4時間か、100時間か——系統用蓄電池、鉄とリチウムの住み分け

「グーグルが電気自動車ではなく、巨大な鉄の塊に賭けた」といえば大げさに聞こえるかもしれない。だが2026年2月、グーグルと米電力大手Xcel Energyは、ミネソタ州のデータセンター向けに、出力300メガワット・総容量30ギガワット時という過去最大級の蓄電池を発表した。しかも採用したのはリチウムイオン電池ではなく、鉄と空気だけで動く「鉄空気電池」だ。太陽光や風力が電力の主役になるほど、数時間ではなく数日間にわたって電気を蓄えておく仕組みが必要になる。効率では劣るはずのこの電池が、なぜ今選ばれているのか。その背景には、蓄電池という一つの技術が、用途ごとに枝分かれし始めている現実がある。

「4時間の電池」と「100時間の電池」——同じ蓄電池でも、担う仕事が違う

グーグルが選んだのは、Form Energyという企業が開発した鉄空気電池だ。ミネソタ州パインアイランドに建設され、300MW/30GWhという規模で、最大100時間連続して放電できるという。これはこれまで実用化された系統用蓄電池としては最大級の規模にあたる。グーグルはこのプロジェクトのために自ら1400メガワットの風力発電と200メガワットの太陽光発電にも投資しており、電力会社のXcel Energyが送配電網の運用を担う。

なぜ100時間なのか。日常的な、太陽が沈んだ後の数時間の電力需要程度なら、数時間分蓄えれば十分足りる。しかし数日間にわたって曇天や無風が続くような「気象イベント」が起きると、数時間しか持たない電池では発電が追いつかない空白期間が生まれてしまう。データセンターのように24時間365日、大量の電力を止められない施設ほど、この「多日間の空白」がそのままリスクになる。ここに、瞬発力よりも持久力を求める蓄電池の出番がある。

効率は半分前後、それでも選ばれる理由

鉄空気電池の最大の弱点は、往復効率(充電した電力のうちどれだけを放電で取り出せるか)の低さだ。ただし、Form Energyは実機の効率を公表していない。業界メディアのEnergy-Storage.newsは2026年3月、民間の調査レポートの値として40〜50%、電池技術者ジム・マクドウォール氏の見立てとして40%程度という数字を伝えている。同じ記事はリチウムイオン電池を85〜90%としているので、この見立てどおりなら、鉄空気電池は充電した電気の半分以上を失う計算になる。

それでも選ばれる理由は、充電に使う電気の値段にある。太陽光や風力の発電量が増えすぎた時間帯には、送電網に流しきれず捨てられてしまう「出力抑制」中の電力が生まれる。このほぼ値段がつかない余剰電力で充電できれば、多少効率が悪くても経済的な損失は小さくて済む。加えて鉄空気電池の主な材料は、地球上でありふれた金属である鉄そのものだ。Xcel Energyも、採用の理由として、ほかの選択肢と比べた設備費の低さを挙げている。ただし、1キロワット時あたりの具体的な費用は公表されていない。

鉄を「錆びさせて、戻す」——化学が抱える本当の壁

鉄空気電池の仕組み自体は、決して難しくない。放電するときには鉄が酸素と反応して酸化鉄、つまり錆になり、そのとき生まれる電子を電気として取り出す。充電するときにはその逆で、酸化鉄を鉄へと戻す。原理としては、鉄がゆっくり錆びたり戻ったりを繰り返しているだけの、単純な仕組みだ。

だが実用化に向けた壁は、別のところにある。鉄空気電池の研究をまとめた2015年のレビュー論文(McKerracherら)が挙げるのは二つだ。一つは「空気極」と呼ばれる部分で、放電時に酸素を取り込む反応と、充電時に酸素を放出する反応の両方を、長い期間安定してこなさなければならない。もう一つは鉄の電極で、充電の際に狙った反応とは別に水素が発生する副反応が起き、これが電気を無駄にする。2026年に発表された論文(Zhaoら)も、表題のとおり、鉄の電極で起きる酸化・還元反応の速度を高めることを実用化の鍵に据えている。平たく言えば「鉄をどれだけ無駄なく、繰り返し錆びさせたり戻したりできるか」という話である。

リチウムでもなく鉄でもなく——ナトリウムという第三の選択肢

蓄電池の使い分けは、鉄とリチウムの二択にとどまらない。2026年7月には、中国の電池大手CATLがオランダのAlfen社と組み、ナトリウムイオン電池を使った系統用蓄電システムを、ヨーロッパに合計5ギガワット時分展開すると発表した。ナトリウムはリチウムに比べて地球上に1000倍近く豊富に存在するとされ、価格変動のリスクも小さい。CATLが示した数値によれば、このナトリウムイオン電池は15000回の充放電サイクルを経ても劣化率30%以内に収まるとされ、25〜30年の運用に耐えるという。従来のリン酸鉄リチウム電池が数千回から1万回程度とされてきたのと比べると、格段の長寿命をうたう内容だ。

電気自動車では、限られた重さや体積により多くのエネルギーを詰め込める「エネルギー密度」が最優先される。だが動かない据え置き型の系統用蓄電池では話が違う。求められるのはむしろ、長い寿命・安全性・幅広い気温での安定動作、そして低コストだとされる。この観点では、ナトリウムイオン電池はリチウムイオン電池が得意としてきた数時間規模の充放電領域に食い込みつつある一方、数日間という桁違いの持続時間は依然として鉄空気電池の領分として残るとみられている。

もっとも、鉄空気電池がこの位置を守れるかどうかは、まだ実績で確かめられていない。Form Energyの実機は、ミネソタ州の電力協同組合Great River Energy向けの試験設備(2024年着工)が動き始めた段階で、30ギガワット時級の設備が設計どおりに動いた例はまだない。リン酸鉄リチウム電池の価格は下がり続けており、ナトリウムイオン電池という新しい競合も現れた。効率と費用の実測値が公表されるまでは、「数日間の蓄電は鉄空気電池」という住み分けは、見込みの段階にとどまる。

一つの技術が万能である時代から、用途に応じて何を選ぶかを問われる時代へ——蓄電池をめぐる2026年の風景は、そんな移行期を映している。数時間分の電力を高い効率でやりくりする電池と、効率を犠牲にしてでも数日間分の「保険」を掛ける電池は、別の仕事をしている。蓄電池を「何時間分の電気を、何のために蓄えるのか」で分けて見る必要が出てきたことは確かだ。