ARPA-E или Агентство перспективных исследовательских проектов - Энергетика - это правительственное агентство США, которому поручено продвигать и финансировать исследования и разработки передовых энергетических технологий. Он создан по образцу Агентства перспективных оборонных исследовательских проектов (DARPA).
Сокращение | ARPA-E |
---|---|
Формирование | 2009 |
Тип | Правительственная организация |
Директор | Вакант (исполняющий обязанности директора: доктор Дженнифер Герби) |
Головная организация | Министерство энергетики США |
Веб-сайт | www |
В настоящее время исполняющим обязанности директора является заместитель директора ARPA-E по технологиям д-р Дженнифер Герби. [1]
История и миссия
Законодательная история
Первоначально ARPA-E был задуман Национальными академиями в отчете под названием « Восхождение над надвигающейся бурей: активизация и использование Америки 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 в соответствии с Законом о соревнованиях Америки , автором которого является конгрессмен Барт Гордон , [3] в Министерстве энергетики США (DOE) в 2007 году, хотя и без бюджета. Первоначальный бюджет в размере около 400 миллионов долларов был частью законопроекта о стимулировании экономики от февраля 2009 года. [4] В начале января 2011 года Закон о повторной авторизации America COMPETES 2010 года внес 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:
- Выявление и продвижение революционных достижений в фундаментальных и прикладных науках;
- Перевод научных открытий и передовых изобретений в технологические инновации; а также
- 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:
- Привнести свежесть, волнение и чувство миссии в исследования в области энергетики, которые привлекут лучшие и самые яркие умы США;
- 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;
- 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; а также
- 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 Джорджем Бушем в августе 2007 года. Президент Барак Обама объявил о запуске ARPA-E 27 апреля 2009 года в рамках объявления о федеральных инвестициях в исследования и разработки. и естественнонаучное образование. Вскоре после запуска ARPA-E выпустила свое первое объявление о возможностях финансирования , предложив в общей сложности 151 миллион долларов с индивидуальными наградами в размере 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 Национальной лаборатории Лоуренса в Беркли , был назначен первым директором ARPA-E в сентябре 2009 года, более чем через шесть месяцев после того, как организация получила первое финансирование. [7] Министр энергетики США Стивен Чу председательствовал на первом саммите по энергетическим инновациям ARPA-E, который проходил 1–3 марта 2010 г. в Вашингтоне, округ Колумбия . [8]
График
2006 г.
Национальные академии выпустили отчет «Поднимаясь над надвигающейся бурей».
9 августа 2007 г.
Президент Джордж Буш подписал Закон «Америка КОНКУРЕНУЕТ», который кодифицировал многие рекомендации в отчете национальных академий, создав таким образом ARPA-E.
27 апреля 2009 г.
Президент Барак Обама выделил 400 миллионов долларов на финансирование ARPA-E в соответствии с Законом о восстановлении и реинвестировании Америки от 2009 года .
18 сентября 2009 г.
Президент Барак Обама назначил д-ра Аруна Маджумдара директором ARPA-E.
22 октября 2009 г.
Сенат утвердил доктора Аруна Маджумдара в качестве первого директора ARPA-E.
26 октября 2009 г.
Министерство энергетики выделило 151 миллион долларов в рамках 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 объявил о втором раунде финансирования ARPA-E в областях «Электротопливо», «Инновационные материалы и процессы для передовых технологий улавливания углерода (IMPACCT)» и «Батареи 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 «Линейное хранилище с изменяющимся режимом работы с прерывистым распределением энергии (GRIDS)», «Гибкая поставка электроэнергетических технологий (ADEPT)» и «Повышение энергоэффективности за счет Инновационные термоустройства (BEET-IT) ».
29 апреля 2010 г.
Вице-президент Джо Байден объявил 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 утверждена Сенатом в качестве директора ARPA-E. [9]
16 марта 2017 г.
План президента Дональда Трампа для бюджета, предложенного 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 Департамент транспорта ". [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 Управления энергоэффективности и возобновляемых источников энергии (EERE) Министерства энергетики США, которое продвигает проекты чистой энергии в соответствии с установленными дорожными картами. [11] Однако ARPA-E также финансирует передовые технологии в других областях, таких как 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 предложений по проектам.
