”计划投入逾1000亿欧元支持本土清洁制造），且其快速推进商业落地的策略，有望在欧洲市场抢占先机。除这两家企业外，全球还有不少科研机构与企业在探索铁空气电池技术，未来行业竞争将逐步从技术验证转向成本控制、循环寿命与系统效率的比拼。

尽管前景广阔，铁空气电池仍面临三大核心挑战。其一，能量密度较低。相比锂离子电池（能量密度通常在150-300 Wh/公斤），铁空气电池的能量密度明显偏低，导致其体积较大——4.2 MWh的系统需装入40英尺集装箱，这使其无法适用于电动汽车等对空间、重量敏感的移动场景，仅能局限于固定储能领域。

其二，循环寿命待验证。目前并网的系统仍处于试点阶段，长期运行中的循环寿命（即充放电次数）尚未有足够数据支撑，而储能项目通常需要20-30年的使用寿命，若循环寿命不足，将大幅增加项目的更换成本与运维压力。

其三，系统效率有待提升。铁空气电池的往返效率（充放电过程中的能量损耗）约为40%-50%，低于锂离子电池的85%以上，也低于抽水蓄能的70%-80%，较高的能量损耗会降低能源利用效率，在部分对效率敏感的场景（如电网调频）中竞争力不足。

未来，随着材料科学的进步（如优化阳极配方提升反应效率）、系统集成技术的升级（如通过智能化控制减少能量损耗），铁空气电池的这些短板有望逐步改善。其在长时储能领域的独特价值，也决定了它不会完全替代其他储能技术，而是与锂离子电池、抽水蓄能等形成互补——锂离子电池负责短时调峰调频，铁空气电池承担长时跨日调节，抽水蓄能则服务于大型电网的容量支撑，共同构建多元互补的储能体系。

对于Ore Energy、Form Energy等企业而言，下一步的关键是通过更多商业项目验证技术稳定性，同时扩大产能、优化成本，在全球长时储能市场中占据一席之地。

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