ARPA-E

ARPA-E
첨단 연구 프로젝트 기관-에너지
ARPA-E logo 2021.png
약어ARPA-E
포메이션2009; 13년 전(2009)
유형정부 조직
감독
빈자리 (연기 감독: 제니퍼 게비)
모조직
미국 에너지부
웹사이트www.arpa-e.energy.gov

ARPA-E 또는 Advanced Research Projects Agency–Energy는 첨단 에너지 기술의 연구 및 개발을 촉진하고 자금을 조달하는 업무를 담당하는 미국 정부 기관이다. 국방고등연구계획국(DARPA)을 본떠 만든 것이다.

현재 디렉터 대행은 ARPA-E 기술 담당 부국장 제니퍼 게비다.[1]

역사와 미션

입법사

ARPA-E는 처음에는 '모으는 폭풍 위로 떠오름: 보다 밝은 경제 미래를 위해 미국을 활성화하고 고용하라'는 국립 학술원의 보고서에 의해 구상되었다. 보고서는 미국이 혁신을 촉진하고 깨끗하고, 경제적이며, 신뢰할 수 있는 에너지를 개발해야 할 필요성을 설명했다.[2] ARPA-E는 2007년 바트 고든 하원의원이 제정한 미국 에너지부(DOE) 내 미국 경쟁법에 의해 공식 제정됐지만 예산은 없었다.[3] 초기 예산 약 4억 달러는 2009년 2월 경기부양법안의 일부였다.[4] 2011년 1월 초, 2010년 미국 경쟁 재허가 법률은 ARPA-E의 구조에 추가 변경을 가했다. 이 구조는 미국법전 제42장 제149장 제149장 제16538조에 규정되어 있다.

16538절은 ARPA-E가 에너지 기술 프로젝트를 통해 다음을 수행하여 목표를 달성해야 한다고 규정하고 있다.

  1. 기초과학 및 응용과학 분야의 혁명적 진보 파악 및 촉진
  2. 과학적 발견과 최첨단 발명을 기술 혁신으로 변환
  3. 기술 및 금융의 불확실성 때문에 산업 자체가 착수하기 어려운 분야에서 혁신적 기술 진보를 가속화한다.

미션

DARPA가 군사 기술에 대해 하는 것처럼, ARPA-E는 달리 추구되지 않을 수도 있는 정부 연구소, 민간 산업 및 대학과 관련된 고위험 고수익 연구에 자금을 조달하기 위한 것이다.[5] ARPA-E는 다음 4가지 목표를 가지고 있다.

  1. 미국의 가장 우수하고 총명한 마음을 사로잡을 에너지 연구에 신선함, 흥분감, 사명감을 불어넣기 위해
  2. 산업계가 위험성이 높아 지원할 수 없거나 지원하지 않겠지만 보상 잠재력이 높은 창의적 변환 에너지 연구에 집중한다.
  3. 기대만큼 유망하다고 입증되지 않는 프로그램을 단계적으로 폐기하는 동시에, 약속이 실제인 프로젝트를 장기간 지속할 수 있는 평평하고 민첩하며 희박한 ARPA와 같은 조직을 활용한다.
  4. 기초 에너지 연구와 개발/산업 혁신 간의 격차를 해소하기 위한 새로운 도구를 창조한다.[5]

발사하다

ARPA-E는 2007년 8월 조지 W. 부시 대통령이 서명한 미국 콩쿠르 법안의 일환으로 만들어졌다. 버락 오바마 대통령은 2009년 4월 27일 연구개발(R&D)과 과학교육에 대한 연방정부의 투자 발표의 일환으로 ARPA-E의 출범을 발표했다. ARPA-E는 출시 직후 첫 번째 자금조달 기회 발표를 발표해 총 1억5100만 달러(약 50만~900만 달러)의 개별 상금을 내걸었다. 지원자들은 기술적 개념을 개괄적으로 설명한 8페이지 분량의 "개념서"를 제출했고, 일부는 전체 지원서를 제출하도록 초대받았다.[6]

로렌스 버클리 국립연구소 부소장을 지낸 아룬 마금다르(Arun Majumdar)는 이 기구가 처음 자금을 지원받은 지 6개월여 만인 2009년 9월 ARPA-E의 초대 소장으로 선임됐다.[7] 스티븐 추 미국 에너지부 장관은 2010년 3월 1~3일 워싱턴DC에서 제1차 ARPA-E 에너지혁신정상회의를 주재했다.[8]

타임라인

2006

국립학술원은 "집회 폭풍 위로 떠오르기" 보고서를 발표했다.

