科学家正在探索铁粉如何改变可再生能源的储存与运输，并为老化的燃煤电厂赋予新用途。

卡尔斯鲁厄理工学院（KIT）的一项新研究显示，铁粉可帮助将老旧燃煤电厂改造为气候中性电力的来源。研究人员发现，这种可循环燃料有助于在长时间风弱、光照不足期间维持欧洲电力供应稳定，在其它储能形式受限的地区尤其如此。

该过程依赖一个循环：燃烧铁粉产生热量，并生成氧化铁（通常称为铁锈）。利用可再生能源制取的氢气可去除氧化铁中的氧，使金属铁恢复，从而再次使用。KIT工业生产研究所（IIP）的Julia Schuler表示：“该循环不排放二氧化碳或对环境有害的物质。”

将燃煤电厂改造为燃烧铁粉的设施

一个潜在优势是，铁粉可用于现有燃煤电厂，而无需更换全部设备。Schuler表示：“铁粉燃烧时的表现与煤非常相似。我们希望弄清是否有可能将现有燃煤电厂改造为燃烧铁粉的电厂。”

据Schuler介绍，多数改造涉及产生热量的设备。蒸汽轮机、发电机以及电网连接等其它主要部件可继续使用。德国可能尤其适合这一路径，因为其拥有大量燃煤电厂，并且可保留现有供热网络和其它基础设施。

无需氢气管道即可运输可再生能源

铁粉还可为长距离运输可再生能源提供可行方式。沿海风电场或沙漠地区太阳能设施产生的电力可用于制氢，氢气再将氧化铁转化为铁。所得铁粉可运输至另一地点燃烧，以回收储存的能量。

氢气需要专用管道、进口终端和地下储存设施，铁粉则相对容易运输并可长期储存。这可降低区域间运输可再生能源所需的基础设施投资。欧洲内部产生的多余可再生电力，也可通过中间制氢步骤在当地再生铁。

计算机模型揭示铁最具应用潜力的地区

为研究该技术的潜力，KIT科学家基于Clean Circles研究项目的发现开展工作。在一项由巴登-符腾堡州能源研究基金会（Stiftung Energieforschung Baden-Württemberg）资助的研究中，他们扩展了既有PERSEUS能源模型，纳入燃烧铁粉的电厂、铁再生设施以及储存和运输所需的基础设施。

随后，研究人员模拟了到2050年气候中性欧洲能源系统的发展，并将铁与电池、储氢和氢电厂等竞争技术进行比较。在所有考察情景中，燃烧铁粉的电厂都出现在最低成本能源系统内，但结果并不表明铁会取代氢。

最大收益出现在水电资源有限或适合地下储氢地点较少的国家。在这些地区，铁可在风能和太阳能发电长期不足时帮助维持电力供应。当氢气管道和进口设施容量受限时，铁还可减轻其需求压力。

决定铁未来的挑战

Schuler表示：“在实现气候中和以及可靠提供可再生能源方面，铁可能发挥非常特殊但具有经济意义的角色。”

发电领域是否会出现新的铁器时代，将在很大程度上取决于两个尚未解决的技术与经济问题：现有燃煤电厂需要改造到什么程度，以及氧化铁能以多高效率转化回可重复使用的铁。模拟表明，铁可在气候中性能源系统中补充氢，但其实际竞争力将取决于这些过程在模型之外的表现。

参考文献：Julia Schuler、Armin Ardone、Viktor Slednev、Wolf Fichtner，A new iron age? The potential role of iron fuel in Europe’s clean energy transition，Chem Circularity，2026年6月8日，DOI: 10.1016/j.checir.2026.100047