この記事は Climate Tech VC の許可を得て翻訳・公開しています。
原文: Founder’s Guide to the DOE (2022年8月5日投稿)
良さそうな政策が日本でも行われることで、Climate Tech 領域のイノベーション促進が行われることを願っています。
Climate Tech に取り組むベンチャーキャピタルは、気候変動に関するイノベーションを促進するために存在しています。そしてイノベーションにはエコシステムが必要であり、アメリカのエネルギー省 (DOE) ほどエコシステムに寄与している機関はそうないでしょう。
インフレ削減法 (Inflation Reduction Act: IRA)、国防生産法 (Defense Production Act: DPA)、そしてCHIPS and Science 法により、Climate Tech に対する政府の影響が拡大していくであろう中、起業家は「DOEと関わるチャンスは何なのか、どうすれば資金、商業化支援、販促のエンジンなどを得られるのか」と自ら問いかける必要があります。
Climate Capital Stack (日本語訳) のすべてのスタックと同様に、公的資金には注意点があります。DOEが Clean Tech 1.0に関与した際の教訓（ソリンドラ、テスラ、ブライトソースなど）は、学びを得るのが難しく、忘れるのはさらに難しいものです。
しかしDOE は、研究開発からデプロイメントに重点を置くという、スタートアップと同じような変化を行い、新たな気候変動問題に対応するために再構築されました。このピボットを行うためには、必然的に民間企業とのより強固なパートナーシップが必要です。そこで私たちはDOEとパートナーシップを組み、政府の複雑な問題をナビゲートするための実用的なガイドを提供したいと思っています。
情報公開： 気候変動に関するイノベーションを加速するというDOEのミッション（そして私たちのミッション）をより良く達成するために、データやリソースを共有するために DOE とのさらなる提携方法について議論しているところです。この記事は、背景や報告について協力してくれた DOE の人々に感謝しつつ、無償で公開しています。
エネルギーと DOE の歴史
「エネルギー」の定義が数十年の間に変化したように、70年代後半にDOEが正式に設立されて以来、DOEの焦点も変化してきました。
1970年代のエネルギー危機の中で、DOEはエネルギーの研究開発、規制、安全保障を1つの傘下に収めています。それ以来半世紀、DOEの焦点は、経済、国際関係、環境におけるエネルギーの複雑な役割とともに進化してきました。石油価格の安定化から、天然ガスやシェール資源の開発、原子力の研究開発とクリーンアップへの資金提供、そして現在は、気候変動の中でクリーンエネルギーの未来を提供する米国の役割を率先して担っています。
DOEのルーツは研究とイノベーションですが、純粋なイノベーションだけではネットゼロには到達できません。 Jennifer Granholm 長官が唱えるように、私たちは「デプロイ、デプロイ、デプロイ」しなければならないのです。
それに伴い、DOEでは民間企業との連携を強化するため、展開の潮目が変わってきています。今年2月、DOEはクリーン展開の目標を達成するため、2人の次官を設置する組織再編を発表しました。1人は基礎科学とクリーンエネルギーのイノベーションに焦点を当て、もう1人はクリーンインフラの展開に焦点を当てます。
新たに設置された200億ドルのクリーンエネルギー・デモンストレーション室と400億ドル以上を持つローン・プログラム・オフィスは、気候変動技術の実証と展開のためのプロジェクトをより拡大することになります。
DOEは研究開発の下流を拡大しており、同省の資金援助と支援は、Climate Tech の研究開発、実証、展開（別名RDD&D、10倍速で言ってみてください）の複数の「死の谷」を渡るように設計されています。
DOE の RDD&D プログラムのバリューチェーン
R&D (研究開発) - TRL の初期段階、または製品化する技術を探している起業家
[TRL：～1～5、プレシード/シード］
Climate Tech 企業の多くは、DOE の広大な国立研究所、大学、研究プログラムのネットワークにそのルーツを求めることができます。研究開発イノベーションは、DOE がネットゼロを達成するための多くの目標を達成する原動力となり続け、工業、クリーンな自動車と燃料、および建物のための基礎科学とイノベーションを支援するため、科学・イノベーション担当次官への資金提供は 2023 年の DOE 予算要求の 30% を占める 150 億ドル規模に達しています。
1）国立研究所
