WikiDer > ARPA-E

ARPA-E
Агентство перспективных исследовательских проектов - Энергетика
ARPA-E-logo.jpg
СокращениеARPA-E
Формирование2009; 11 лет назад (2009)
ТипПравительственная организация
Директор
Переулок Генатовского[1]
Головная организация
Министерство энергетики США
Интернет сайтwww.arpa-e.энергия.gov

ARPA-E, или же Агентство перспективных исследовательских проектов - Энергетика это Правительство США Агентство, которому поручено продвижение и финансирование исследований и разработок передовых энергетических технологий. Он создан по образцу Агентство перспективных оборонных исследовательских проектов (DARPA).

История и миссия

Законодательная история

ARPA-E был первоначально задуман докладом Национальные академии озаглавленный Поднимаясь над надвигающейся бурей: заряжая энергией и используя Америку для более светлого экономического будущего. В отчете описывается потребность США в стимулировании инноваций и разработке чистой, доступной и надежной энергии.[2] ARPA-E был официально создан Закон Америки КОНКУРЕНТ , за авторством конгрессмена Барт Гордон,[3] в пределах Министерство энергетики США (DOE) в 2007 году, правда, без бюджета. Первоначальный бюджет в размере около 400 миллионов долларов был частью законопроект о стимулировании экономики февраля 2009 г.[4]В начале января 2011 г. Америка СОРЕВНУЕТ Закон о повторной авторизации 2010 г. внесены дополнительные изменения в структуру ARPA-E; эта структура кодифицирована в Разделе 42 главы 149, подразделе XVII, § 16538 Кодекса Соединенных Штатов.

Среди основных положений Раздел 16538 предусматривает, что ARPA-E будет достигать своих целей посредством проектов в области энергетических технологий, выполнив следующие действия:

  1. Выявление и продвижение революционных достижений в фундаментальных и прикладных науках;
  2. Перевод научных открытий и новейших изобретений в технологические инновации; и
  3. Ускорение трансформационных технологических достижений в областях, за которые промышленность сама по себе вряд ли возьмется из-за технической и финансовой неопределенности.

Миссия

Как и DARPA для военных технологий, ARPA-E предназначена для финансирования высокорисковых и высокооплачиваемых исследований с участием государственных лабораторий, частной промышленности и университетов, которые в противном случае не могли бы быть продолжены.[5] ARPA-E преследует четыре цели:

  1. Привнести свежесть, волнение и чувство миссии в исследования в области энергетики, которые привлекут лучшие и самые яркие умы США;
  2. Сосредоточиться на творческих исследованиях в области трансформации энергии, которые отрасль не может или не поддержит из-за высокого риска, но которые имеют высокий потенциал вознаграждения;
  3. Использовать ARPA-подобную организацию, которая является плоской, маневренной и разреженной, способной поддерживать в течение длительных периодов времени те проекты, обещание которых остается реальным, при одновременном свертывании программ, которые не оказываются столь многообещающими, как ожидалось; и
  4. Создать новый инструмент для преодоления разрыва между фундаментальными исследованиями в области энергетики и разработками / промышленными инновациями.[5]

Запуск

ARPA-E был создан в рамках закона America COMPETES, подписанного президентом. Джордж Буш в августе 2007 года. Президент Барак Обама объявила о запуске ARPA-E 27 апреля 2009 г. в рамках объявления о федеральных инвестициях в исследования и разработки и научное образование. Вскоре после запуска ARPA-E выпустила свой первый Объявление о возможности финансирования, предлагая в общей сложности 151 миллион долларов с индивидуальными премиями от 500 000 до 9 миллионов долларов. Кандидаты представили восьмистраничные «концептуальные документы», в которых изложена техническая концепция; некоторым было предложено подать полные заявки.[6]

Арун Маджумдар, бывший заместитель директора Национальная лаборатория Лоуренса Беркли, был назначен первым директором ARPA-E в сентябре 2009 года, через шесть месяцев после первого финансирования организации.[7] Министр энергетики США Стивен Чу председательствовал на первом саммите ARPA-E Energy Innovation Summit 1–3 марта 2010 г. Вашингтон..[8]

График

2006

Национальные академии выпустили отчет «Поднимаясь над надвигающейся бурей».

