ARPA-E

Avancerade forskningsprojekt Agency–Energy
Förkortning ARPA-E
Bildning 2009 ; 14 år sedan ( 2009 )
Typ Statlig organisation
Direktör
 Evelyn Wang
Föräldraorganisation
 US Department of Energy
Hemsida www .arpa-e .energy .gov

ARPA-E , eller Advanced Research Projects Agency–Energy är en statlig myndighet i USA som har till uppgift att främja och finansiera forskning och utveckling av avancerad energiteknik. Det är modellerat efter Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA).

Från och med den 9 januari 2023 är den nuvarande direktören Evelyn Wang .

Historia och uppdrag

Lagstiftningshistoria

ARPA-E skapades ursprungligen av en rapport från National Academies med titeln Rising Above the Gathering Storm: Energizing and Employing America for a Brighter Economic Future . Rapporten beskrev ett behov för USA att stimulera innovation och utveckla ren, prisvärd och pålitlig energi. ARPA-E skapades officiellt av America COMPETES Act , författad av kongressledamoten Bart Gordon , inom United States Department of Energy (DOE) 2007, dock utan budget. Den initiala budgeten på cirka 400 miljoner dollar var en del av lagförslaget om ekonomisk stimulans från februari 2009. I början av januari 2011 gjorde America COMPETES Reauthorization Act från 2010 ytterligare ändringar i ARPA-E:s struktur; denna struktur är kodifierad i avdelning 42, kapitel 149, underkapitel XVII, § 16538 i United States Code.

Bland dess huvudbestämmelser föreskrivs i avsnitt 16538 att ARPA-E ska uppnå sina mål genom energiteknikprojekt genom att göra följande:

  1. Identifiera och främja revolutionära framsteg inom grundläggande och tillämpade vetenskaper;
  2. Att översätta vetenskapliga upptäckter och banbrytande uppfinningar till tekniska innovationer; och
  3. Accelererande tekniska framsteg inom omvandlingar inom områden som industrin inte ensam kommer att göra på grund av teknisk och finansiell osäkerhet.

Uppdrag

Liksom DARPA gör för militär teknik, är ARPA-E avsedd att finansiera högrisk, hög belöning forskning som involverar statliga labb, privat industri och universitet som annars kanske inte skulle kunna bedrivas. ARPA-E har fyra mål:

  1. Att ge en friskhet, spänning och känsla av uppdrag till energiforskning som kommer att locka USA:s bästa och smartaste hjärnor;
  2. Att fokusera på kreativ, transformationsenergiforskning som industrin inte kan eller kommer att stödja på grund av sin höga risk, men som har hög belöningspotential;
  3. Att använda en ARPA-liknande organisation som är platt, smidig och sparsam, kapabel att under långa perioder upprätthålla de projekt vars löfte förblir verkliga, samtidigt som man fasar ut program som inte visar sig vara så lovande som förväntat; och
  4. Att skapa ett nytt verktyg för att överbrygga klyftan mellan grundläggande energiforskning och utveckling/industriell innovation.

Lansera

ARPA-E skapades som en del av America COMPETES-lagen som undertecknades av president George W. Bush i augusti 2007. President Barack Obama tillkännagav lanseringen av ARPA-E den 27 april 2009 som en del av ett tillkännagivande om federala investeringar i forskning och utveckling och naturvetenskaplig utbildning. Strax efter lanseringen släppte ARPA-E sitt första tillkännagivande om finansieringsmöjlighet , som erbjuder totalt 151 miljoner USD med individuella utmärkelser från 500 000 USD till 9 miljoner USD. Sökande lämnade in åtta sidor långa "konceptpapper" som beskrev det tekniska konceptet; några uppmanades att lämna in fullständiga ansökningar.

Arun Majumdar , tidigare biträdande chef för Lawrence Berkeley National Laboratory , utsågs till den första chefen för ARPA-E i september 2009, över sex månader efter att organisationen först finansierades. USA:s energiminister Steven Chu presiderade över det inledande ARPA-E Energy Innovation Summit den 1–3 mars 2010 i Washington, DC

Tidslinje

2006

National Academies släppte rapporten "Rising Above the Gathering Storm".

9 augusti 2007

President George W. Bush skrev under America COMPETES Act som kodifierade många av rekommendationerna i National Academies-rapporten, vilket skapade ARPA-E.

27 april 2009

President Barack Obama tilldelade 400 miljoner dollar i finansiering till ARPA-E från American Recovery and Reinvestment Act från 2009 .

