Größte Eisen-Luft-Batterie: Google sichert Rechenzentrum

Wenn ein Rechenzentrum ausfällt, stehen nicht nur Suchmaschinen oder Cloud-Dienste still. Auch KI-Anwendungen, Unternehmenssoftware und digitale Infrastruktur hängen daran. Gleichzeitig steigt der Strombedarf solcher Anlagen deutlich, vor allem durch rechenintensive KI-Modelle. Für Betreiber entsteht ein doppelter Druck: Versorgungssicherheit rund um die Uhr und sinkende CO₂-Emissionen.

Google reagiert darauf mit einem ungewöhnlich großen Projekt. Für ein neues Rechenzentrum in Pine Island im US-Bundesstaat Minnesota ist eine Eisen-Luft-Batterie mit 300 Megawatt Leistung und 30 Gigawattstunden Kapazität geplant. Das System soll Strom über bis zu 100 Stunden liefern. Partner sind laut Berichten Form Energy als Technologieanbieter und Xcel Energy als Energieversorger. Parallel werden rund 1,4 Gigawatt Wind- und 200 Megawatt Solarleistung eingebunden.

Damit verschiebt sich der Fokus von klassischen Kurzzeitspeichern hin zu mehrtägiger Absicherung. Die Frage ist nicht mehr nur, wie man Minuten oder Stunden überbrückt, sondern ganze Dunkelflauten. Genau hier setzt die Eisen-Luft-Batterie an.

Eine Eisen-Luft-Batterie arbeitet vereinfacht gesagt mit Rost. Beim Entladen reagiert Eisen mit Sauerstoff aus der Luft und bildet Eisenoxid. Dabei fließen Elektronen, die als Strom genutzt werden. Beim Laden läuft der Prozess umgekehrt, das Eisenoxid wird wieder zu metallischem Eisen reduziert. Dieser reversible Rostprozess bildet das chemische Herzstück der Technologie.

Laut Herstellerangaben bestehen die Systeme aus vielen einzelnen Zellen, die in Modulen zusammengefasst und in containerähnlichen Gehäusen installiert werden. Die eingesetzte Elektrolytlösung ist wasserbasiert und gilt als nicht brennbar. Das reduziert bestimmte Sicherheitsrisiken, die bei anderen Batterietypen eine Rolle spielen.

Das geplante Projekt in Minnesota ist mit 300 Megawatt Leistung und 30 Gigawattstunden Speicherkapazität ausgelegt. Multipliziert man 300 Megawatt mit 100 Stunden, ergibt sich genau diese Energiemenge. Ziel ist es, die volle Leistung über vier Tage hinweg bereitzustellen.

Der Hersteller nennt als langfristiges Ziel Systemkosten von rund 20 US-Dollar pro Kilowattstunde. Ob dieser Wert im konkreten Projekt erreicht wird, ist öffentlich nicht detailliert belegt. Klar ist jedoch, dass die Technologie auf günstige Rohstoffe wie Eisen setzt und damit auf niedrige Materialkosten abzielt.

Moderne Rechenzentren verbrauchen kontinuierlich große Strommengen. Fällt Wind- oder Solarstrom für mehrere Tage aus, etwa bei schwachem Wind und bedecktem Himmel, entsteht eine Lücke. Kurzzeitspeicher können solche Phasen nur begrenzt überbrücken.

Das Projekt in Minnesota kombiniert die Batterie mit rund 1,4 Gigawatt Wind- und 200 Megawatt Solarleistung. Die erneuerbaren Anlagen liefern Energie, wenn sie verfügbar ist. Die Eisen-Luft-Batterie speichert Überschüsse und gibt sie bei Bedarf über mehrere Tage wieder ab. Für einen Betreiber wie Google geht es darum, den Betrieb auch dann stabil zu halten, wenn das Wetter nicht mitspielt.

Hinzu kommt der Anspruch, rund um die Uhr möglichst CO₂-arme Energie zu nutzen. Mehrtägige Speicher helfen, erneuerbare Erzeugung zeitlich zu verschieben. Sie ersetzen keine Netze und keine Kraftwerke, können aber Lastspitzen und Engpässe abfedern. Für Netzbetreiber entsteht damit ein zusätzlicher Baustein, um stark schwankende Einspeisung auszugleichen.