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 недоразумений, задав уточняющие вопросы, которые позволяют ARPA-E принимать обоснованные решения. [16]
Финансирование и награды
Первая возможность финансирования
26 октября 2009 года Министерство энергетики США и ARPA-E выделили 151 миллион долларов из средств Закона о восстановлении и реинвестициях в США для 37 исследовательских проектов в области энергетики. Он поддерживал технологии возобновляемых источников энергии для солнечных батарей , ветряных турбин , геотермального бурения , биотоплива и биомассы для производства энергетических культур . Гранты также поддерживали технологии энергоэффективности , в том числе силовую электронику и двигатели-генераторы для современных транспортных средств , устройства для утилизации отработанного тепла , интеллектуальное стекло и системы управления для интеллектуальных зданий , светодиоды (светодиоды), мембраны обратного осмоса для опреснения воды , катализаторы для разделения воды на водород и кислород, улучшенные мембраны топливных элементов и более энергоемкие магнитные материалы для электронных компонентов. Шесть грантов были предоставлены технологиям хранения энергии , включая ультраконденсатор , улучшенные литий-ионные батареи , металл-воздушные батареи , в которых используются ионные жидкости , жидкие натриевые батареи и жидкометаллические батареи . [17] [18] [19] Другие награды были присуждены проектам, в рамках которых проводились исследования и разработки биореактора, способного производить бензин непосредственно из солнечного света и двуокиси углерода, а также технологии выращивания кристаллов для снижения стоимости светоизлучающих диодов . [17] [18] [19]
Вторая возможность финансирования
Министр энергетики США Стивен Чу объявил о втором раунде возможностей финансирования ARPA-E 7 декабря 2009 года. [20] ARPA-E запросил проекты, которые были сосредоточены на трех важнейших областях: биотопливо из электроэнергии (электротопливо), батареи для хранения электроэнергии в области транспорта (BEEST) и инновационных материалов и процессов 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 призов варьировался от 500 000 до 6 миллионов долларов, в них участвовали различные национальные лаборатории, университеты и компании. [22]
В отличие от Первой возможности финансирования, Вторая возможность финансирования определяла представленные проекты по категориям. Из отобранных 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, способной превращать углекислый газ 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 превращается в твердую при воздействии диоксида 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 изменяемым прерывистым режимом работы (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 накопителей, 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 мягких магнетиков, 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 систем и однокристальные источники питания для компьютеров, 2) интегрированные силовые преобразователи в киловаттном масштабе, позволяющие использовать такие приложения, как недорогие, эффективные инверторы для сетевых фотоэлектрических элементов 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 КПД. [23]
Секретарь Чу объявил об отборе 43 проектов в рамках GRIDS, ADEPT и BEET-IT 12 июля 2010 года. Общая сумма вознаграждения 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 элемент батареи, когда требуется электричество (GRIDS), «Силовые модули из карбида кремния для преобразования мощности в масштабе сети», в котором 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), High Energy Advanced Thermal Storage (HEATS), Редкоземельные альтернативы 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 ранней стадии, которые снижали или устраняли зависимость от редкоземельных материалов, разрабатывая заменители в двух ключевых областях: электродвигатели для электромобилей и ветряные генераторы. HEATS финансирует проекты, способствующие 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.
Победители 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 включают 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 реальном 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. [25]
Саммит энергетических инноваций ARPA-E
С 2010 года ARPA-E проводит Саммит энергетических инноваций. 10-й саммит прошел 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 своего создания ARPA-E реализовала более 1000 проектов, привлекла около 4,9 миллиарда долларов частных инвестиций для 179 из этих проектов, из которых 2,6 миллиарда долларов были вложены в НИОКР правительством США. Опубликованные, рецензируемые научные статьи также являются значительным результатом - 4614 статей. Кроме того, в рамках программы было получено 716 патентов. [27]
Смотрите также
- Закон Америки КОНКУРЕНУЕТ
- IRENA Международное агентство по возобновляемым источникам энергии
Рекомендации
- ^ "Справочник команды" . Управление ископаемой энергии Министерства энергетики США . Министерство энергетики . Проверено 25 мая 2021 года .
- ^ Годовой отчет ARPA-E FY2010, http://arpa-e.energy.gov/LinkClick.aspx?fileticket=JPgM-ETf-o0%3d&tabid=438 .
- ^ https://www.congress.gov/bill/111th-congress/house-bill/5325?q=%7B%22search%22%3A%5B%22America+Competes+Act+2007%22%5D%7D
- ^ Джордж Леопольд. «Стимул: Министерство энергетики пытается создать новое агентство по исследованиям и разработкам» . EE Times . Проверено 14 августа 2011 года .
