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Responsabile Corso di Schizzi ARPA-E per la Ricerca Energetica
Eric Toone, che ha preso le redini dell'agenzia ARPA-E all'inizio di questa estate, ha alcune riflessioni su dove dovrebbe andare la ricerca energetica.
Bill Gates e il segretario all'Energia Steven Chu parlano all'ARPA-E Summit dello scorso anno, una conferenza che attira i migliori scienziati, imprenditori e investitori. Attestazione: DOE/Quentin Kruger
ARPA-E è un'agenzia di ricerca del Dipartimento dell'Energia con la missione di finanziare idee tecnologiche rischiose con il potenziale per migliorare la sicurezza energetica e ridurre le emissioni dall'energia. Dall'inizio, tre anni fa, l'agenzia di ricerca ha generato una serie di tecnologie promettenti in una serie di settori, come batterie, biocarburanti economici ed edifici più efficienti.
Eric Toone, vicedirettore principale di ARPA-E
In un'intervista, Toone, che ha preso il posto del primo direttore di ARPA-E Arun Majumdar, afferma che la sua priorità principale come vicedirettore principale è quella di portare i ricercatori di alto livello per cui ARPA-E è diventato famoso. Questi direttori di programma sovrintendono ai progressi dei beneficiari delle sovvenzioni, che potrebbero essere aziende, università o laboratori nazionali. I progetti ARPA-E sono progettati per avvicinare un progresso scientifico al mercato producendo un primo prototipo o una dimostrazione entro pochi anni. Come l'agenzia DARPA del Dipartimento della Difesa, i programmi ARPA-E vengono interrotti se il team di ricerca non raggiunge i traguardi tecnici e commerciali.
Nei mesi a venire, l'ARPA-E prevede di formare programmi di ricerca in aree in cui il settore privato non è già operativo e c'è il potenziale per un grande salto di prestazioni, afferma Toone, che è anche professore di chimica e biochimica alla Duke University . Le idee del programma ora in discussione includono:
- Ricarica rapida per veicoli elettrici. La tecnologia delle batterie sta migliorando e le stazioni di ricarica a corrente continua ad alta tensione possono caricare le batterie di un'auto elettrica a circa il 50 percento in mezz'ora. Ma le tecnologie per rendere la ricarica dei veicoli elettrici veloce come il rifornimento di benzina sono un'area matura per l'innovazione, afferma Toone.
- Rilevamento intelligente e autonomo. Le utility stanno già iniziando a utilizzare dispositivi robotici, come le unità di misurazione dei fasori, per monitorare le linee di trasmissione e cercare danni dopo i temporali. Ma Toone dice che c'è molto più potenziale nei sensori e nella robotica per migliorare l'efficienza energetica e l'affidabilità. Ci sono tutti i tipi di concetti intelligenti in giro polvere intelligente o cose che sembrano piccoli insetti che viaggiano attraverso gli edifici, ispezionano i sistemi e riportano informazioni per ottimizzare l'uso dell'energia, dice.
- Materiali migliori. I materiali leggeri e resistenti possono produrre grandi miglioramenti nell'efficienza del veicolo, il che rende importante il lavoro su leghe migliori. ARPA-E ha già un programma per esplorare alternative ai magneti di terre rare poiché quasi tutti gli elementi di terre rare provengono dalla Cina. Ma Toole dice che c'è ancora bisogno di magneti migliori che siano molto densi e a basso costo.
- Colture di biocarburanti più dense. Una delle grandi sfide per produrre carburante da fonti non alimentari è il costo del trasporto della biomassa. Toone, che dirige il programma Electrofuels dell'ARPA-E, propone un modo per densificare in modo massiccio i residui delle colture, come il pannocchia di mais leggero e soffice, quando viene effettivamente raccolto per aiutare a ridurre i costi di produzione dei biocarburanti cellulosici.
- Idrogeno a basso costo. L'idrogeno per le celle a combustibile deve essere prodotto scindendo l'acqua o prelevando l'idrogeno da un'altra fonte. Ridurre drasticamente il costo dell'idrogeno al di sotto di un dollaro per chilogrammo affronterebbe uno degli ostacoli persistenti all'uso più ampio delle celle a combustibile.
ARPA-E è stata creata nel 2007 e inizialmente finanziata attraverso lo stimolo nel 2009. Da allora, ha finanziato circa 200 progetti con sovvenzioni relativamente piccole, in genere di pochi milioni di dollari. (Vedi, ARPA-E può risolvere i problemi energetici?)
In generale, l'agenzia di ricerca ha goduto del sostegno sia dei Democratici che dei Repubblicani al Congresso. L'anno scorso, ad esempio, il suo budget è stato aumentato a $ 275 milioni dopo essere stato ridotto a $ 180 milioni nel 2011. Ma il suo sostegno politico garantisce una stretta sorveglianza per le persone interessate all'innovazione energetica.
L'energia e il ruolo del governo nell'energia sta diventando un grande argomento nel dibattito presidenziale. L'amministrazione Obama e il segretario all'Energia Steven Chu sono strenui sostenitori dell'ARPA-E; l'amministrazione ha chiesto di aumentare il budget 2013 di ARPA-E a $ 350 milioni. Mitt Romney's posizione energetica cita anche ARPA-E, dicendo che dovrebbe concentrarsi sulla ricerca di base.
Toone non può prevedere in che modo andrà il budget di ARPA-E negli anni a venire, ma afferma che ARPA-E trarrebbe beneficio da finanziamenti consistenti. Non sarebbe utile, ad esempio, se qualcuno triplicasse il nostro budget l'anno prossimo. Ciò di cui abbiamo bisogno è una crescita costante e sostenuta che ci permetta di continuare a crescere a un ritmo gestibile.