Viele industrielle Prozesse laufen 24 Stunden am Tag und müssen daher ständig beheizt werden. Durch eine sorgfältige Steuerung der Wärmeübertragung kann das System von Rondo schnell aufgeladen werden und kurze Zeiträume nutzen, in denen Strom billig ist, weil erneuerbare Quellen verfügbar sind. Die Wärmebatterien des Startups werden voraussichtlich etwa vier Stunden Ladezeit benötigen, um Tag und Nacht konstant Wärme liefern zu können.
Eine „monströse“ Hitze
Eine der größten Herausforderungen für Wärmespeichertechnologien wird es sein, genügend Systeme zu bauen, um den enormen Energiebedarf der Schwerindustrie zu decken. Der Sektor verbraucht eine „monströse“ Menge an Wärme, sagt Rebecca Dell, Senior Director of Industry bei ClimateWorks. Von der gesamten jährlich in der Industrie verbrauchten Energie entfallen etwa drei Viertel auf Wärme, während heute nur noch ein Viertel Strom ist. Industrielle Wärme macht etwa 20 % des gesamten globalen Energiebedarfs aus.
Fossile Brennstoffe waren der offensichtlichste und wirtschaftlichste Weg, um diese massiven Industrieprozesse mit Strom zu versorgen, aber die Preise für Wind- und Solarenergie sind in den letzten Jahrzehnten um über 90 % gefallen. Laut Dell hat dies die Tür geöffnet, damit Elektrizität in der gesamten Branche eine größere Rolle spielen kann.
„Wir befinden uns in diesem großartigen Moment, in dem wir aufhören können, Sachen für unsere Wärme zu verbrennen Und soll es billiger sein“, sagt O’Donnell.
Es gibt noch einige andere Möglichkeiten, günstige erneuerbare Energien in der Industrie zu nutzen. Einige Einrichtungen könnten so eingestellt werden, dass sie direkt Strom anstelle von hoher Wärme verwenden. Unternehmen arbeiten beispielsweise an elektrochemischen Prozessen zur Herstellung von Zement und Stahl, obwohl der Austausch der gesamten Infrastruktur in bestehenden Anlagen Jahrzehnte dauern könnte. Die Verwendung von Strom zur Erzeugung von Wasserstoff, der später zu Strom verbrannt werden kann, ist ein weiterer möglicher Weg, obwohl er in vielen Fällen immer noch unerschwinglich und ineffizient ist.
Jeder Versuch, den enormen Wärmebedarf der Industrie zu decken, erfordert dramatische Erweiterungen der Stromerzeugung. Laut Dell verbraucht ein Standard-Zementwerk ständig etwa 250 Megawatt Energie, hauptsächlich in Form von Wärme. Das entspricht dem Strombedarf von etwa 250.000 Einwohnern. Die Elektrifizierung einer großen Industrieanlage bedeutet also einen zusätzlichen Strombedarf, der dem einer kleinen Stadt entspricht.
Ein Stein nach dem anderen
Rondo ist nicht allein in seinem Bestreben, Wärmebatterien in der Industrie einzusetzen. Antora Energy mit Sitz in Kalifornien baut auch Wärmespeichersysteme mit Kohlenstoff. „Es ist super einfach – es sind buchstäblich nur solide Blöcke“, sagt Mitbegründer und COO Justin Briggs.
Anstatt ein separates Heizelement (wie die „Toasterspule“ von Rondo) zu verwenden, um Strom in Wärme umzuwandeln, verwendet das System von Antora Kohlenstoffblöcke als Widerstandsheizung, sodass sie sowohl Wärme erzeugen als auch speichern. Dies könne Kosten und Komplexität reduzieren, erklärt Briggs. Die Wahl bedeutet aber auch, dass das System sorgfältig umschlossen werden muss, da sich Graphit und andere Kohlenstoffformen bei hohen Temperaturen an der Luft zersetzen können.