9 августа 2007 г.

Президент Джордж Буш подписали закон «America COMPETES Act», который кодифицировал многие рекомендации из отчета национальных академий, создав таким образом ARPA-E.

27 апреля 2009 г.

Президент Барак Обама выделил 400 миллионов долларов на финансирование ARPA-E от Закон о восстановлении и реинвестировании Америки от 2009 г..

18 сентября 2009 г.

Президент Барак Обама номинировал доктора Х. Арун Маджумдар в качестве директора ARPA-E.

22 октября 2009 г.

Сенат утвердил д-ра Аруна Маджумдара в качестве первого директора ARPA-E.

26 октября 2009 г.

Министерство энергетики выделило 151 миллион долларов из средств Закона о восстановлении для 37 исследовательских проектов в области энергетики в рамках первого объявления о возможностях финансирования ARPA-E.

7 декабря 2009 г.

Министр энергетики США Стивен Чу объявила о втором раунде финансирования ARPA-E в областях «Электротопливо», «Инновационные материалы и процессы для передовых технологий улавливания углерода (IMPACCT)» и «Аккумуляторы для хранения электроэнергии на транспорте (BEEST)».

1 - 3 марта 2010 г.

ARPA-E провела первый «Саммит энергетических инноваций», который собрал более 1700 участников.

2 марта 2010 г.

Министр энергетики США Стивен Чу объявил о третьем раунде финансирования ARPA-E в таких областях, как «Сетевое хранилище с изменяемым прерывистым режимом работы (GRIDS)», «Agile Delivery of Electric Power Technology (ADEPT)» и «Повышение энергоэффективности за счет Инновационные термоустройства (BEET-IT) ».

29 апреля 2010 г.

Вице-президент Джо Байден объявила о 37 проектах, получивших награду в рамках второй возможности финансирования ARPA-E.

12 июля 2010 г.

Министерство энергетики выделило 92 миллиона долларов на 42 исследовательских проекта в рамках третьей возможности финансирования ARPA-E.

8 декабря 2014 г.

Эллен Уильямс утвержден Сенатом в качестве директора ARPA-E.[9]

16 марта 2017 г.

Президент Дональд Трамппроект бюджета, предложенный для устранения ARPA-E, в котором говорится, что он «предусматривает небольшие гранты с ограниченным измеримым воздействием и дублирует другие федеральные программы, такие как гранты Службы сельских коммунальных услуг Министерства сельского хозяйства США и формульные гранты штатам от Департамента США». Транспорт."[1]

28 июня 2019 г.,

Лейн Генатовски утвержден Сенатом в качестве директора ARPA-E.[10]

ARPA-E и EERE

ARPA-E была создана для финансирования проектов в области энергетических технологий, которые переводят научные открытия и изобретения в технологические инновации и ускоряют технологический прогресс в областях с высоким риском, которые промышленность вряд ли будет развивать самостоятельно. Эта цель аналогична работе Министерства энергетики США. Управление энергоэффективности и возобновляемых источников энергии (EERE) которая продвигает проекты чистой энергии в соответствии с установленными дорожными картами.[11]Однако ARPA-E также финансирует передовые технологии в других областях, таких как природный газ и сетевые технологии.[12] [13] [14]ARPA-E не финансирует постепенные улучшения существующих технологий или дорожных карт, установленных существующими программами Министерства энергетики.[15]

Создание проекта и процесс рассмотрения

Программы ARPA-E создаются в процессе обсуждения технических / научных достоинств и проблем потенциальных областей исследований. Программы должны удовлетворять как «технологический толчок» - технические достоинства инновационных платформенных технологий, которые могут быть применены к энергетическим системам, так и «рыночный импульс» - потенциальное влияние на рынок и рентабельность технологии.