Besonders bei KI-Anwendungen wächst der Strombedarf schnell. Trainingsläufe großer Modelle dauern oft Tage und lassen sich nicht beliebig unterbrechen. Eine stabile, planbare Stromversorgung wird damit zum Standortfaktor.

Lithium-Ionen-Batterien dominieren bisher den Markt für stationäre Speicher. Sie erreichen in der Praxis meist Wirkungsgrade von über 90 Prozent. Das heißt, ein Großteil der eingespeicherten Energie kommt wieder heraus.

Bei Eisen-Luft-Systemen werden in der Fachliteratur und in Branchenberichten deutlich niedrigere Rundwirkungsgrade genannt, teils im Bereich von 40 bis 70 Prozent. Ein geringerer Wirkungsgrad bedeutet, dass mehr Energie zum Laden benötigt wird, um dieselbe Menge wieder abzugeben. Für kurzfristige Stromgeschäfte ist das ein Nachteil.

Der Vorteil liegt in der Dauer. Während viele Lithium-Ionen-Großspeicher auf vier bis sechs Stunden ausgelegt sind, zielt die Eisen-Luft-Batterie auf 100 Stunden. Zudem setzt sie auf Eisen und Wasser statt auf Lithium und andere kritische Rohstoffe. Das kann Kosten- und Lieferkettenrisiken verändern.

Man tauscht also Effizienz gegen Dauer und potenziell geringere Materialkosten. Für Rechenzentren, die mehrere Tage überbrücken wollen, kann dieser Tausch sinnvoll sein. Für schnelle Netzdienstleistungen im Minutenbereich bleibt Lithium-Ionen-Technik weiterhin im Vorteil.

Ein Speicher mit 30 Gigawattstunden verändert das lokale Energiesystem. Er kann Lastspitzen glätten, erneuerbare Einspeisung verschieben und die Abhängigkeit von fossilen Reservekraftwerken reduzieren. Für Regionen mit starkem Ausbau von Windkraft wird das zunehmend relevant.

Gleichzeitig hängt der wirtschaftliche Erfolg stark vom realen Wirkungsgrad und von den Strompreisschwankungen ab. Bei niedrigeren Wirkungsgraden muss mehr günstiger Strom zum Laden eingesetzt werden. Ob sich das rechnet, entscheidet sich am Markt und an möglichen Kapazitäts- oder Flexibilitätsvergütungen.

Für Energieversorger und Netzbetreiber entsteht eine neue Planungsdimension. Wenn große Rechenzentren eigene Langzeitspeicher integrieren, verändert das Lastprofile und Netzausbaupläne. Solche Projekte können Engpässe entschärfen, aber sie erfordern auch klare Regeln für Netzzugang und Systemverantwortung.

Ob Langzeitspeicher zum Standard für KI-Rechenzentren werden, hängt von weiteren Projekten ab. Das Vorhaben in Minnesota liefert erstmals eine Größenordnung, die über Pilotmaßstab hinausgeht. Entscheidend wird sein, wie sich die Technik im Dauerbetrieb bewährt.

Die größte geplante Eisen-Luft-Batterie mit 300 Megawatt und 30 Gigawattstunden zeigt, wie sich die Energieversorgung von Rechenzentren verändert. Statt nur auf schnelle Lithium-Ionen-Speicher zu setzen, rückt die mehrtägige Absicherung in den Fokus. Für Google ist das ein Schritt, um wachsenden KI-Strombedarf mit erneuerbarer Erzeugung zu verbinden.

Für das Energiesystem insgesamt ist das Projekt ein Testfall. Gelingt es, 100 Stunden zuverlässig und wirtschaftlich zu überbrücken, könnte sich das Modell auch für andere Standorte durchsetzen. Bleiben Wirkungsgrad oder Kosten hinter den Erwartungen zurück, wird die Technik vorerst eine Nische bleiben.