El Laboratorio Nacional de Tecnología Energética ( NETL ) es un laboratorio nacional de EE. UU. dependiente de la Oficina de Energía Fósil del Departamento de Energía . [1] NETL se centra en la investigación aplicada para la producción y el uso limpios de recursos energéticos nacionales. Realiza investigación y desarrollo sobre el suministro, la eficiencia y las limitaciones ambientales de la producción y el uso de recursos energéticos fósiles manteniendo al mismo tiempo la asequibilidad.
NETL tiene sitios en Albany, Oregón ; Morgantown, Virginia Occidental ; y Pittsburgh, Pensilvania . En conjunto, estos sitios tienen 117 edificios y 242 acres de terreno. Más de 1,400 empleados trabajan en los tres sitios de NETL, incluidos empleados federales y contratistas.
NETL financia y gestiona investigaciones contratadas en los Estados Unidos y más de 40 países extranjeros a través de acuerdos con organizaciones privadas y otras agencias gubernamentales. Este trabajo se ve complementado por investigación aplicada in situ en ciencias básicas y computacionales , dinámica de sistemas energéticos, sistemas geológicos y ambientales, y ciencia de materiales .
NETL se originó a partir de una serie de organizaciones que existían a principios del siglo XX. En 1910, la Oficina de Minas del Departamento del Interior de EE. UU. (DOI) estableció la Estación Experimental de Pittsburgh en Bruceton , Pensilvania, para capacitar a los mineros del carbón y realizar investigaciones sobre equipos y prácticas de seguridad relacionados con la minería del carbón. La Estación Experimental de Pittsburgh inició la investigación sobre la conversión de carbón a líquido a mediados de la década de 1920, poco después de que varios países europeos comenzaran a realizar investigaciones sobre combustibles sintéticos a base de carbón. Apenas ocho años después, en Bartlesville , Oklahoma , la Oficina de Minas abrió la Estación Experimental del Petróleo para buscar la aplicación sistemática de métodos científicos y de ingeniería a la extracción de petróleo, ayudando a la industria petrolera a crear estándares operativos y de seguridad. Como resultado de la Ley de Combustibles Líquidos Sintéticos de 1944, la Estación Experimental de Pittsburgh se convirtió en el Centro de Investigación Bruceton en 1948. [2]
En 1946, se estableció la Estación Experimental de la Rama de Gas de Síntesis para la investigación de gasificación de carbón patrocinada por el gobierno, en particular la producción de gas de síntesis a partir de carbón, en las instalaciones de la Universidad de Virginia Occidental en Morgantown , Virginia Occidental . La Estación se unió a otros dos grupos DOI cercanos para crear la Estación Experimental de los Apalaches para la investigación del carbón en el lugar en la ubicación actual de Morgantown en 1954. [2]
La nueva Administración de Investigación y Desarrollo Energético de EE. UU. cambió el nombre de los antiguos sitios DOI a Centros de Investigación Energética de Bartlesville, Morgantown y Pittsburgh en 1975. Estos centros comenzaron a supervisar los contratos financiados con fondos federales para la investigación y el desarrollo de energías fósiles. Los tres Centros de Investigación se convirtieron en Centros de Tecnología Energética en 1977 bajo el recién creado Departamento de Energía de Estados Unidos. Los Centros albergaron investigaciones in situ en tecnologías de carbón, petróleo y gas y gestionaron contratos de investigación y desarrollo realizados por universidades, industrias y otras instituciones de investigación. [2]
En 1983, sin embargo, la operación del Centro de Tecnología Energética de Bartlesville se transfirió al Instituto de Investigación IIT , con sede en Chicago, y se estableció la Oficina de Proyectos de Bartlesville para supervisar las actividades de investigación petrolera. Luego, en 1996, los Centros de Tecnología Energética de Morgantown y Pittsburgh, separados por apenas 105 kilómetros (65 millas), se consolidaron bajo la misma administración para formar el Centro Federal de Tecnología Energética (FETC). La Oficina Nacional de Tecnología del Petróleo (NPTO) en Tulsa, Oklahoma, se estableció en 1998 y se cerró la Oficina de Proyectos de Bartlesville. [2]
FETC se convirtió en un laboratorio nacional, NETL, en 1999 y se unió a NPTO en 2000. NETL abrió la Oficina de Energía del Ártico en Fairbanks, Alaska, en 2001 para promover la investigación, el desarrollo y el despliegue de
En 2005, el Centro de Investigación de Albany (ARC) en Albany, Oregón, se fusionó con NETL como un tercer laboratorio, proporcionando experiencia en investigación del ciclo de vida y materiales avanzados para los desafíos de los sistemas energéticos. Fundada en el sitio del antiguo Albany College en 1942, ARC dejó su huella procesando circonio. En 1985, el centro fue nombrado monumento histórico por la Sociedad Estadounidense de Metales . Hoy en día, los investigadores aquí abordan mecanismos y procesos fundamentales; fundir, fundir y fabricar hasta una tonelada de materiales; caracterizar completamente las propiedades químicas y físicas de los materiales; y tratar los residuos y subproductos de los procesos de materiales. [2]
La oficina de Tulsa, Oklahoma, se trasladó a Sugar Land, Texas, en 2009. [3]
NETL colabora con la industria, el mundo académico, otras agencias gubernamentales y organizaciones de investigación internacionales. [ cita necesaria ]
La Iniciativa de Simulación de Captura de Carbono (CCSI) asocia laboratorios nacionales, industrias e instituciones académicas para desarrollar e implementar herramientas de simulación y modelado computacional que aceleren las tecnologías de captura de carbono desde el descubrimiento hasta su implementación futura generalizada en cientos de plantas de energía. [4]
NETL se está asociando con el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley , el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore , el Laboratorio Nacional de Los Alamos y el Laboratorio Nacional del Noroeste del Pacífico en esta iniciativa.
