産業用熱の取り組みで10年後の全世界におけるCO2排出量1％削減を目指すRondo

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本記事は、TechCrunch様で掲載されている内容を参考にしておりますので、より詳しく内容を知りたい方は、ページ下の元記事リンクより参照ください。

気候分野を扱う界隈では、二酸化炭素の排出削減につながる製造や発電のあり方について多くの議論がなされている。世界的な炭素排出をゼロにするという目標を掲げ、実際に明確なロードマップを策定している企業に出会うことは非常にまれだが、それを実践しているのがRondo Energy（ロンド・エナジー）である。同社は投資家と顧客に向けて炭素排出の取り組みを発表し、熱心な環境保護活動家らを沸き立たせた他、2200万ドル（約26億円）の資金調達に成功した。

同社の売り込みはかなり直球だ。産業では恐るべき量の熱が消費されており、従来、その多くが天然ガスから生成されている。ところが、ここ10年の間に非常に興味深い変化が生じている。炭素クレジットの拡大と天然ガスの価格上昇を受け、大量の熱を必要とする業界が他のエネルギー源に目を向け始めたのだ。これらの業界には、食品加工、石油生産、セメント製造、水素製造、原料精製などが含まれる。先述した価格の上昇に伴い、主に太陽光や風力などの再生可能エネルギーのコストは急落している。カリフォルニア州の一部ではこの動きが顕著になっており、1日のうち一定の時間帯ではエネルギー生産量が需要を上回り、余剰電力を吸収する送電網の容量が大幅に不足しているほどだ。その結果、ある時間帯では電気代を格安ないしは無料で使えるにもかかわらず、電力が消費されずに余ってしまっているのである。

そこで登場するのがRondo Energyだ。同社は電力ではなく、熱の形でエネルギーを貯蔵する新たな方法を開発した。熱には速さという大きな強みがあり、リチウム電池の充電も圧倒的な速さで可能だ。大まかに説明すると、電力を巨大な抵抗器に送り込み、あり得ないほどの高温になるまで加熱する。あとはその熱を取り込み、電力として使うだけだ。

「レンガをかまどに放り込んで加熱してみてください。熱は長時間持続しますよね」そう話すのは、Rondo EnergyのCEO、John O’Donnell（ジョン・オドネル）氏だ。同社のテクノロジーについて、5歳児でもわかるようにかみ砕いて説明してくれた（テクノロジージャーナリストである筆者は40歳だが、朝のコーヒーをまだ飲んでいなかったので非常に助かった）。オドネル氏によると、実際の貯蔵はさほど複雑ではないものの、テクノロジーの神秘はその「レンガ」の形と、原料を加熱して法人顧客の需要に合わせて熱を抽出するAI主導の制御システムにあるという。

「私たちは、固体のなかに熱を超高温のエネルギーとして貯蔵しています。実のところ、私が使っているコーヒー用の魔法瓶は、ノートパソコンのバッテリーよりも多くのエネルギーを格安で貯蔵できるんです。熱については特別な技術は必要ありません。みなさんが使っているトースターやヘアドライヤーも、私たちと同じテクノロジーで熱を発生させています。貯蔵については、新しい配合の素材を開発しました。その素材のなかで空気を循環させ、過熱状態の熱を抽出していけば、継続して熱を発生させることができるというわけです」とオドネル氏は話す。「その後、その熱を従来型のボイラーを使って蒸気に変えるか、ガラス製造やセメント製造の顧客など、高温の熱を必要とするユーザーに直接届けています。このテクノロジーでは化学バッテリーと比較してほんのわずかなコストしかかからないうえ、どの水素システムと比較しても効率は約2倍、コストは半分です」。

余剰電力を抽出し、世界最大サイズのヘアドライヤーを作って、レンガの山に向けてエネルギーを飛ばす。熱が必要になったら、レンガに空気を送り込む。もちろんこれが全容ではないが、偉大なアイデアの概略は至ってシンプルだ（画像クレジット：Rondo Energy）

長い間、市場に存在した唯一のオプションは水素システムだったため、これとの比較は意義深い。水素システムの場合、電力を取り込んで水素を生成し、エネルギーが再び必要になったら水素を燃やすことができる。ただ、オドネル氏の主張によると、こうしたシステムの効率性は最大でも50%程度だ。一方、Rondo Energyのシステムは98%の効率性を掲げており、バッテリーや水素の貯蔵と比較して数倍シンプルだ。