すべては科学から始まり、DOEには科学的な証明を行うための17の国立研究所があります。リチウムイオン電池、LED電球、微生物によるバイオ燃料、先進の核融合など、画期的な気候変動対策技術を生み出しているのは、アメリカの国立研究所です。また、アルゴンヌ国立研究所、ローレンス・バークレー国立研究所、オークリッジ国立研究所、国立再生可能エネルギー研究所には、DOEのラボ組込み型起業家支援プログラム（Lab-Embedded Entrepreneurship Program: LEEP）が設置されています。DOEのAdvanced Manufacturing Officeを通じて資金提供を受け、過去および現在の120の新興企業が9億1800万ドルの追加資金を調達し、約1000の雇用を創出しています。そして100社以上のスタートアップから140人以上の創業者を輩出している有名なActivate Fellow プログラムの本拠地でもあります。研究所のネットワークは、IP、施設、そして気候変動に関する方法を前進させる主要な科学的才能で満たされています。
💡 参加する方法。技術の商業化を目指している投資家であれば、ビジュアル知財検索を知財の探索のために使いましょう。Lab Partnering Service Discovery ツールでは、活用できる専門家、施設、および技術を見つけることができます。起業家のための国立研究所プログラムの詳細については、DOEの LEEP のページをご覧ください。
2）研究開発の資金調達
早い段階のTRL (Technology Readiness Level) に関する研究開発活動に対する助成金および賞金が存在し、基礎科学から自然エネルギー、エネルギー効率、輸送、気候変動への耐性、建物などにおける気候技術ソリューションの改善などをカバーしています。DOEのプログラムやオフィスには、初期段階のClimate Techに資金を提供するためのたくさんの資源が存在し、そのうちのいくつかを紹介します。
科学室 (Office of Science)。基礎研究を支援する連邦最大の機関であり、理論物理学者や核科学者の生活の場です。核物理学、核融合、先端科学計算、原子・分子レベルの基礎エネルギー科学、微生物ゲノムから地球スケールに至る複雑な自然システムの環境研究など、あらゆる研究がOffice of Scienceで行われています。
エネルギー効率・再生可能エネルギー室 (Office of Energy Efficiency and Renewable Energy)。 CTVCの中でアナウンスしたDOEの資金提供の多くは、2050年までに米国をネットゼロへ公平に移行させることを任務とする、この強力なオフィスからもたらされたものです。すべてのアメリカ人に高い報酬と平等な利益を保証しています。EERE応用プログラムは、研究開発を国立研究所のネットワークから現実の世界へと拡大するためのRDD&D全体に及びます。これらのプログラムは、5 つの主要な脱炭素化優先分野を中心に構成されています。1) 電力 2) 交通 3) エネルギー集約型産業 4) 建物 5) 農業。
応用プログラム室
- 持続可能な輸送： 自動車の電動化、水素燃料電池トラック、バイオマスからの持続可能な航空燃料、廃棄炭素資源、自動車・鉄道・海上輸送の低GHGオプション
- 再生可能エネルギー： 再生可能エネルギーの統合と活用、風力・太陽光・地熱・水力発電技術のコストダウンと改善
- エネルギー効率化： 化学、鉄鋼、セメントにおける工業の脱炭素化、建物におけるエネルギー効率化と需要の柔軟化、先進的な製造業
化石エネルギーと炭素管理。 FECMは、化石燃料の生産から排出されるCO2を削減し、大気中のCO2や過去の排出物を除去し、CO2を持続的に変換・貯蔵する技術を支援します。主な優先分野は、1) ポイントソースでの炭素回収 2) 炭素の輸送と貯蔵 3) COCO2変換 4) カーボンマネジメントを伴う水素 5) メタン排出削減 6) 重要な鉱物生産 7) 二酸化炭素除去。
ARPA-E。Advanced Research Projects Agency-Energy は、国防総省と同じように、イノベーションに焦点を当てた分室としてモデル化されており、プログラムディレクターに気候変動に関するムーンショットのアイデア出しや触媒的な役目を行う人として、幅広い権限を与えています（なぜ DARPA モデルが機能するのか、ここに興味深い記事があります）。ARPA-Eプログラムディレクターの任期は3～4年で、その間、DOEのエネルギーと気候に関する広い範囲にわたって、高リスク、高ポテンシャルの研究開発と実証プロジェクトを財政的、技術的に支援するプログラムを構築する幅広い任務が与えられます。
ARPA-Eは、ロードマップに縛られることなく、TRL初期の「ゲームを変えるようなエネルギー技術」の加速とリスクの軽減を図り、民間企業の投資を促進することを目的としています。2009年以来、このプログラムは1,326のプロジェクトに30億ドル以上の研究開発資金を提供し、そのうち190は民間から103億ドル以上の資金を受け、25は216億ドル（！）のイグジットに成功しています。
💡関与する方法。探索的なトピック（SEED など）、特定の技術分野を対象とした FOA、現在のポートフォリオ以外のプロジェクトを特定する OPEN、ARPA-E が資金提供したプロジェクトの商業化へのスケールを支援する SCALEUP などがあります。