Dirigida por NETL, la Asociación Nacional de Evaluación de Riesgos (NRAP) estudia el comportamiento de los sistemas naturales diseñados para desarrollar las herramientas de evaluación de riesgos necesarias para el almacenamiento geológico permanente y seguro de CO 2 . Para ayudar en la caracterización, selección, operación y gestión efectiva del sitio, NRAP está considerando los riesgos potenciales asociados con preocupaciones operativas clave, así como aquellos asociados con responsabilidades a largo plazo, como la protección del agua subterránea y la permanencia del almacenamiento. NRAP está desarrollando un método para cuantificar los perfiles de riesgo de múltiples tipos de sitios de almacenamiento de dióxido de carbono para guiar la toma de decisiones y la gestión de riesgos. NRAP también está desarrollando protocolos de monitoreo y mitigación para reducir la incertidumbre en el comportamiento previsto a largo plazo de un sitio. [5]
NRAP se basa en la experiencia y los recursos del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley , el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore , el Laboratorio Nacional de Los Alamos , el Laboratorio Nacional del Noroeste del Pacífico y la Alianza Universitaria Regional NETL.
En 2003, el DOE otorgó acuerdos de cooperación a siete Asociaciones Regionales de Secuestro de Carbono (RCSP, por sus siglas en inglés) porque las diferencias geográficas en el uso de combustibles fósiles y las oportunidades de almacenamiento geológico en América del Norte dictan enfoques regionales para capturar y almacenar CO 2 y otros gases de efecto invernadero. Cada RCSP ha desarrollado un plan regional de gestión de carbono para identificar las estrategias y tecnologías de almacenamiento más adecuadas, ayudar en el desarrollo regulatorio y proponer infraestructura adecuada para la captura y comercialización del almacenamiento de carbono dentro de sus respectivas regiones para almacenar CO 2 de forma segura y permanente . NETL gestiona la asociación y los proyectos.
Los RCSP comprenden más de 400 organizaciones que cubren 43 estados y cuatro provincias canadienses e incluyen representantes de agencias estatales y locales, universidades regionales, laboratorios nacionales, organizaciones no gubernamentales, agencias gubernamentales extranjeras, empresas de ingeniería y investigación, empresas de servicios eléctricos, compañías de petróleo y gas. y otros socios industriales. Los siguientes son los siete RCSP:
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La investigación, el desarrollo y la demostración de combustibles fósiles de NETL se centran en el uso eficiente de la energía y la producción de energía limpia a partir de recursos nacionales de combustibles fósiles.