2007년 8월 9일

조지 W. 부시 대통령은 국립 학술원 보고서에 있는 많은 권고사항들을 성문화하여 ARPA-E를 만든 미국 경쟁법에 서명했다.

2009년 4월 27일

버락 오바마 대통령은 2009년 미국 복구 및 재투자법(ARPA-E)에서 4억 달러의 자금을 ARPA-E에 배정했다.

2009년 9월 18일

버락 오바마 대통령은 아룬 마금다르를 ARPA-E 이사로 지명했다.

2009년 10월 22일

상원은 아룬 마금다르를 ARPA-E의 초대 이사로 확정했다.

2009년 10월 26일

에너지부는 ARPA-E의 제1차 자금조달 기회 발표에 따라 37개 에너지 연구 프로젝트에 대해 1억5100만 달러의 회수법 기금을 수여했다.

2009년 12월 7일

스티븐 추 미국 에너지부 장관은 '전기연료', '첨단탄소포착기술(IMPACCT)', '교통 내 전기에너지 저장장치(BEEST)' 분야에서 ARPA-E의 2차 자금지원 기회를 발표했다.

2010년 3월 1일 – 3일

ARPA-E는 1,700여 명의 참가자가 참여한 "에너지 혁신 서밋"을 개최하였다.

2010년 3월 2일

U.S. Secretary of Energy Steven Chu announced ARPA-E's third round of funding opportunity in the areas of “Grid-Scale Rampable Intermittent Dispatchable Storage (GRIDS),” “Agile Delivery of Electrical Power Technology (ADEPT),” and “Building Energy Efficiency Through Innovative Thermodevices (BEET-IT).”

2010년 4월 29일

조 바이든 부통령은 ARPA-E의 두 번째 자금 지원 기회에 37개의 수상 프로젝트를 발표했다.

2010년 7월 12일

에너지부는 ARPA-E의 세 번째 자금 지원 기회에 따라 42개의 연구 프로젝트에 9200만 달러를 수여했다.

2014년 12월 8일

상원의 엘렌 윌리엄스는 ARPA-E 이사로 확정되었다.[9]

2017년 3월 16일

도널드 트럼프 대통령이 제안한 예산 청사진은 "소규모 보조금을 측정 가능한 영향이 제한적으로 제공하고, 미국 농무부의 농촌 공공요금 서비스 보조금, 교통부의 공식 보조금 등 다른 연방 프로그램을 복제한다"고 명시해 ARPA-E 제거를 제안했다.

2019년 6월 28일

상원에서 ARPA-E 이사로 확정된 레인 제나토프스키.[10]

ARPA-E와 EERE

ARPA-E는 과학적 발견과 발명을 기술 혁신으로 전환하는 에너지 기술 프로젝트에 자금을 지원하고, 산업계가 독자적으로 추진하기 어려운 고위험 분야에서 기술 발전을 가속화하기 위해 만들어졌다. 이 같은 목표는 기존 로드맵에 따라 청정에너지 사업을 추진하는 미국 에너지 효율 재생에너지국(ERE)의 업무와 유사하다.[11] 그러나, ARPA-E는 천연가스나 그리드 기술과 같은 다른 분야의 첨단 기술에도 자금을 대고 있다.[12][13][14] ARPA-E는 기존 DOE 프로그램에 의해 확립된 기존 기술이나 로드맵의 점진적 개선에 자금을 제공하지 않는다.[15]

프로젝트 생성 및 검토 프로세스

ARPA-E 프로그램은 잠재적 연구 분야의 기술적/과학적 장점과 도전을 둘러싼 논쟁의 과정을 통해 만들어진다. 프로그램은 에너지 시스템에 적용할 수 있는 혁신적인 플랫폼 기술의 기술적 장점인 "기술 추진"과 기술의 잠재적인 시장 영향과 비용 효율을 모두 만족시켜야 한다.