Создание проекта

Процесс создания программы начинается с «глубокого погружения», когда изучается энергетическая проблема для определения потенциальных тем для разработки программы. Затем директора программ ARPA-E проводят технические семинары для сбора мнений экспертов в различных дисциплинах о текущих и будущих технологиях. На сегодняшний день ARPA-E провела или провела 13 технических семинаров.

После каждого семинара директор программы предлагает новую программу и защищает ее по набору критериев, которые оправдывают ее создание. Затем директор программы уточняет программу, учитывая отзывы, и запрашивает одобрение директора. В случае успеха создается новая программа ARPA-E и публикуется объявление о возможности финансирования (FOA) с запросом проектных предложений.

Процесс экспертной оценки

Процесс рецензирования ARPA-E призван способствовать успеху программы. Во время рассмотрения предложения ARPA-E запрашивает внешние отзывы ведущих экспертов в определенной области. Рецензенты ARPA-E оценивают заявки в течение нескольких недель, а затем созывают группу проверки.

Одним из примечательных аспектов процесса оценки ARPA-E является возможность для заявителя прочитать комментарии рецензентов и предоставить опровержение, которое Агентство рассматривает перед принятием решения о финансировании. Период ответа кандидата позволяет ARPA-E избежать недопонимания, задав уточняющие вопросы, которые позволяют ARPA-E принимать обоснованные решения.[16]

Финансирование и награды

Первая возможность финансирования

Министерство энергетики США и ARPA-E выделили 151 миллион долларов в Закон о восстановлении и реинвестировании Америки средства от 26 октября 2009 г. на 37 исследовательских проектов в области энергетики. Он поддержал Возобновляемая энергия технологии для солнечные батареи, Ветряные турбины, геотермальное бурение, биотопливо, и биомасса энергетических культур. Гранты также поддержали энергоэффективность технологии, в том числе силовая электроника и двигатели-генераторы за современные автомобили, устройства для утилизация отходящего тепла, умное стекло и системы управления для умные здания, светодиоды (Светодиоды), мембраны обратного осмоса за опреснение воды, катализаторы для разделения воды на водород и кислород, улучшенный топливная ячейка мембраны и более энергоемкие магнитные материалы для электронных компонентов. Шесть грантов получили хранилище энергии технологии, в том числе ультраконденсатор, улучшенный литий-ионные батареи, металл-воздушные батареи это использование ионные жидкости, жидкие натриевые батареи, и жидкометаллические батареи.[17][18][19]Другие награды достались проектам, проводившим исследования и разработки на биореактор с потенциалом производства бензина непосредственно из солнечного света и углекислого газа, и рост кристаллов технология для снижения стоимости светодиоды.[17][18][19]

Вторая возможность финансирования

7 декабря 2009 года министр энергетики США Стивен Чу объявил о втором раунде финансирования ARPA-E.[20] ARPA-E запросил проекты, которые были сосредоточены на трех важнейших областях: биотопливо из электроэнергии (электротопливо), батареи для хранения электроэнергии на транспорте (BEEST) и инновационные материалы и процессы для передовых технологий улавливания углерода (IMPACCT). 29 апреля 2010 года вице-президент Байден объявил о 37 лауреатах, выбранных ARPA-E из более чем 540 первоначальных концептуальных документов.[21] Размер награды варьировался от 500 000 до 6 миллионов долларов, и в ней участвовали различные национальные лаборатории, университеты и компании.[22]