SBIR/ STTR: SBIR (Small Business Innovation Research) および STTR (Small Business Technology Transfer) プログラムは、研究開発とイノベーションを拡大するために連邦政府機関がスポンサーとなる助成金制度です。残念ながら、SBIR/STTR補助金は一方通行であり、資金を求める起業家は連邦政府機関の既存の公募にしか応募できません。
3）技術移転
実験室規模の実験に資金を提供し、規模を拡大した後、次のステップは、IPとノウハウを商業的応用に移し、惑星規模の気候変動問題に対応するために採用することです。
技術移行室 (Office of Technology Transitions) は、DOEが開発した技術をRDD&Dの流れに沿って管理し、研究開発部門とD&D部門に特化した次官室の仕事を結びつけ、民間部門と協力して技術と市場のリスク回避を確実に行い、ソリューションを実世界に橋渡しをする役割を果たします。技術移行室室長でDOEの最高商業化責任者のヴァネッサ・チャン博士は、 「技術移行室では、起業家、加速器、地域のイノベーションクラスターを支援するプログラムや、国立研究所の重要な知的財産の商業化に資金を提供することによって、このプロセスを通じて民間セクターと積極的に連携しています」と説明します。
💡関与する方法
- エネルギー I-Corps は、国立研究所の科学者や研究者の起業家精神を育み、支援します。
- Energy Program for Innovation Clusters は、アクセラレーターや初期段階のスタートアップに資金を提供することにより、米国内の地域エネルギーイノベーションエコシステムの強固な成長を促進します。
- DOE Emerging Tech Studio は、DOEの国立研究所で開発された知的財産を市場に出す起業家を支援します。
- 技術商業化基金 （TCF）は、商業化プロセスを改善するために研究所に資金を提供し、技術固有の商業化プロジェクトを支援します。
- Lab Partnering Service（LPS）は 、起業家、企業、および投資家に、DOE の国立研究所全体で関連する専門家、施設、および技術を検索するためのポータルを提供します。
- Visual Patent Search により、起業家、企業、および投資家は、利用可能な国立研究所のIPを検索することができます。
- OTT Commercialization Executives チームは、DOEテクノロジーの市場投入を促進するための官民パートナーシップの構築に注力しています。
技術移転の事例： 廃水テックや炭素繊維に使用するCO2を隔離する Mars Materials は、国立再生可能エネルギー研究所（NREL）で開発されたニトリル化技術を使用しています。CEOのAaron Fitzgeraldはこのようにコメントしています。「起業家と国立研究所の研究者や技術移転担当者をつなぐために作られたプログラムであるLabStartを通じて、私たちはNRELとつながったのです。変化の激しいスタートアップ企業にとって、国立研究所との連携はお役所仕事的な側面もあり、なかなか難しいものです。このような状況を打開するための最良の方法は、技術の主任研究員（PI）や技術ライセンス担当者（TLO）と強い関係を築くことです」
Demonstration (実証) - 主要技術のリスクを取り除き、市場導入に踏み切ることができている
[TRL：6-8、シリーズB/C］
クリーンエネルギー実証室 (Office of Clean Energy Demonstrations: OCED) - 技術リスクが下がると、企業は次の「実証」の死の谷に入り、市場と商業的な妥当性を証明します。
DOE の新しいクリーンエネルギー実証室は、クリーン水素、炭素回収、先進原子炉、グリッド規模のエネルギー貯蔵、系統更新などの実証プロジェクトを支援するために、新たに 200 億ドルの資金を提供するものです。OCEDのディレクター代理であるKelly Cumminsは、「OCEDは、クリーンエネルギー技術を商業化し、我が国の気候変動目標達成に向けた重要な技術革新のギャップを埋めるという明確な役割を担っています。私たちは、これらの技術を実環境で検証し、技術が意図したとおりに機能するという確信を得ることができます」と説明しています。OCEDは、技術開発者、EPC企業、電力会社、地方自治体などの組織とクリーンエネルギーの実証プロジェクトを開発し、市場導入を加速させ、民間部門の後続資金を獲得することを目指します。
OCEDは年初に設立され、すでに実証実験を開始しており、今後の発表に注目が集まっています。
- 80億ドルの地域クリーン水素ハブ。製造、加工、配送、貯蔵から最終使用まで、少なくとも4つの水素ハブが必要。