프로젝트 생성

프로그램 생성 과정은 프로그램 개발을 위한 잠재적인 주제를 파악하기 위해 에너지 문제를 탐구하는 "딥 다이브"로 시작한다. 그런 다음 ARPA-E 프로그램 책임자는 기술 워크샵을 열어 현재 기술 및 향후 기술에 대한 다양한 분야의 전문가로부터 의견을 수렴한다. 현재까지 ARPA-E는 13개의 기술 워크샵을 주최하거나 공동 주최했다.

각 워크샵에 이어, 프로그램 책임자는 새로운 프로그램을 제안하고 프로그램의 창조를 정당화하는 일련의 기준에 대해 프로그램을 옹호한다. 그런 다음 프로그램 책임자는 피드백을 통합하여 프로그램을 조정하고 책임자의 승인을 얻는다. 성공하면 새로운 ARPA-E 프로그램이 만들어지고 프로젝트 제안을 요청하는 자금조달 기회 발표(FOA)가 발표된다.

안전 점검 프로세스

ARPA-E 안전 점검 프로세스는 프로그램의 성공을 촉진하기 위해 설계되었다. 제안서 검토 중에 ARPA-E는 특정 분야의 선도적인 전문가들로부터 외부 피드백을 요청한다. ARPA-E 검토자는 몇 주 동안 신청서를 검토한 후 검토 위원회를 소집한다.

ARPA-E의 평가 프로세스에서 주목할 만한 한 가지 측면은 신청자가 검토자의 의견을 읽고 기관이 자금후원을 결정하기 전에 검토한다는 반증을 제공하는 기회다. 신청자 응답기간은 ARPA-E가 정보에 입각한 의사결정을 할 수 있는 명확한 질문을 함으로써 ARPA-E가 오해를 피할 수 있도록 한다.[2]

기금 및 시상

최초 자금조달 기회

미국 에너지부와 ARPA-E는 2009년 10월 26일 37개의 에너지 연구 프로젝트에 대해 미국 복구 및 재투자법 기금 1억 5100만 달러를 수여했다. 태양전지, 풍력터빈, 지열시추, 바이오연료, 바이오매스 에너지 작물 등에 재생에너지 기술을 지원했다. 또한 이 보조금은 첨단 차량용 동력 전자장치와 엔진 발전기, 폐열 회수 장치, 스마트 유리 및 스마트 빌딩용 제어 시스템, 발광 다이오드(LED), 담수화용 역삼투막, 수소와 산소로 물을 분할하는 촉매 등 에너지 효율성 기술도 지원했다.mproped 연료전지막, 그리고 전자부품을 위한 더 많은 에너지 절약 자성 물질. 에너지저장기술에는 초레이카패시터, 개선된 리튬이온전지, 이온액을 사용하는 금속공기전지, 액상나트륨전지, 액상금속전지 등 6개 지원금이 들어갔다.[16][17][18] 다른 상은 햇빛과 이산화탄소에서 직접 휘발유를 생산할 수 있는 잠재력을 가진 생물학적 요인에 대한 연구 개발을 수행한 프로젝트와 발광 다이오드 비용을 낮추기 위한 결정 성장 기술에게 돌아갔다.[16][17][18]

세컨드 펀딩 기회

스티븐 추 미국 에너지장관은 2009년 12월 7일 2차 ARPA-E 자금지원 기회를 발표했다.[19] ARPA-E는 다음과 같은 세 가지 중요 영역에 초점을 맞춘 프로젝트를 요청했다. 전기(전기 연료), 수송 중 전기 에너지 저장을 위한 배터리(BEEST), 첨단 탄소 포획 기술을 위한 혁신적인 재료 및 프로세스(IMPACCT) 2010년 4월 29일 바이든 부통령은 ARPA-E가 540개 이상의 초기 개념 논문 중에서 선정한 37명의 수상자를 발표했다.[20] 이 상은 약 50만 달러에서 600만 달러에 이르며, 다양한 국립 연구소와 대학, 그리고 기업들이 참여했다.[21]