В отличие от Первой возможности финансирования, Вторая возможность финансирования определяла представленные проекты по категориям. Из выбранных проектов 14 были посвящены IMPAACT, 13 - электротопливу и 10 - BEEST. Например, Гарвардская медицинская школа представила проект Electrofuels под названием «Разработка бактериального обратного топливного элемента», в котором основное внимание уделяется развитию бактерии, которая может превращать диоксид углерода в бензин. Массачусетский технологический институт получил награду от BEEST за предложение, озаглавленное «Полутвердые перезаряжаемые топливные батареи», концепция производства более легких, небольших и дешевых автомобильных аккумуляторов. Проекты IMPAACT включали проект Глобального исследовательского центра GE «Процесс улавливания CO2 с использованием абсорбентов с изменяющейся фазой», в котором основное внимание уделяется жидкости, которая становится твердой при воздействии двуокиси углерода.[21]

Третья возможность финансирования

2 марта 2010 г. на первом саммите по энергетическим инновациям ARPA-E министр энергетики США Стивен Чу объявил о третьей возможности финансирования проектов ARPA-E. Как и в случае второй возможности финансирования, ARPA-E запросил проекты по категориям: сетевое хранилище с изменяемой прерывистой мощностью (GRIDS), Agile Delivery of Electric Power Technology (ADEPT) и повышение энергоэффективности с помощью инновационных термоустройств (BEET-IT). GRIDS приветствовала проекты, которые сосредоточены на широкомасштабном развертывании рентабельных накопителей энергии в масштабе сети в двух конкретных областях: 1) проекты компонентов накопления, подтверждающие концепцию, нацеленные на проверку новых, перспективных концепций накопления электроэнергии, и 2) передовые системы прототипы, устраняющие критические недостатки существующих технологий хранения энергии в масштабах сети. ADEPT сосредоточился на инвестировании в материалы для фундаментальных достижений в области мягкого магнетизма, высоковольтных переключателей и надежного накопителя заряда высокой плотности в трех категориях: 1) полностью интегрированные преобразователи мощности в масштабе кристалла для приложений, включая, помимо прочего, компактные, эффективные драйверы для твердотельного освещения, распределенные микро-инверторы для фотоэлектрических элементов и однокристальные источники питания для компьютеров, 2) интегрированные преобразователи мощности в киловаттном корпусе, позволяющие использовать такие приложения, как недорогие, эффективные инверторы для фотоэлектрических элементов, подключенных к сети, и переменные скоростные двигатели, и 3) легкие твердотельные преобразователи энергии среднего напряжения для мощных приложений, таких как твердотельные электрические подстанции и генераторы ветряных турбин. BEET-IT запросила проекты, касающиеся энергоэффективных технологий охлаждения и кондиционеров (AC) для зданий с целью экономии энергии и сокращения выбросов парниковых газов в следующих областях: 1) системы охлаждения, в которых используются хладагенты с низким потенциалом глобального потепления; 2) энергоэффективные системы кондиционирования (AC) для теплого и влажного климата с повышенным коэффициентом полезного действия (COP); и 3) парокомпрессионные системы кондиционирования воздуха для жаркого климата для рециркуляционных воздушных нагрузок с повышенным COP.[23]

Секретарь Чу объявил об отборе 43 проектов в рамках GRIDS, ADEPT и BEET-IT 12 июля 2010 года. Общая сумма призов составила 92 миллиона долларов и варьировалась от 400 000 до 5 миллионов долларов. Награды включали 14 проектов в ADEPT, 17 проектов в BEET-IT и 12 проектов в GRIDS. Примеры награжденных проектов включают «Поток растворимых кислотно-свинцовых аккумуляторов», который перекачивает химические вещества через аккумуляторные элементы, когда требуется электричество (GRIDS), «Силовые модули из карбида кремния для преобразования мощности в масштабе сети», в которых используются передовые транзисторы, чтобы сделать электрическую сеть более гибкой. и управляемый (ADEPT), и «цикл охлаждения абсорбцией-осмосом», новая система кондиционирования воздуха, в которой в качестве хладагента используется вода, а не химические вещества (BEET-IT).[24]

