Sur un terrain plat du sud-est du Minnesota, Google construit une nouvelle installation considérée comme l'un de ses centres de données les plus ambitieux sur le plan technologique à ce jour, conçu pour fonctionner presque entièrement avec des énergies renouvelables. Ce centre de données situé sur Pine Island développera conjointement des infrastructures éoliennes et photovoltaïques avec le géant des services publics Xcel Energy. Il prévoit d'obtenir jusqu'à 19 GWh d'énergie zéro carbone pour un total de 1,9 GW, et est équipé d'un système de stockage d'énergie à long terme avec « Rust » comme noyau.

Il s'agit du premier projet de centre de données de Google au Minnesota. Il s'appuiera sur la technologie de batterie fer-air développée par Form Energy pour atteindre un stockage d'énergie à long terme allant jusqu'à 100 heures, avec une échelle de stockage d'énergie totale allant jusqu'à 30 gigawattheures, fournissant ainsi une prise en charge pour les entreprises de cloud computing et d'IA par tous les temps. Dans le secteur des centres de données, comment fournir une alimentation stable aux installations à forte charge sans recourir aux combustibles fossiles a toujours été un problème. Google tente de fournir une stabilité sur plusieurs jours à un réseau d'énergies renouvelables à forte proportion grâce au déploiement à grande échelle de batteries fer-air.

Différent des batteries lithium-ion actuelles largement utilisées dans les téléphones mobiles, les véhicules électriques et le stockage d'énergie au niveau du réseau, la voie technique de Form Energy abandonne le mécanisme de migration des ions lithium dans l'électrolyte et utilise à la place des réactions chimiques réversibles de « réduction de la rouille » pour stocker et libérer de l'énergie. Pendant la phase de décharge, la batterie génère de l'oxyde de fer en oxydant l'oxygène de l'air avec de petites particules de fer, tout en libérant des électrons pour former un courant électrique ; pendant la phase de charge, l'énergie électrique est utilisée pour inverser ce processus et réduire l'oxyde de fer « rouillé » en fer métallique, complétant ainsi un cycle.

Du point de vue de l'efficacité énergétique, les batteries fer-air ont un rendement aller-retour d'environ 50 à 70 %, nettement inférieur aux niveaux de plus de 90 % généralement trouvés dans les batteries lithium-ion. Mais son avantage réside dans le coût et la durée : le coût de stockage d'énergie d'environ 20 dollars américains par kilowattheure ne représente environ qu'un tiers de la solution équivalente au lithium-ion, ce qui la rend plus économique dans les scénarios de stockage d'énergie à grande échelle et à long terme, particulièrement adapté aux réseaux électriques dominés par la production d'énergie éolienne et solaire qui doivent équilibrer l'offre et la demande au fil des jours.

Le Minnesota est devenu l'un des terrains d'essai de cette technologie. Outre le projet Google, un projet de démonstration plus petit déployé par Form Energy en partenariat avec le service public local Great River Energy est également en construction. Le système a une capacité de stockage d'énergie prévue de 150 MWh et peut produire en continu 1,5 MW pendant 100 heures maximum, fournissant ainsi un écrêtage des pointes à long terme et une assistance d'urgence au réseau électrique local. Le déploiement du stockage d'énergie du centre de données de Google à Pine Island est élargi de plusieurs ordres de grandeur sur cette base, dans le but de pousser cette technologie expérimentale à une véritable échelle d'application industrielle.

Outre l'aspect technique, ce projet introduit également une innovation en matière de politique et de modèle économique : une nouvelle conception de la structure des prix de l'électricité, visant à accélérer le processus d'investissement dans les énergies propres. Ce mécanisme est appelé « Clean Energy Accelerator Charge (CEAC) » et est une extension et une évolution du « Clean Transition Tariff » (Clean Transition Tariff) piloté par Google en coopération avec Nevada NV Energy.

Dans le cadre du mécanisme CEAC, Google s'est engagé à investir 50 millions de dollars dans le programme Capacité Connect de Xcel Energy pour soutenir des projets de stockage d'énergie distribué et déployer des systèmes de batteries plus petits sur l'ensemble du réseau afin d'améliorer la fiabilité globale et d'amortir les fluctuations des énergies renouvelables intermittentes. L'objectif de ce type de conception structurelle est d'« ouvrir un canal » permettant aux sociétés de services publics de promouvoir plus rapidement le développement et la construction de sources d'énergie propres et d'installations de stockage d'énergie sans briser les contraintes réglementaires sur les prix de l'électricité ni augmenter le fardeau des factures d'électricité des résidents.

Google a déclaré que cette coopération démontre comment les grandes entreprises consommatrices d'énergie peuvent collaborer avec les sociétés de services publics non seulement pour accroître la proportion d'énergie renouvelable dans le réseau électrique grâce à des prix de l'électricité et des accords d'investissement innovants, mais également pour promouvoir la nouvelle génération de technologies de stockage d'énergie, de l'expérimentation à l'application à grande échelle. Pour le Minnesota, ce projet offre un nouveau paradigme pour l'utilisation industrielle de l'électricité : lors des jours nuageux et des nuits sans vent, ce qui permettra le fonctionnement stable du cloud computing et des centres de données d'IA ne sera peut-être plus des combustibles fossiles, mais des batteries qui fonctionnent sur la base de la « réaction de rouille ».