제1차 자금조달 기회와는 달리, 제2 자금조달 기회에서는 프로젝트 제출을 범주별로 지정했다. 선정된 프로젝트 중 14개는 IMFAACT, 13개는 전기연료, 10개는 BEEST에 초점을 맞췄다. 예를 들어 하버드 의대는 전기연료에 따라 이산화탄소를 가솔린으로 전환할 수 있는 박테리아 개발에 초점을 맞춘 '세균 역연료전지 엔지니어링' 프로젝트를 제출했다. MIT는 더 가볍고, 더 작고, 더 저렴한 차량 배터리를 생산하기 위한 개념인 "반고체 충전식 연료 배터리"라는 제목의 제안으로 BEEST에 의해 상을 받았다. IMFAACT 프로젝트에는 이산화탄소에 노출되면 고체 상태로 변하는 액체를 중심으로 한 GE글로벌리서치센터의 '상변동 흡착제를 이용한 CO2 포획공정'이 포함됐다.[20]

제3의 자금조달성

2010년 3월 2일, 첫 번째 ARPA-E 에너지 혁신 서밋에서 스티븐 추 미국 에너지 장관은 ARPA-E 프로젝트에 대한 세 번째 자금 지원 기회를 발표했다. 두 번째 자금조달 기회와 마찬가지로 ARPA-E는 GRIDS(Grid-Scale Rampable Interstative Dispatchable Storage), AEDPT(Accelerate Delivery of Electric Power Technology), BEET-IT(Building Energy Efficiency Thermodevice) 등 분야별 프로젝트를 요청했다. GRIDE는 1) 수평을 넘는 새로운 전기 에너지 저장 개념을 검증하는 데 초점을 맞춘 개념 증명 스토리지 구성요소 프로젝트와 2) 기존 그리드 축척의 중요한 단점을 해결하는 고급 시스템 프로토타입의 두 가지 특정 영역에 비용 효율적인 그리드 축척 에너지 저장소의 광범위한 배치에 초점을 맞춘 프로젝트를 환영했다.에너지 저장 기술 ADEPT는 1) 솔리드 스테이트 조명을 위한 콤팩트하고 효율적인 드라이버, 분산형 마이크로 인버터를 포함하되 이에 국한되지 않고 애플리케이션을 위한 완전 통합형 칩 스케일 전력 변환기의 3가지 범주에 걸쳐 연성 자석학, 고전압 스위치 및 신뢰성 높은 고밀도 충전 저장의 근본적인 발전을 위한 재료에 투자하는데 초점을 맞췄다. 광전기와 컴퓨터용 싱글칩 전원 공급장치의 경우, 2) 킬로와트 규모의 패키지 통합 전력 변환기(Grid-tenergy power converters) 및 가변 속도 모터용 저비용 효율적 인버터(Volid-state), 3) 솔리드 스테이트와 같은 고출력 애플리케이션을 위한 경량, 솔리드 스테이트, 중전압 에너지 변환기(Solid-state) 변전소와 풍력 터빈 발전기. 비티-IT는 1) 지구온난화 가능성이 낮은 냉매를 사용하는 냉각시스템, 2) 온난화 가능성이 높은 온습 기후를 위한 에너지 효율 냉방(AC) 시스템 등 에너지 절약과 온실가스 감축을 위해 건물용 에어컨(AC)과 에너지 효율 냉방 기술에 관한 프로젝트를 요청했다.성능 계수(COP) 및 3) COP가 증가된 상태에서 공기 부하를 재순환하기 위한 고온 기후용 증기 압축 AC 시스템.[22]

