Holcimは、セメント生産施設の1つにJoule Hive熱電池2基の設置を完了した。これは、Electrified Thermal Solutions（ETS）との協力の一環であり、ガスや石炭に全面的に依存する代わりに、電力で産業プロセスを加熱することを試験するものだ。発表では施設や所在地は特定されていないが、これは世界最大級のセメント企業の1社において、この技術が実証段階から産業利用へ移行したことを示している。
マサチューセッツ工科大学（MIT）から派生した企業であるETSは、化学組成を変更して金属酸化物を追加し、電気を通すようにした耐火レンガを使用する熱電池を開発している。電流を流すと、レンガは1800℃に達するまで加熱される。同社によれば、この温度水準はセメント、鉄鋼、ガラス、化学品などの用途に加え、蒸気の製造にも適している。
Joule Hiveの仕組み
レンガはエレベーターほどの大きさの断熱容器内に積み重ねられ、容器は最長3日間熱を蓄える。ETSによれば、プロセスの効率は95%で、システムは再生可能エネルギーの余剰電力や、電力網の需要が低い時間帯に充電できる。この特性により、産業施設で電力を消費する時間と熱を使用する時間を切り離すことができる。
セメント産業では、従来の電気加熱技術で供給するのが難しい高温が必要となるため、燃料の燃焼が通常の選択肢となってきた。情報源によれば、世界のエネルギー消費のおよそ20%は、セメント、鉄鋼、アルミニウムなどの産業で使用される、いわゆるプロセス熱に充てられている。また、情報源が伝えたところによれば、セメントは世界の二酸化炭素排出量のおよそ8%を占めている。
実証から産業展開へ
Holcimのプロジェクトに先立ち、サンアントニオ市のSouthwest Research Instituteでは、大規模な商用Joule Hiveシステムが稼働し、1000時間を超える運転を記録していた。ETSは、この試験結果を、Holcimのプロジェクトに移行する前の技術実証と位置付けた。契約に基づき、HolcimはETSの投資パートナーにもなり、スタートアップ企業は将来的に関係を拡大する見込みだ。
Holcimのオペレーショナル・エクセレンス責任者であるRam Muthuは、この技術の導入により、高温プロセスの脱炭素化戦略の一環として、電化された産業熱の可能性を評価できると述べた。一方、ETSの最高経営責任者（CEO）であるDaniel Stackは、このプロジェクトを、セメントとコンクリートの加熱を実演から実用化へ移行させる重要な一歩だと説明した。
実際には何が変わるのか
このニュースは、セメント産業が排出ゼロになったことを意味しない。セメント排出量の重要な部分は、燃料の燃焼だけでなく、石灰石をクリンカーへ変換する化学反応によって生じるためだ。したがって、Joule Hive熱電池はプロセス熱の側面に対処できるものの、業界におけるすべての排出源を解決するわけではない。
ケンタッキー州カルバートシティにあるAshlandの化学品工場では、この技術を適用する別の先例がある。同工場では、2024年に米国エネルギー省から最大3500万ドルのマッチング助成金を受け、熱電池を導入するプロジェクトが進められている。このプロジェクトは、メタンを燃料とするボイラーを置き換え、エネルギー省によれば、蒸気製造に伴う排出量を約70%削減することを目指している。ETSの技術が経済的に、かつ大規模に稼働できるかどうか、そして低排出電力が利用可能かどうかは、複数の産業施設での実運用によって明らかになる点として残っている。