美国能源部投入近18亿美元支持低碳能源研发示范

作者: 2023-06-15 15:36 来源:
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3月,美国能源部(DOE)宣布多项资助信息,共计投入约17.79亿美元,支持低碳能源基础研究、技术开发和示范。

1能源攻关计划相关基础科学研究。321日,DOE宣布投入1.5亿美元进行氢能、长时储能、负碳技术、增强型地热系统、浮动式海上风电、工业供热相关跨领域基础科学研究[1],以实现能源攻关计划目标。

资助主题关注基于DOE科学办公室的先进科学计算、基础能源科学、生物与环境研究等领域的交叉研究,例如:极端环境材料发现;跨时间和空间尺度的过程和系统现象研究;实时测量和传感,包括极端环境下特定对象的测量;规模放大科学,包括集成数字孪生或使用人工智能/机器学习来深化对规模放大的原理理解;生物和生物化学方法,如先进的生物系统学方法、创新生物化学策略等;数据、人工智能和计算方法,利用全球领先的计算资源或编程环境、框架和数学方法来解决能源攻关计划挑战。

2、可再生能源技术

322日,DOE宣布拨款超过2亿美元,促进美国水电设施现代化和扩建,并推进研发新型海洋能技术[2]。其中,水电激励计划重点是维护和加强水力发电设施,以确保发电机继续提供清洁电力,同时提高大坝安全性并减少对环境的影响,包括:通过水电生产激励计划投入1.25亿美元向合格水电设施提供奖励金,用于生产和销售电力;通过水电效率提高激励计划投入7500万美元用于提高水电效率。除支持现有水电设施,DOE还将资助新型海洋能技术,并发展水电和海洋能劳动力,包括:投入230万美元资助创新的分布式嵌入式海洋能转换器技术,该技术可将小型能量转换器组合成更大型系统;通过水电大学竞赛海洋能大学竞赛鼓励本科生和研究生开发创新水电和海洋能技术;通过海洋能研究生研究计划支持研究生与美国能源部国家实验室及其他政府和行业机构合作研究海洋能开发技术。

317日,DOE宣布为4个生物能源研究中心(BRC)资助5.9亿美元[3],加强美国清洁能源的多样性,增强能源安全,并振兴农村经济。这些中心包括:由威斯康星大学麦迪逊分校与密歇根州立大学合作领导的五大湖生物能源研究中心(GLBRC);由能源部橡树岭国家实验室领导的生物能源创新中心(CBI);由能源部劳伦斯伯克利国家实验室领导的联合生物能源研究所(JBEI);以及由伊利诺伊大学香槟分校领导的先进生物能源和生物产品创新中心(CABBI)。继续投资这些中心有望直接从非粮食植物生物质,如柳枝稷、杨树、能源甘蔗和能源高粱等产生一系列重要的新产品和燃料。这4个中心在2023年的初始资助总额为1.1亿美元,在接下来的4年里,每年的资金总额将达1.2亿美元。

3、氢能。315日,DOE根据《两党基础设施法案》拨款,投入7.5亿美元支持清洁制氢相关技术研发和示范[4],以加速氢能商业化进程。资助主题领域包括:电解制氢技术,涉及质子交换膜、氧化物导体固体氧化物和先进碱性水电解槽的低成本批量化电解槽制造技术,以及电解槽组件和供应链开发;先进电解槽组件和供应链开发,包括质子交换膜系统、质子交换膜阳极多孔传输层、氧化物导体固体氧化物电解槽热处理系统、先进碱水电解槽单元、碱水电解槽分离器;先进电解槽技术和组件开发,包括质子交换膜电解槽先进催化剂、离聚物和膜,下一代碱水电解槽先进材料,阴离子交换膜电解槽先进催化剂和膜,氧化物导体固体氧化物电解槽工程材料和界面,质子导体固体氧化物电解槽先进材料;燃料电池膜电极组件和电堆制造及自动化;/重型卡车用质子交换膜燃料电池供应链开发,包括气体扩散层、催化剂、双极板、非全氟磺酸膜等的制造。

4、降低油气行业甲烷排放。313日,DOE宣布为22个研究项目提供近4700万美元的资金,推进创新的测量、监测和缓解技术开发,以检测、量化和减少油气产区甲烷排放[5]。项目侧重于量化和减少油气供应链的甲烷排放,资助领域包括:减少上游/中游甲烷排放,6个项目将减少油气开采和生产过程中发动机和机械的甲烷排放;地面甲烷监测和测量网络,2个项目将收集和汇编地面甲烷排放数据并进行风速和风向测量,以有效表征区域内的甲烷来源和排放速率;减少盆地甲烷排放的特定需求,5个项目将示范监测和量化油气生产盆地甲烷排放的方法;综合性甲烷监测平台设计,7个项目将开发综合性甲烷监测平台,以持续收集和分析整个天然气供应链中的甲烷排放数据;调查储罐排放,2个项目将确定整个油气价值链中储罐及其相关设备甲烷排放的主要来源,并评估监测技术。

5、增强输电系统可靠性、弹性和安全性。330日,DOE先进能源研究计划署(ARPA-E)宣布投入4000万美元,支持开发经济安全的地下电力传输技术[6],以增强配电网可靠性。资助主题包括:具有可操作性的高速施工工具,可在对地表影响最小的情况下安装地下管道;能够识别地下其他公共设施和障碍物的传感器,以便引导可转向的钻探工具,避免造成损坏;自动电缆拼接系统,以确保电缆接头的无差错和安全安装。                               (岳芳 朱丹晨 秦冰雪 王立伟)



[1] Department of Energy Announces $150 Million for Research on the Science Foundations for Energy Earthshots. https://www.energy.gov/science/articles/department-energy-announces-150-million-research-science-foundations-energy

[2] Biden-Harris Administration Announces Over $200 Million to Modernize and Expand Hydropower. https://www.energy.gov/articles/biden-harris-administration-announces-over-200-million-modernize-and-expand-hydropower

[3] DOE Announces $590 Million to Increase Bioenergy Research. https://www.energy.gov/articles/doe-announces-590-million-increase-bioenergy-research

[4] Biden-Harris Administration Announces $750 Million to Advance Clean Hydrogen Technologies. https://www.energy.gov/articles/biden-harris-administration-announces-750-million-advance-clean-hydrogen-technologies

[5] DOE Invests $47 Million to Reduce Methane Emissions From Oil and Gas Sector. https://www.energy.gov/articles/doe-invests-47-million-reduce-methane-emissions-oil-and-gas-sector

[6] U.S. Department of Energy Announces $40 Million as Part of New ARPA-E Program Focused on Improving Reliability, Resiliency, and Security of Power Infrastructure. https://arpa-e.energy.gov/news-and-media/press-releases/us-department-energy-announces-40-million-part-new-arpa-e-program

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