Четвертая возможность финансирования

О четвертом раунде финансирования ARPA-E было объявлено 20 апреля 2011 года, и за него были награждены проекты в пяти технологических областях: установки, созданные для замены нефти (PETRO), высокоэнергетические усовершенствованные аккумуляторы тепла (HEATS), альтернативы редкоземельным элементам в критических технологиях (REACT), Интеграция экологически чистых сетей электроснабжения (GENI) и гибкая доставка электроэнергии с помощью солнечной энергии (Solar ADEPT). PETRO сосредоточился на проектах, в которых были системы для создания биотоплива из домашних источников, таких как табак и сосны, за половину их нынешних затрат. РЕАКТ финансировал альтернативные технологии на ранних этапах, которые снижали или устраняли зависимость от редкоземельных материалов, путем разработки заменителей в двух ключевых областях: электродвигатели для электромобилей и ветряные генераторы. HEATS финансировал проекты, способствовавшие развитию технологий хранения тепловой энергии. GENI сосредоточилась на финансировании программного и аппаратного обеспечения, которое могло бы надежно контролировать энергосистему. Компания Solar ADEPT приняла проекты по интеграции силовой электроники в солнечные панели и солнечные фермы для более эффективного извлечения и доставки энергии.

Лауреаты четвертой возможности финансирования были объявлены 29 сентября 2011 года. 60 проектов получили 156 миллионов долларов из бюджета ARPA-E на 2011 финансовый год. Примеры награжденных проектов включали проект, который увеличивает производство скипидара, природного жидкого биотоплива (PETRO); проект под названием «Постоянный магнит на основе марганца», который снижает стоимость ветряных турбин и электромобилей за счет разработки замены редкоземельных магнитов на основе инновационного композита с использованием марганцевого материала (REACT); проект под названием «HybriSol», который разрабатывает тепловую батарею для хранения солнечной энергии (HEATS); проект по разработке новой системы, позволяющей в режиме реального времени автоматизированный контроль линий электропередачи, составляющих электрическую сеть (GENI); и проект по разработке легкой электроники для подключения к фотоэлектрическим солнечным панелям для установки на стенах или крышах домов.[25]

Саммит энергетических инноваций ARPA-E

С 2010 года ARPA-E проводит Саммит энергетических инноваций. 10-й саммит состоялся 8-10 июля 2019 г. в Денвере, штат Колорадо, а 11-й саммит состоится 17-19 марта 2021 г. в конференц-центре Gaylord Convention Center, недалеко от Вашингтона, округ Колумбия.[26]