- 35億ドルの直接空気捕捉 (DAC) ハブ：4つのDACハブが、1）100万トン以上のCO2を捕捉、隔離、利用する能力、2）捕捉した炭素の捕捉、処理、配送、隔離または最終利用、3）隔離または利用を促進する炭素ネットワークの開発、を証明するためのもの。
- 25億ドルの炭素回収 (Carbon Capture) ハブ：化石エネルギー発電所やセメント、パルプ・製紙、鉄鋼、化学などの主要な二酸化炭素排出源で展開される6つのポイントソース炭素回収、輸送、貯留技術。
💡関与する方法 OCEDは、プロジェクト管理の専門家、助成金管理の専門家、エンジニアなどからなる300人以上のチームを結成し、複数のプロジェクトのスケーリングを支援します。もし、あなたがこの中のどれかに当てはまるなら、Clean Energy Corpsのウェブサイトから申請書を提出し、直接コンタクトを取ってみてください。
Deployment (展開) - 融資への架け橋になる
(～TRL: 9、シリーズC/グロース+)
ローン・プログラム・オフィス (Loan Programs Office: LPO)。実証実験を経て、いよいよ商業規模に拡大する段階です。この段階で、事業者はしばしば、最初の商業規模のプロジェクトに出資してくれる金融機関がないという「鶏と卵のジレンマ」に直面します。前回のインタビューでMonolith社のRob Hanson氏が実際に経験したように、「有望なパイロット版に4000万ドルから5000万ドルを集めるのは比較的簡単です。それ自体では経済性の高くない商用機で1億〜3億ドルを調達するのは、もっと難しいのです」。大手銀行や金融機関は企業に対して融資を受けることのできる能力や実績を求めますが、それはプロジェクトのスケーラビリティや再現性を証明することで初めて可能になります。
DOEのローンプログラムオフィスは、大規模なエネルギープロジェクトを支援するために400億ドルの資金を用意し、運営を開始しています。LPOのディレクターであるJigar Shah氏は、「技術の面では成熟していても、資本へのアクセスの面では成熟していない分野がたくさんあります。そしてそここそが、LPOが関与して結節点となるところです」と述べています。
LPOは、エコシステムの中でユニークな資本を持ち、債務発行と補助金の両方を行うことを使命としています（LPOは返済を期待しています）。LPOの融資と融資保証は、商業展開のための資金調達のギャップを埋めることを目的としており、民間金融機関が融資に踏み切る前に、革新的なClimate Tech 企業がが銀行取引できるようにする橋渡しの役割を担っています。LPOの徹底的な審査に合格したスタートアップは、承認印を得て、後続の民間資金調達を加速させることができます。現在、LPOの権限は、3つのプログラムにまたがる数十億ドルから成っています。現在のLPOの権限は、 革新的クリーンエネルギー（タイトル17）、先進技術自動車製造ローンプログラム、 Tribal Energy ローン保証プログラムという3つのプログラムわたっており、総計数十億ドルとなっています。
LPOのターゲット
- 工学的なスケールアップの課題を解決し、スケールアップ時の技術の有効性を実証するための、最初の商業規模での展開
- 建設リスクを軽減し、エンジニアリングの最適化に対応する能力を実証するため、次の数回にわたる商業規模での展開
- 商業的スケールアップ：学習曲線の進展、コスト削減、顧客需要の確立のため
- 民間デット市場の誤解を解き、商業融資へのアクセスを得るための商業融資市場教育
恩恵を受けるであろう気候技術：水素、長期貯蔵、炭素回収、先進原子力、バイオ燃料、送電線、洋上風力発電プロジェクト、エネルギー効率、バーチャル発電所、EV・バッテリー製造
これまでに発表されたプロジェクト
- Advanced Clean Energy Storageは、世界最大のクリーン水素貯蔵施設となり、長期的かつ低コストで季節ごとのエネルギー貯蔵が可能で、送電網の安定性をさらに高めます。
- Monolith は、天然ガスをカーボンブラックと水素に変換するメタン熱分解技術を導入する初の商業規模プロジェクトで、タイヤやアンモニア肥料生産など、脱炭素化が困難な産業分野で頻繁に使用される製品になります。
- Syrah VidaliaとUltium Cellsは、それぞれ重要な材料の加工とリチウムイオン電池セル製造の規模を米国内で拡大し、増大する電気自動車の需要に対応することを目的としています。
💡関与する方法 - LPOの目標は、早期かつ頻繁に関与することです。そのため、資金調達をお考えの方は、まずアウトリーチ・事業開発チームにご連絡ください。そこから、財務、技術、法律、リスク、環境など、さまざまな専門知識を持つ社内エキスパートが集まり、相談からデューデリジェンス、引受（LPOのオリジネーション部門が担当）までのプロセスを、借り手の企業が進められるよう支援します。融資実行後は、LPOのポートフォリオマネジメント部門が、建設、プロジェクトの運営・維持管理、最終的なローン返済をサポートします。(そうそう、こんなのもあったね!)