추 비서관은 2010년 7월 12일 GRIDS, ADEPT, BEE-IT에 따른 43개 프로젝트의 선정을 발표했다. 이 상은 총 9200만 달러, 40만 달러에서 500만 달러까지 다양했다. 수상작으로는 ADEPT 14개 프로젝트, BEET-IT 17개 프로젝트, GRIDS 12개 프로젝트 등이 포함됐으며, 수상작으로는 전기가 필요할 때 배터리 셀을 통해 화학물질을 펌프하는 '용해성산 납유량 배터리(GRIDS)', 첨단 트랜지스터를 이용해 만든 '그리드 스케일 전력 변환용 실리콘 카바이드 전력 모듈' 등이 있다. 전기 그리드의 유연성과 제어성이 더 뛰어나며(ADEPT), 물을 화학 물질(BEET-IT)이 아닌 냉매로 사용하는 새로운 에어컨 시스템인 '흡수-오세미스 냉각 사이클(Absolution-Osmosis Cooling Cycle이 그것이다.[23]

네 번째 자금조달 기회

ARPA-E's fourth round of funding was announced on April 20, 2011 and awarded projects in five technology areas: Plants Engineered To Replace Oil (PETRO), High Energy Advanced Thermal Storage (HEATS), Rare Earth Alternatives in Critical Technologies (REACT), Green Electricity Network Integration (GENI), and Solar Agile Delivery of Electrical Power T이테크놀로지(Solar ADEPT). PETRO는 현재 비용의 절반으로 담배와 소나무와 같은 국내 자원으로부터 바이오 연료를 생산하는 시스템을 갖춘 프로젝트에 초점을 맞췄다. RECT는 전기자동차 모터와 풍력발전기의 두 가지 핵심 영역에서 대체품을 개발함으로써 희토류 물질에 대한 의존도를 줄이거나 없앤 초기 단계의 기술 대안에 자금을 지원했다. HEATS는 열 에너지 저장 기술의 발전을 촉진하는 프로젝트에 자금을 지원했다. GENI는 그리드 네트워크를 신뢰성 있게 제어할 수 있는 소프트웨어와 하드웨어의 자금조달에 초점을 맞췄다. 솔라 ADEPT는 에너지 추출과 공급을 보다 효율적으로 하기 위해 태양광 패널과 태양광 농장에 전력 전자장치를 통합한 프로젝트를 받아들였다.

2011년 9월 29일 네 번째 기금 기회의 수상자가 발표되었다. 60개의 프로젝트는 2011 회계연도 ARPA-E 예산으로부터 1억5600만 달러를 받았다. 수상작으로는 천연액체바이오연료(PETRO)인 터펜틴의 생산을 늘리는 프로젝트, 망간m을 활용한 혁신복합체를 기반으로 희토류 자석 대체재를 개발하여 풍력터빈과 전기자동차의 비용을 절감하는 '망간계 영구자석' 프로젝트 등이 있다.아테리아(REACT), 태양에너지를 저장할 열전지를 개발하는 하이브리솔(HEATS) 프로젝트, 전력망(GENI)을 구성하는 송전선로를 실시간 자동제어할 수 있는 새로운 시스템을 개발하는 프로젝트, 태양광에 연결하기 위한 경량 전자장치를 개발하는 프로젝트. 벽이나 옥상에 설치할 [24]패널

ARPA-E 에너지 혁신 서밋

2010년부터 ARPA-E는 에너지 혁신 서밋을 개최하고 있다. 제10차 정상회담은 2019년 7월 8~10일 콜로라도주 덴버에서 열렸으며, 제11차 정상회담은 2021년 3월 17~19일 워싱턴DC 인근 게이로드 컨벤션센터에서 열린다.[25]

ARPA-E 성과

ARPA-E는 개시 이후 1,000여개의 프로젝트를 창출했으며, 이 중 179개 프로젝트에 약 49억 달러의 민간 투자를 유치했으며, 미국 정부가 26억 달러를 R&D에 투자했다. 출판된 동료 검토 연구 기사도 총 4,614건으로 상당한 산출물이다. 게다가 이 프로그램은 716개의 특허를 만들어냈다.[26]