これが大きな意味を持つのは、業界の熱需要が膨大だからだ。現在、Rondo Energyの拠点であるカリフォルニア州では、電力よりも多くの天然ガスが産業用の熱生成に使われている。エネルギーの価格が変化し、余剰天然資源の熱貯蔵がさらに発展すれば、脱炭素化に大きな影響を与えることができるかもしれない。世界的には温室効果ガスの36%が産業から発生しているため、炭素を削減し、ガソリン駆動の熱から炭素捕捉を行う手間を取り除くことができれば、大きな効果が出るはずだ。

「私たちのイノベーションは、物理的な貯蔵に使う素材と、AIによる監視制御の2点が組み合わさったものです。10年前では不可能だったさまざまなことが、現在は可能になっています。私たちが今実践していることは、5年前なら『ばかげている』と言われるようなことです。電力が今より高額だったころには想像もできなかったイノベーションですね」とオドネル氏は笑って話す。「ですが、私たちが進めている事業が今後産業用熱の大半を担うことになる可能性は大いにあります。10年後には、全世界の排出量が1％削減されるでしょう」。

Rondo EnergyのCEOジョン・オドネル氏（画像クレジット：Rondo Energy）

競合他社には、液体塩に約570℃（1050℉）の熱を貯蔵する技術を持つ企業がいる。Rondo EnergyのCEOは、同社の高温電池と類似の規模で熱貯蔵ができる企業としては、これが最大の競合だという。一方、Rondo Energyでは1200℃（2200℉）の熱を貯蔵できる。産業用熱や製造用熱として応用する際のニーズにはるかに近い数字だ。

同社は、シリーズAでBreakthrough Energy Ventures（ブレイクスルー・エナジー・ベンチャーズ）とEnergy Impact Partners（エナジー・インパクト・パートナーズ）から2200万ドル（約26億円）の資金調達に成功した。この資金をもとに、Rondo Energyは製造に着手し、2022年の後半には顧客システムを提供する予定だ。

「私たちは、Rondo Heat Battery（ロンド・ヒートバッテリー）ソリューションが、頑固な排出ギャップを埋めるうえで重要な役割を果たすと確信しています」と、ブレイクスルー・エナジー・ベンチャーズのCarmichael Roberts（カーマイケル・ロバーツ）氏は話す。「再生可能エネルギーのコストは着実に低下してきていますが、高温の加工熱を必要とする業界では再生可能エネルギーの使用は不可能でした。再生可能な電力を高温の熱エネルギーに効率的に変換する方法がないからです」。

もちろん、Rondo Energyの成功は、時代の流れが同じように続くかどうかによって左右される。核融合電力の供給が突然豊富になれば、産業用のこうした種類のエネルギー貯蔵は核融合電力に置き換えられるだろう。また、他の業界も、余剰の太陽光熱から供給される日中の格安電力に目を付け、電力会社の需要が増加する可能性もある。とはいえ、膨大な量のエネルギーを高速で貯蔵する革新的なテクノロジーが登場したのはしばらくぶりのことだ。地球も、これ以上炭素に対応できなくなっている。今のところは、Rondo Energyがウィンウィンのソリューションを見つけたといえるだろう。高温加工産業には安価な熱を、投資家には短期間のROIを得る絶好のチャンスを、というわけだ。個人的な意見だが、炭素排出量を大幅に削減する可能性をある程度持つソリューションにはすべて、投資の価値があるはずである。

画像クレジット：Rondo Energy

【原文】

In climate circles we spend a lot of time talking about manufacturing and power generation in the effort of cutting CO2 emissions. It’s pretty rare that I get a whiff of a company that has a clear path toward cutting global carbon emissions by a full percent — but that’s what Rondo Energy pitched to its investors and customers, raising $22 million and setting some very excited environmentalists’ hearts a-flutter in the process.

The company’s pitch is pretty straightforward: Industry uses a god-awful amount of heat, which typically used to be delivered through natural gas. Over the past decade, something very interesting happened; as carbon credits and the price of natural gas increased, heat-hungry industries started looking around for other options. These industries include food processing, oil production, cement manufacturing, hydrogen generation and raw material refining. As prices started creeping up, the cost of renewable power — solar and wind, primarily — started plummeting. In some parts of California, this has gotten so extreme that during parts of the day, generation outpaces demand and the grid’s capacity to absorb it all by quite a bit. The result is that there are parts of the day where electricity is so cheap it may as well be free — but it has nowhere to go.

