Kierownik Kursu Szkiców ARPA-E dla Badań Energetycznych

Eric Toone, który wcześniej tego lata przejął stery agencji ARPA-E, ma kilka przemyśleń na temat tego, dokąd powinny zmierzać badania nad energią.

Bill Gates i sekretarz ds. energii Steven Chu przemawiają na zeszłorocznej konferencji ARPA-E Summit, która przyciąga najlepszych naukowców, przedsiębiorców i inwestorów. Źródło: DOE/Quentin Kruger

ARPA-E jest agencją badawczą Departamentu Energii, której misją jest finansowanie ryzykownych pomysłów technologicznych, które mogą poprawić bezpieczeństwo energetyczne i zmniejszyć emisje z energii. Od początku swojego istnienia trzy lata temu agencja badawcza opracowała szereg obiecujących technologii w wielu dziedzinach, takich jak baterie, opłacalne biopaliwa i bardziej wydajne budynki.

Eric Toone, główny zastępca dyrektora w ARPA-E

W wywiadzie Toone, który zastąpił pierwszego dyrektora ARPA-E, Aruna Majumdara, mówi, że jego głównym priorytetem jako głównego zastępcy dyrektora jest pozyskanie najwyższej klasy naukowców, z których ARPA-E jest znana. Ci dyrektorzy programowi nadzorują postępy laureatów grantów, którymi mogą być firmy, uczelnie lub laboratoria krajowe. Projekty ARPA-E mają na celu przybliżenie postępu naukowego do rynku poprzez wyprodukowanie pierwszego prototypu lub demonstracji w ciągu kilku lat. Podobnie jak agencja DARPA Departamentu Obrony, programy ARPA-E są wstrzymywane, jeśli zespół badawczy nie osiąga technicznych i handlowych kamieni milowych.

W nadchodzących miesiącach ARPA-E planuje stworzyć programy badawcze w obszarach, w których sektor prywatny jeszcze nie działa i istnieje potencjał do dużego skoku wydajności, mówi Toone, który jest również profesorem chemii i biochemii na Duke University . Obecnie omawiane pomysły programowe obejmują:

• Szybkie ładowanie pojazdów elektrycznych. Technologia akumulatorów jest coraz lepsza, a stacje ładowania prądem stałym wysokiego napięcia mogą naładować akumulatory samochodu elektrycznego do około 50 procent w ciągu pół godziny. Ale technologie, dzięki którym ładowanie pojazdów elektrycznych jest tak szybkie, jak tankowanie benzyną, jest obszarem dojrzałym do innowacji, mówi Toone.
• Inteligentne i autonomiczne wykrywanie. Przedsiębiorstwa użyteczności publicznej już zaczynają używać zrobotyzowanych urządzeń, takich jak przyrządy do pomiaru wskazań, do monitorowania linii przesyłowych i wyszukiwania uszkodzeń po burzach. Ale Toone twierdzi, że czujniki i robotyka mają znacznie większy potencjał w zakresie poprawy efektywności energetycznej i niezawodności. Istnieje wiele sprytnych koncepcji inteligentny kurz lub rzeczy, które wyglądają jak małe owady, które przemierzają budynki, sprawdzają systemy i przekazują informacje, aby zoptymalizować zużycie energii, mówi.
• Lepsze materiały. Lekkie i mocne materiały mogą zapewnić znaczną poprawę wydajności pojazdu, co sprawia, że ​​praca nad lepszymi stopami jest ważna. ARPA-E ma już program mający na celu zbadanie alternatyw dla magnesów ziem rzadkich, ponieważ prawie wszystkie pierwiastki ziem rzadkich pochodzą z Chin. Ale Toole twierdzi, że nadal istnieje zapotrzebowanie na lepsze magnesy, które są bardzo gęste i tanie.
• Bardziej gęste uprawy biopaliw. Jednym z największych wyzwań związanych z wytwarzaniem paliwa ze źródeł niespożywczych jest koszt transportu biomasy. Toone, który kieruje programem elektropaliw ARPA-E, proponuje sposób na masowe zagęszczanie resztek pożniwnych, takich jak lekka i puszysta słoma kukurydziana, kiedy są one faktycznie zbierane, aby pomóc obniżyć koszty produkcji biopaliw celulozowych.
• Ultra tani wodór. Wodór do ogniw paliwowych musi być wytwarzany poprzez rozszczepianie wody lub usuwanie wodoru z innego źródła. Drastyczne obniżenie kosztu wodoru do poziomu poniżej jednego dolara za kilogram stanowiłoby rozwiązanie jednej z trwałych barier utrudniających szersze wykorzystanie ogniw paliwowych.

ARPA-E została utworzona w 2007 roku i początkowo finansowana w ramach programu stymulacyjnego w 2009 roku. Od tego czasu sfinansowała około 200 projektów przy stosunkowo niewielkich grantach, zwykle rzędu kilku milionów dolarów. (Zobacz, czy ARPA-E może rozwiązać problemy energetyczne? )

Ogólnie rzecz biorąc, agencja badawcza cieszyła się poparciem zarówno Demokratów, jak i Republikanów w Kongresie. Na przykład w zeszłym roku jej budżet został zwiększony do 275 milionów dolarów po zmniejszeniu do 180 milionów dolarów w 2011 roku. Ale jej wsparcie polityczne gwarantuje baczną obserwację osób zainteresowanych innowacjami energetycznymi.

Energia i rola rządu w energetyce staje się dużym tematem debaty prezydenckiej. Administracja Obamy i sekretarz ds. energii Steven Chu są zagorzałymi zwolennikami ARPA-E; administracja zażądała zwiększenia budżetu ARPA-E na 2013 rok do 350 milionów dolarów. Mitta Romneya pozycja energetyczna wspomina również o ARPA-E, mówiąc, że powinna koncentrować się na badaniach podstawowych.

Toone nie może przewidzieć, w którą stronę pójdzie budżet ARPA-E w nadchodzących latach, ale twierdzi, że ARPA-E skorzysta na konsekwentnym finansowaniu. Nie pomogłoby na przykład, gdyby ktoś potroił nasz budżet w przyszłym roku. Potrzebujemy stałego, trwałego wzrostu, który pozwoli nam dalej rozwijać się w rozsądnym tempie.

ukryć