18 september 2009

President Barack Obama nominerade Arun Majumdar till direktör för ARPA-E.

22 oktober 2009

Senaten bekräftade Arun Majumdar som ARPA-E:s första direktör.

26 oktober 2009

Department of Energy tilldelade 151 miljoner USD i återhämtningslagsmedel för 37 energiforskningsprojekt under ARPA-E:s första tillkännagivande om finansieringsmöjligheter.

7 december 2009

USA:s energiminister Steven Chu tillkännagav ARPA-E:s andra omgång av finansieringsmöjligheter inom områdena "elektrobränslen", "innovativa material och processer för avancerade kolinfångningsteknologier (IMPACCT)" och "Batterier för elektrisk energilagring i transporter (BEEST) .”

1–3 mars 2010

ARPA-E stod värd för det inledande "Energy Innovation Summit" som lockade över 1 700 deltagare.

2 mars 2010

USA:s energiminister Steven Chu tillkännagav ARPA-E:s tredje omgång av finansieringsmöjligheter inom områdena "Grid-Scale Rampable Intermittent Dispatchable Storage (GRIDS), "Agil Delivery of Electrical Power Technology (ADEPT)" och "Building Energy Efficiency Through Innovativa termoenheter (BEET-IT).”

29 april 2010

Vicepresident Joe Biden tillkännagav 37 tilldelade projekt under ARPA-E:s andra finansieringsmöjlighet.

12 juli 2010

Department of Energy tilldelade 92 miljoner dollar för 42 forskningsprojekt under ARPA-E:s tredje finansieringsmöjlighet.

8 december 2014

Ellen Williams bekräftas av senaten som direktör för ARPA-E.

28 juni 2019

Lane Genatowski bekräftad av senaten som direktör för ARPA-E.

22 december 2022

Evelyn Wang bekräftades av senaten som direktör för ARPA-E.

ARPA-E och EERE

ARPA-E skapades för att finansiera energiteknikprojekt som översätter vetenskapliga upptäckter och uppfinningar till tekniska innovationer och påskyndar tekniska framsteg inom högriskområden som industrin sannolikt inte kommer att driva självständigt. Detta mål liknar arbetet i det amerikanska energidepartementets kontor för energieffektivitet och förnybar energi (EERE) som främjar projekt för ren energi enligt fastställda färdplaner. Men ARPA-E finansierar även avancerad teknik i andra utrymmen som naturgas och nätteknik. ARPA-E finansierar inte inkrementella förbättringar av befintlig teknik eller färdplaner som upprättats av befintliga DOE-program.

Projektskapande och granskningsprocessen

ARPA-E-program skapas genom en process av debatt kring de tekniska/vetenskapliga meriter och utmaningar hos potentiella forskningsområden. Program måste tillgodose både "teknologisk push" - den tekniska fördelen med innovativ plattformsteknik som kan tillämpas på energisystem - och "market pull" - teknikens potentiella marknadspåverkan och kostnadseffektivitet.

Projektskapande

Programskapandeprocessen börjar med en "djupdykning" där ett energiproblem utforskas för att identifiera potentiella ämnen för programutveckling. ARPA-E Program Directors håller sedan tekniska workshops för att samla in synpunkter från experter inom olika discipliner om nuvarande och kommande teknologier. Hittills har ARPA-E varit värd för eller samarbetat med 13 tekniska workshops.

Efter varje workshop föreslår programdirektören ett nytt program och försvarar programmet mot en uppsättning kriterier som motiverar att det skapas. Programdirektören förfinar sedan programmet genom att inkludera feedback och söker godkännande från direktören. Om det lyckas skapas ett nytt ARPA-E-program, och ett meddelande om finansieringsmöjligheter (FOA) släpps som ber om projektförslag.

Peer review process

ARPA-E peer review-processen är utformad för att hjälpa till att driva programmets framgång. Under förslagsgranskning ber ARPA-E in extern feedback från ledande experter inom ett visst område. ARPA-E granskare utvärderar ansökningar under flera veckor och sammankallar sedan en granskningspanel.

En anmärkningsvärd aspekt av ARPA-E:s utvärderingsprocess är möjligheten för sökanden att läsa granskarnas kommentarer och ge ett genmäle som byrån granskar innan finansieringsbeslut fattas. Den sökandes svarsperiod tillåter ARPA-E att undvika missförstånd genom att ställa klargörande frågor som gör det möjligt för ARPA-E att fatta välgrundade beslut.