Rondo Energy to the rescue. It has developed a new way to store all that power; not in the form of electricity, but in the form of heat. Heat has the benefit of being extremely fast — you don’t have to worry about the speed that a Lithium battery can absorb electricity. Essentially, you just throw the electricity through a massive resistor, which heats up to ridiculous temperatures. Now all you need to do is to capture the heat for later.

“If you put brick in your oven, and heat it up. It stays hot for a long time., explains John O’Donnell, the CEO at Rondo Energy, simplifying the company’s tech to a level that a five-year-old (and, for that matter, an under-caffeinated 40-year-old tech journalist) can firmly grasp. He assures me that the actual storage isn’t much more complex than the bricks, but that the magic of the tech is in the shape of the “bricks” and the AI-powered control systems that heat the materials and deal with the extraction when the industrial customers need the heat again.

“We’re storing heat as very high-temperature energy in solid materials. The truth is, my coffee thermos holds more energy than a laptop battery, a lot more cheaply. For the heating — there’s no magic there: your toaster and hairdryer uses the same technology for generating heat as we do. We developed a new combination of materials for the storage. You can then deliver heat continually by circulating air into the stack of that material and getting superheated air out,” explains O’Donnell. “Then we either turn that heat into steam in a conventional boiler or we deliver directly to users with high-temperature needs, such as making glass or cement. This is a technology that operates at a small fraction of the cost of an electrochemical battery and maybe more significantly, roughly twice the efficiency and half the cost of any hydrogen system.”

Take excess electricity. Build the world’s biggest hair dryer and aim it at a pile of bricks. Then when you need the heat, send air through the bricks. Slightly simpified, obviously, but some of the best ideas are, essentially, that simple. Illustration: Rondo Energy

The hydrogen comparison is significant, because for the longest time, the only option that was available in the market was to take the electricity and generate hydrogen. When the power was needed again, you could burn the hydrogen. The issue, O’Donnell claims, is that the efficiency of these systems is 50%, at best. Rondo’s system, in comparison, claims it reaches 98% efficiency, with systems that are orders of magnitude simpler than battery or hydrogen storage.

This is significant, because the industrial needs for heat are vast — Rondo’s home state of California burns more natural gas for industrial heat today than it burns for electric power; as the economy equation shifts and heat storage of excess natural electricity becomes more viable, that could have a tremendous impact on decarbonization. Globally, around 36% of greenhouse gasses come from industry, so being able to drastically reduce — and eliminate the need to do carbon-capture from gas-powered heat — could have a tremendous impact.

“Our innovation is a combination of the physical storage materials and AI supervision of the controls. A lot of things are possible today that weren’t possible 10 years ago. What we are doing today would have been stupid five years ago — when electricity was more expensive, you’d never dream of doing this,” laughs O’Donnell. “But it’s very clear that we are on a trajectory that could become a major part of industrial heat. We see 1% reductions in whole-world emissions in the next decade.”

Rondo CEO John O’Donnell. Image Credits: Rondo Energy

It’s possible to store temperature in liquid salt at around 570°C (1,050°F), which Rondo’s CEO claims is the nearest competitor that’s able to do heat storage at similar scale as its temperature batteries. Rondo, however, is able to store heat at 1,200°C (2,200°F) — which is far closer to the needs of industrial and manufacturing heat applications.

The company raised a $22 million series A from Breakthrough Energy Ventures and Energy Impact Partners. This funding enables Rondo Energy to begin manufacturing and delivering customer systems later this year.

“We believe the Rondo Heat Battery will prove critical to closing stubborn emissions gaps,” said Carmichael Roberts at Breakthrough Energy Ventures. “The cost of renewable energy has been steadily falling, but it hasn’t been an option for industries that require high-temperature process heat since there was no way to efficiently convert renewable electricity to high-temperature thermal energy.”

Of course, Rondo’s bet only makes sense if the trends continue in the direction they are going. If fusion power suddenly becomes plentiful and available, that might replace the need for this type of energy storage for industry. Similarly, it’s likely that other industries are also eyeing the super-cheap mid-day electricity provided by the excess solar power, so eventually, demand will be driven up there, too. Having said that, it’s a little while since we’ve seen a truly innovative way of storing vast amounts of energy at high speed, and the planet needs a carbon break. For now, it seems like Rondo Energy has found itself a win-win solution: High-temperature industries get cheap heat, investors are salivating over the possibility of a rapid return on investment and any solution that has a reasonable chance at decimating our carbon output is worth investing in, in my book.

（文：Haje Jan Kamps、翻訳：Dragonfly）