참고 항목

참조

  1. ^ "Team Directory". DoE Office of Fossil Energy. Department of Energy. Retrieved May 25, 2021.
  2. ^ a b "Advanced Research Projects Agency-Energy FY2010 Annual Report". 2010. Archived from the original on 2011-10-15.
  3. ^ Gordon, Bart (2010-05-19). "H.R.5325 - 111th Congress (2009-2010): America COMPETES Reauthorization Act of 2010". www.congress.gov. Retrieved 2021-08-12.
  4. ^ George Leopold. "Stimulus: Energy Department scrambles to build new R&D agency". EE Times. Retrieved August 14, 2011.
  5. ^ a b "About ARPA-E". ARPA-E.
  6. ^ "DOE Launches the Advanced Research Projects Agency–Energy, or ARPA-E". EERE news. April 29, 2009. Archived from the original on 16 July 2011. Retrieved August 14, 2011.
  7. ^ "White House nominates Berkeley Lab's Majumdar to head key DOE agency". Berkeley Lab News Center. September 18, 2009. Archived from the original on 16 July 2011. Retrieved August 14, 2011.
  8. ^ "Department of Energy Announces Inaugural ARPA-E Energy Innovation Summit". EERE news. January 7, 2010. Retrieved August 14, 2011.
  9. ^ "Energy leader". Seven Days. Nature (paper). 516 (7530): 149. 11 December 2014. doi:10.1038/516148a.
  10. ^ "FYI - Science Policy News from AIP - The Week of July 1, 2019". American Institute of Physics. 2019-07-01. Retrieved 2021-08-12.
  11. ^ "EERE Strategic Plan Department of Energy". energy.gov. Retrieved 2017-01-18.
  12. ^ "MONITOR". arpa-e.energy.gov. Retrieved 2021-08-12.
  13. ^ "MOVE". arpa-e.energy.gov. Retrieved 2021-08-12.
  14. ^ "GRID DATA". arpa-e.energy.gov. Retrieved 2021-08-12.
  15. ^ "ARPA-E의 강점 중 하나는 고위험, 잠재적으로 변화할 수 있는 기술에 자금을 지원하는 데 초점을 맞추고 있으며, DoE 내의 다른 프로그램과 사무실을 포함하여 민간 기업이나 다른 자금 조달 기관에서 추구하지 않는 "오프로드맵" 기회를 간과하고 있다."(NASEM 보고서 ARPA-E, Finding 4-4)
  16. ^ a b "Bold, Transformational Energy Research Projects Win $151 Million in Funding". EERE news. October 26, 2009. Retrieved August 14, 2011.
  17. ^ a b "Secretary Chu Announcement of $151 Million in ARPA-E Grants". October 26, 2009. Retrieved August 14, 2011.
  18. ^ a b "ARPA-E Project Selections" (PDF). October 26, 2009. Archived from the original (PDF) on May 27, 2010. Retrieved August 14, 2011.
  19. ^ ARPA-E 타임라인, CS1 유지 관리: 제목으로 보관된 복사본(링크)
  20. ^ a b 바이든 부통령, 37가지 전환 에너지 연구 프로젝트에 대한 복구법 자금 지원 발표, CS1 유지: 타이틀로 보관된 복사본(링크)
  21. ^ "ARPA-E Project Selections, April 29, 2010". arpa-e.energy.gov. Archived from the original on 2011-10-16.
  22. ^ DOE, 혁신적인 연구에 1억 달러 사용 가능, CS1 유지: 제목으로 보관된 복사본(링크)
  23. ^ 에너지부, 획기적인 연구 프로젝트에 9200만 달러 수여, CS1 유지 관리: 제목으로 보관된 복사본(링크)
  24. ^ "Department of Energy Awards $156 Million for Groundbreaking Research Projects". Archived from the original on 2012-03-26. Retrieved February 2, 2013.
  25. ^ "ARPA-E Energy Innovation Summit". Retrieved January 5, 2018.
  26. ^ "Our Impact". arpa-e.energy.gov. Retrieved 2021-08-12.

외부 링크