Достижения ARPA-E

С момента создания Arpa-E реализовала 800 проектов, привлекла около 2,9 миллиарда долларов частных инвестиций для 145 из этих проектов, из которых 2 миллиарда долларов были вложены в НИОКР правительством США. Опубликованные, рецензируемые научные статьи также являются значительным продуктом - всего 2489. Кроме того, по программе получено 346 патентов. Эти цифры показывают, что ARPA-E преуспела в своей основной цели по финансированию инновационных энергетических технологий с высоким риском.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ https://arpa-e.energy.gov/?q=news-item/arpa-e-welcomes-new-director-lane-genatowski
  2. ^ Годовой отчет ARPA-E FY2010, http://arpa-e.energy.gov/LinkClick.aspx?fileticket=JPgM-ETf-o0%3d&tabid=438.
  3. ^ https://www.congress.gov/bill/111th-congress/house-bill/5325?q=%7B%22search%22%3A%5B%22America+Competes+Act+2007%22%5D%7D
  4. ^ Джордж Леопольд. «Стимул: Министерство энергетики пытается создать новое агентство по исследованиям и разработкам». EE Times. Получено 14 августа, 2011.
  5. ^ а б «О ARPA-E». ARPA-E.
  6. ^ «DOE запускает Агентство перспективных исследовательских проектов - Energy, или ARPA-E». EERE новости. 29 апреля 2009 г. В архиве из оригинала 16 июля 2011 г.. Получено 14 августа, 2011.
  7. ^ «Белый дом назначает Маджумдара из Berkeley Lab на пост главы ключевого агентства Министерства энергетики». Центр новостей лаборатории Беркли. 18 сентября 2009 г. В архиве из оригинала 16 июля 2011 г.. Получено 14 августа, 2011.
  8. ^ «Министерство энергетики объявляет об открытии саммита по энергетическим инновациям ARPA-E». EERE новости. 7 января 2010 г.. Получено 14 августа, 2011.
  9. ^ «Энергетический лидер». Семь дней. Природа (бумага). 516 (7530): 149. 11 декабря 2014 г. Дои:10.1038 / 516148a.
  10. ^ https://www.aip.org/fyi/fyi-this-week/week-july-1-2019
  11. ^ "Стратегический план EERE | Министерство энергетики". energy.gov. Получено 2017-01-18.
  12. ^ https://arpa-e.energy.gov/?q=arpa-e-programs/monitor
  13. ^ https://arpa-e.energy.gov/?q=arpa-e-programs/move
  14. ^ https://arpa-e.energy.gov/?q=arpa-e-programs/grid-data
  15. ^ «Одна из сильных сторон ARPA-E заключается в том, что она сосредоточена на финансировании высокорисковых, потенциально трансформирующих технологий и упускаемых из виду,« внедорожных »возможностей, которыми не пользуются ни частные фирмы, ни другие финансовые агентства, включая другие программы и офисы в рамках DoE». (Отчет NASEM по ARPA-E, открытие 4-4). https://www.nap.edu/catalog/24778/an-assessment-of-arpa-e
  16. ^ Годовой отчет ARPA-E FY2010, http://arpa-e.energy.gov/LinkClick.aspx?fileticket=JPgM-ETf-o0%3d&tabid=438.
  17. ^ а б «Смелые трансформационные проекты в области энергетических исследований получают финансирование в размере 151 миллион долларов». EERE новости. 26 октября 2009 г.. Получено 14 августа, 2011.
  18. ^ а б «Секретарь Чу объявляет о выделении 151 миллиона долларов в виде грантов ARPA-E». 26 октября 2009 г.. Получено 14 августа, 2011.
  19. ^ а б «Выбор проекта ARPA-E» (PDF). 26 октября 2009 г. Архивировано с оригинал (PDF) 27 мая 2010 г.. Получено 14 августа, 2011.
  20. ^ Хронология ARPA-E, «Архивная копия». Архивировано из оригинал на 2012-03-28. Получено 2012-03-19.CS1 maint: заархивированная копия как заголовок (ссылка на сайт)
  21. ^ а б Вице-президент Байден объявляет о финансировании в соответствии с Законом о восстановлении 37 исследовательских проектов по трансформации энергетики, «Архивная копия». Архивировано из оригинал на 2012-03-09. Получено 2012-03-19.CS1 maint: заархивированная копия как заголовок (ссылка на сайт)
  22. ^ Выбор проекта ARPA-E, 29 апреля 2010 г., http://arpa-e.energy.gov/LinkClick.aspx?fileticket=mK6vhQztzb4%3d&tabid=83
  23. ^ Министерство энергетики объявляет о выделении 100 миллионов долларов на инновационные исследования, «Архивная копия». Архивировано из оригинал на 2012-03-09. Получено 2012-03-19.CS1 maint: заархивированная копия как заголовок (ссылка на сайт)
  24. ^ Министерство энергетики награждает 92 миллиона долларов за новаторские исследовательские проекты, «Архивная копия». Архивировано из оригинал на 2012-03-09. Получено 2012-03-29.CS1 maint: заархивированная копия как заголовок (ссылка на сайт)
  25. ^ «Министерство энергетики награждает 156 миллионов долларов за новаторские исследовательские проекты». Архивировано из оригинал на 2012-03-26. Получено 2 февраля, 2013.
  26. ^ «Саммит энергетических инноваций ARPA-E». Получено 5 января, 2018.

внешняя ссылка