カテゴリー、注意点、チート、考慮事項
ここからは公的なDOEと民間のベンチャーキャピタルからの資金提供は同じではない、という警告です (詳しくは、気候変動資本スタックガイド (日本語訳) をご覧ください）。ベンチャーキャピタルが、時限付きで物凄い金額のリタ ーンを求めるのに対し、公的資金は気候変動対策のための資金ギャップを埋める、触媒的な役割を果たそうとしています。当然ながら、政府からの資金提供は、通常、株式の希薄化を伴わないものですが、それに伴う様々な特徴や注意事項があります。
📁DOEからの資金調達のカテゴリー - 一律ではありません
- 助成金・賞金：特定の技術、研究活動、プロジェクトを支援するための希薄化を伴わない資金で、小規模な賞金から大規模なコスト負担のインフラ投資まで幅広い。
- 融資・ローン保証：単独融資のデットキャピタル、または民間金融機関からの保証ローンとの協調融資（例：借り手がデフォルトした場合の返済を約束するなど）
- 資金調達： 州・準州に対し、州主導のエネルギー安全保障、イニシアティブ、アフォーダビリティを強化するための資金調達と技術支援
- 調達：早期購入やオフテイク契約などによる政府の購買力を使った将来の収入保証
🤔 注意点と考慮点 - 購入前に知っておくべきこと
- 技術リスクレベル： シードからグロースまでではなく、政府の資金はTRL1～9の観点で追跡することが多いです。
- 時間的投資： 申請サイクルは長く、厳格なスケジュールに基づいている場合があります。
- 重点分野： 技術またはプロジェクトは、DOE の指定する資金調達機会分野に合致しているでしょうか。
- 複雑さ： 政府からの資金提供には、特に重いデリジェンスや、マイルストーンに対する進捗状況を証明するための事後報告要件など、制約が伴う場合があります。
🔠 カンニングペーパーと重要な用語 - 900億ドルの予算配分をナビゲートするための言語
- 情報提供依頼（Request for Information：RFI）。 DOEは、主要な優先分野について、主要な業界関係者や一般市民がDOEに関与するための公募として、最初にRFIを発行することがよくあります。RFIの発行は、資金提供の機会がまもなく訪れるという強いシグナルであることが多いため、創業者や業界関係者は注意深く観察したり、意見を述べたりすることが必要です。
RFIの例 先進エネルギー製造およびリサイクル補助金、 低所得者向けコミュニティ・ソーラー補助金、 現・旧鉱山地でのクリーンエネルギー実証
- 意向通知（Notice of Intent: NOI）。 DOEはNOIを順次発表し、資金提供の機会が発行される日を「事前通知」して確定することがあります。これらの発表とそのタイムラインのサインに注意してください。
NOIの例。 2022年9月/10月に 地域クリーン水素ハブ 、 2022年第4四半期に 地域DACハブ 、 2022年第4四半期にCCS実証プロジェクト
- 資金調達の機会発表（FOA）や賞金。 これは（文字通り）お金のかかるステップです。産業界と協力し、ロードマップを作成し、関心を喚起した後、DOE は、資金提供の機会（金額、期限、およびガイドライン）を正式に公開します。FOA に応募するのは簡単なことではなく、コンセプトペーパーから、完全な応募、交渉、そして承認後のプロジェクト監督まで、数週間と数サイクルを要することがありますが、賞金プログラムによっては、もっと軽く、もっと早く進めることもできます。
FOA / 賞の例 EERE Funding Opportunities, American-Made Solar Prize, Energy Program for Innovation Clusters Prize（エネルギー革新クラスター賞
🔒 主要なリンク-どこを見ればいいのかを知るために
アナウンスメントページ 。各オフィス/プログラムウェブサイトの更新されたRFI、NOI、またはFOAをご覧ください。
交流サイト / Fedconnect。資金調達の機会に関するお知らせと申請手続きの検索
Grants.gov。エネルギー関連の助成金募集をフィルタリングして検索できます。
OTTの Lucia Tian には、 DOEの「部門化」に多大な貢献をしていただきました。 また、Granholm長官、Vanessa Chan博士、Kelly Cummins、Jigar Shahと彼らのチームも関与しています。DOEが民間セクターとの連携を強化する中、創業者、運営者、投資家の 皆さんは、今後数ヶ月の間にユニークなパートナーシップの機会がないか、 👀 目を光らせておくことをお勧めします。