Finansiering och utmärkelser

Första finansieringsmöjligheten

USA:s energidepartement och ARPA-E tilldelade 151 miljoner dollar i American Recovery and Reinvestment Act- medel den 26 oktober 2009 för 37 energiforskningsprojekt. Det stödde förnybar energiteknik för solceller , vindkraftverk , geotermisk borrning , biobränslen och biomassaenergigrödor . Bidragen stödde också energieffektivitetsteknologier , inklusive kraftelektronik och motorgeneratorer för avancerade fordon , enheter för spillvärmeåtervinning , smarta glas och kontrollsystem för smarta byggnader , lysdioder (LED), omvänd osmos-membran för vattenavsaltning , katalysatorer för att dela vatten till väte och syre, förbättrade bränslecellmembran och mer energitäta magnetiska material för elektroniska komponenter. Sex bidrag gick till energilagringsteknik , inklusive en ultrakondensator , förbättrade litiumjonbatterier , metall-luftbatterier som använder joniska vätskor , flytande natriumbatterier och flytande metallbatterier . Andra priser gick till projekt som bedrivit forskning och utveckling av en bioreaktor med potential att producera bensin direkt från solljus och koldioxid, och kristalltillväxtteknologi för att sänka kostnaderna för lysdioder .

Andra finansieringsmöjligheten

USA:s energiminister Steven Chu tillkännagav en andra omgång av ARPA-E-finansieringsmöjligheter den 7 december 2009. ARPA-E begärde projekt som fokuserade på tre kritiska områden: biobränslen från elektricitet (elektrobränslen), batterier för elektrisk energilagring i transporter ( BEEST), och innovativa material och processer för avancerad kolavskiljningsteknik (IMPACCT). Den 29 april 2010 tillkännagav vicepresident Biden de 37 pristagarna som ARPA-E hade valt ut bland över 540 första konceptdokument. Priserna varierade från cirka 500 000 USD till 6 miljoner USD och involverade en mängd olika nationella laboratorier, universitet och företag.

Till skillnad från den första finansieringsmöjligheten, angav den andra finansieringsmöjligheten projektinlämningar efter kategori. Av de utvalda projekten fokuserade 14 på IMPAACT, 13 på elektrobränslen och 10 på BEEST. Till exempel lämnade Harvard Medical School in ett projekt under Electrofuels med titeln "Engineering a Bacterial Reverse Fuel Cell", som fokuserar på utveckling av en bakterie som kan omvandla koldioxid till bensin. MIT fick ett pris under BEEST för ett förslag med titeln "Semi-Solid Rechargeable Fuel Battery", ett koncept för att producera lättare, mindre och billigare fordonsbatterier. IMPAACT-projekten inkluderade GE Global Research Centers "CO2 Capture Processing Using Phase-Changing Absorbents", som fokuserar på en vätska som blir fast när den exponeras för koldioxid.

Tredje finansieringsmöjligheten

Den 2 mars 2010, vid det inledande ARPA-E Energy Innovation Summit, tillkännagav USA:s energiminister Steven Chu en tredje finansieringsmöjlighet för ARPA-E-projekt. Liksom den andra finansieringsmöjligheten, sökte ARPA-E projekt efter kategori: Grid-Scale Rampable Intermittent Dispatchable Storage (GRIDS), Agile Delivery of Electrical Power Technology (ADEPT) och Building Energy Efficiency Through Innovative Thermodevices (BEET-IT). GRIDS välkomnade projekt som fokuserade på omfattande utbyggnad av kostnadseffektiv energilagring i nätskala inom två specifika områden: 1) proof of concept-lagringskomponentprojekt fokuserade på att validera nya koncept för lagring av elektrisk energi över horisonten och 2) avancerade system prototyper som åtgärdar kritiska brister hos befintliga energilagringstekniker i nätskala. ADEPT fokuserade på att investera i material för grundläggande framsteg inom mjuk magnetik, högspänningsomkopplare och pålitlig laddningslagring med hög densitet i tre kategorier: 1) helt integrerade strömomvandlare i chipsskala för applikationer inklusive, men inte begränsat till, kompakta, effektiva drivrutiner för solid-state belysning, distribuerade mikroväxelriktare för solceller och enkelchips strömförsörjning för datorer, 2) integrerade kraftomvandlare i kilowattskala genom att möjliggöra applikationer som billiga, effektiva växelriktare för nätanslutna solceller och variabel hastighetsmotorer, och 3) lättvikts, halvledar-, medelspänningsenergiomvandling för högeffekttillämpningar som solid-state elektriska transformatorstationer och vindkraftsgeneratorer. BEET-IT sökte projekt angående energieffektiv kylteknik och luftkonditioneringsapparater (AC) för byggnader för att spara energi och minska utsläppen av växthusgaser inom följande områden: 1) kylsystem som använder köldmedier med låg global uppvärmningspotential ; 2) energieffektiva luftkonditioneringssystem (AC) för varma och fuktiga klimat med en ökad prestandakoefficient (COP); och 3) ångkompression AC-system för varma klimat för återcirkulerande luftbelastningar med en ökad COP.