- ^ а б «Об ARPA-E» . ARPA-E .
- ^ «DOE запускает Агентство перспективных исследовательских проектов - Energy, или ARPA-E» . EERE новости . 29 апреля 2009 года. Архивировано 16 июля 2011 года . Проверено 14 августа 2011 года .
- ^ «Белый дом назначает Маджумдара из Berkeley Lab главой ключевого агентства Министерства энергетики» . Центр новостей лаборатории Беркли . 18 сентября 2009 года. Архивировано 16 июля 2011 года . Проверено 14 августа 2011 года .
- ^ «Министерство энергетики объявляет об открытии саммита по энергетическим инновациям ARPA-E» . EERE новости . 7 января 2010 . Проверено 14 августа 2011 года .
- ^ «Энергетический лидер» . Семь дней. Природа (бумага). 516 (7530): 149. 11 декабря 2014 г. doi : 10.1038 / 516148a .
- ^ https://www.aip.org/fyi/fyi-this-week/week-july-1-2019
- ^ "Стратегический план EERE | Министерство энергетики" . energy.gov . Проверено 18 января 2017 .
- ^ https://arpa-e.energy.gov/?q=arpa-e-programs/monitor
- ^ https://arpa-e.energy.gov/?q=arpa-e-programs/move
- ^ https://arpa-e.energy.gov/?q=arpa-e-programs/grid-data
- ^ «Одной из сильных сторон ARPA-E является его ориентация на финансирование высокорисковых, потенциально трансформирующих технологий и упускаемых из виду возможностей« внедорожной карты », которые не используются ни частными фирмами, ни другими финансирующими агентствами, 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
- ^ Годовой отчет ARPA-E FY2010, http://arpa-e.energy.gov/LinkClick.aspx?fileticket=JPgM-ETf-o0%3d&tabid=438 .
- ^ а б «Смелые проекты трансформационных исследований в области энергетики приносят финансирование в размере 151 миллион долларов» . EERE новости . 26 октября 2009 . Проверено 14 августа 2011 года .
- ^ а б «Секретарь Чу объявляет о выделении 151 миллиона долларов в виде грантов ARPA-E» . 26 октября 2009 . Проверено 14 августа 2011 года .
- ^ а б «Выбор проекта ARPA-E» (PDF) . 26 октября 2009 года Архивировано из оригинального (PDF) на 27 мая 2010 года . Проверено 14 августа 2011 года .
- ^ Временная шкала ARPA-E, «Архивная копия» . Архивировано из оригинала на 2012-03-28 . Проверено 19 марта 2012 .CS1 maint: заархивированная копия как заголовок ( ссылка )
- ^ a b Вице-президент Байден объявляет о финансировании в соответствии с Законом о восстановлении 37 исследовательских проектов в области преобразования энергии «Архивная копия» . Архивировано из оригинала на 2012-03-09 . Проверено 19 марта 2012 .CS1 maint: заархивированная копия как заголовок ( ссылка )
- ^ Выбор проекта ARPA-E, 29 апреля 2010 г., http://arpa-e.energy.gov/LinkClick.aspx?fileticket=mK6vhQztzb4%3d&tabid=83
- ^ DOE объявляет о выделении 100 миллионов долларов на инновационные исследования, «Архивная копия» . Архивировано из оригинала на 2012-03-09 . Проверено 19 марта 2012 .CS1 maint: заархивированная копия как заголовок ( ссылка )
- ^ Министерство энергетики награждает 92 миллиона долларов за новаторские исследовательские проекты, «Архивная копия» . Архивировано из оригинала на 2012-03-09 . Проверено 29 марта 2012 .CS1 maint: заархивированная копия как заголовок ( ссылка )
- ^ «Министерство энергетики награждает 156 миллионов долларов за новаторские исследовательские проекты» . Архивировано из оригинала на 2012-03-26 . Проверено 2 февраля 2013 года .
- ^ «Саммит энергетических инноваций ARPA-E» . Проверено 5 января 2018 года .
- ^ https://arpa-e.energy.gov/about/our-impact
Внешние ссылки
- «Агентство перспективных исследовательских проектов - Энергия» . официальный сайт .
- 400 миллионов долларов на идеи нестандартной энергетики
- DOE запускает Агентство перспективных исследовательских проектов - Энергетика; Создает 46 исследовательских центров New Energy Frontier ( мир возобновляемой энергии )