Sekreterare Chu tillkännagav urvalet av 43 projekt under GRIDS, ADEPT och BEET-IT den 12 juli 2010. Priserna uppgick till 92 miljoner USD och varierade från 400 000 USD till 5 miljoner USD. Priserna omfattade 14 projekt i ADEPT, 17 projekt i BEET-IT och 12 projekt i GRIDS. Exempel på tilldelade projekt är ett "Soluble Acid Lead Flow Battery" som pumpar kemikalier genom en battericell när elektricitet behövs (GRIDS), "Silicon Carbide Power Modules for Grid Scale Power Conversion" som använder avancerade transistorer för att göra elnätet mer flexibelt och kontrollerbar (ADEPT), och en "Absorption-Osmos Cooling Cycle", ett nytt luftkonditioneringssystem som använder vatten som kylmedel, snarare än kemikalier (BEET-IT).

Fjärde finansieringsmöjligheten

ARPA-E:s fjärde finansieringsomgång tillkännagavs den 20 april 2011 och tilldelades projekt inom fem teknikområden: Plants Engineered To Replace Oil (PETRO), High Energy Advanced Thermal Storage (HEATS), Rare Earth Alternatives in Critical Technologies (REACT), Green Electricity Network Integration (GENI), och Solar Agile Delivery of Electrical Power Technology (Solar ADEPT). PETRO fokuserade på projekt som hade system för att skapa biobränslen från inhemska källor som tobak och tallar för halva deras nuvarande kostnad. REACT finansierade teknikalternativ i ett tidigt skede som minskade eller eliminerade beroendet av sällsynta jordartsmetaller genom att utveckla substitut inom två nyckelområden: elfordonsmotorer och vindgeneratorer. HEATS finansierade projekt som främjade framsteg inom teknik för lagring av värmeenergi. GENI fokuserade på att finansiera mjukvara och hårdvara som på ett tillförlitligt sätt kunde styra nätet. Solar ADEPT accepterade projekt som integrerade kraftelektronik i solpaneler och solgårdar för att utvinna och leverera energi mer effektivt.

Pristagarna för den fjärde finansieringsmöjligheten tillkännagavs den 29 september 2011. De 60 projekten fick 156 miljoner USD från ARPA-E-budgeten för räkenskapsåret 2011. Exempel på de tilldelade projekten var ett projekt som ökar produktionen av terpentin , ett naturligt flytande biobränsle (PETRO); ett projekt med titeln "Mangan-Based Permanent Magnet", som minskar kostnaderna för vindturbiner och elfordon genom att utveckla en ersättning för sällsynta jordartsmetaller baserade på en innovativ komposit med manganmaterial (REACT); ett projekt med titeln "HybriSol", som utvecklar ett värmebatteri för att lagra energi från solen (HEATS); ett projekt som utvecklar ett nytt system som möjliggör automatiserad kontroll i realtid över transmissionsledningarna som utgör elnätet (GENI); och ett projekt som utvecklar lättviktselektronik för att ansluta till solcellspaneler som ska installeras på väggar eller tak.

ARPA-E Energy Innovation Summit

Sedan 2010 har ARPA-E varit värd för Energy Innovation Summit. Det 10:e toppmötet hölls 8–10 juli 2019 i Denver, Colorado , och det 11:e toppmötet kommer att äga rum 17–19 mars 2021 på Gaylord Convention Center, nära Washington, DC

ARPA-E-prestationer

ARPA-E har genererat över 1 000 projekt sedan starten, lockat cirka 4,9 miljarder dollar i privata investeringar för 179 av dessa projekt, med 2,6 miljarder dollar investerade i FoU av den amerikanska regeringen. Publicerade, peer reviewed forskningsartiklar är också en betydande produktion, totalt 4 614. Dessutom har programmet genererat 716 patent.

Se även

externa länkar

Hämtad från " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=ARPA-E&oldid=1140122974 "