La investigación, el desarrollo y la demostración in situ abordan preocupaciones energéticas y ambientales clave y resuelven problemas que frenan la comercialización de sistemas de energía de combustible domésticos, el desarrollo de recursos de combustibles fósiles y las tecnologías de mitigación ambiental y gestión de desechos. NETL trabaja con modelado e investigación teórica, así como con desarrollo y demostración de tecnologías y conceptos desde el banco hasta la escala de demostración. [ cita necesaria ]
NETL aborda desafíos críticos de investigación y desarrollo para la producción de energía a partir del carbón con emisiones cercanas a cero. El uso continuo de la producción de energía eléctrica a partir de carbón es posible gracias a la investigación, el desarrollo, la demostración y, en última instancia, el despliegue de sistemas y tecnologías avanzados de NETL que aumentan la eficiencia general de la planta y al mismo tiempo reducen emisiones como el dióxido de carbono (CO 2 ) y los óxidos nitrosos ( NO x ). Los proyectos dentro del programa de carbón son parte del Programa de Investigación de Carbón Limpio del DOE. El objetivo es mejorar las técnicas de captura y almacenamiento de CO 2 y desarrollar sistemas energéticos avanzados, así como sensores y controles avanzados de procesos. El programa de carbón de NETL también investiga una variedad de avances en combustión, gasificación, turbinas, combustibles y tecnologías de celdas de combustible que pueden aumentar la eficiencia de las plantas de energía, mejorar la economía de las plantas y reducir la cantidad de subproducto CO 2 por unidad de electricidad generada. El desarrollo de estos sistemas está diseñado para permitir el uso continuo de los importantes recursos de combustibles fósiles de los Estados Unidos como un importante contribuyente a la cartera energética del país. [ cita necesaria ]
Los objetivos de la investigación de NETL en sistemas energéticos avanzados son desarrollar una nueva generación de sistemas limpios de conversión de energía alimentados con carbón capaces de producir energía eléctrica a precios competitivos y al mismo tiempo reducir las emisiones de CO 2 y otras emisiones, mejorar la eficiencia, aumentar la disponibilidad de la planta y reducir los requisitos de agua de refrigeración. . Los aspectos clave de esta investigación incluyen mejorar la eficiencia térmica general del sistema , reducir los costos operativos y de capital y permitir una captura asequible de CO 2 . Las áreas de investigación tecnológica incluyen sistemas de gasificación, sistemas de combustión avanzados, turbinas avanzadas, pilas de combustible de óxido sólido, captura de carbono, almacenamiento de carbono e investigación transversal.
El programa de carbón de NETL también gestiona la cartera de proyectos de demostración de tecnología a gran escala del Programa de Investigación sobre Carbón Limpio que prueban tecnologías avanzadas desarrolladas por el Programa a escala completa en instalaciones integradas. Los desafíos técnicos, ambientales y financieros finales asociados con las nuevas tecnologías avanzadas de carbón se superan durante las pruebas a gran escala para que las tecnologías estén listas para su implementación comercial. Las tecnologías demostradas se dividen en cuatro vías de captura de CO 2 , cada una seguida de almacenamiento de CO 2 : precombustión, poscombustión, oxicombustión y captura y almacenamiento de carbono industrial. [6]
NETL ayuda a avanzar en el desarrollo de tecnologías que respaldan recursos nacionales de petróleo y gas no convencionales, eficientes y ambientalmente benignos. Los proyectos de investigación del laboratorio ayudan a catalizar el desarrollo de estas nuevas tecnologías, proporcionan datos objetivos para ayudar a cuantificar los riesgos ambientales y de seguridad del desarrollo de petróleo y gas, y caracterizan los recursos energéticos emergentes como el hidrato de metano o la producción de gas de esquisto. El programa se centra en la tecnología de aguas profundas, la recuperación mejorada de petróleo y el hidrato de metano. La investigación de NETL sobre petróleo y gas no convencionales incluye esfuerzos para mejorar el cemento de pozo utilizado para estabilizar los pozos para la perforación en aguas profundas; expediciones para determinar la presencia y volumen de hidrato de metano a lo largo de las costas; desarrollo de herramientas de recopilación de datos de fracturación hidráulica para mejorar la información , el seguimiento y la protección medioambientales ; análisis para determinar fuentes alternativas de agua dulce para el desarrollo de petróleo y gas, así como muchas otras áreas de especialización.
Los recursos de gas natural y petróleo suministran dos tercios del suministro de energía primaria de los Estados Unidos, y la investigación de su desarrollo permite su uso continuo a medida que se realizan esfuerzos hacia la transición hacia un futuro energético más sostenible. Dado que los recursos de petróleo y gas natural son cada vez más difíciles de localizar y producir, se necesitan nuevas tecnologías para extraerlos. Encontrar y desarrollar nuevas fuentes no convencionales de petróleo y gas, utilizar técnicas como la recuperación mejorada de petróleo para mejorar la capacidad de producción de un pozo e investigar métodos para mejorar la seguridad en el desarrollo y uso de estos recursos permite a la nación mantener un suministro de energía amplio y asequible. . [ cita necesaria ]
NETL evalúa las tendencias a corto plazo en la industria energética y las economías de EE. UU. y del mundo que pueden afectar la producción y el uso de energía, y las tendencias a largo plazo que pueden modificar la demanda de energía e influir en la elección de combustibles y tecnologías de producción de energía después de 2025. También desarrolla escenarios para su uso en actividades de planificación tecnológica que también ayudan a cuantificar los beneficios de la cartera de investigación del laboratorio.
NETL brinda servicios técnicos, administrativos y de gestión de proyectos a clientes dentro del DOE y otras agencias federales. NETL gestiona principalmente actividades de investigación, desarrollo, demostración e implementación para la Oficina de Eficiencia Energética y Energía Renovable (EERE) del DOE y la Oficina de Suministro de Electricidad y Confiabilidad Energética (OE) del DOE. Estos proyectos y actividades están relacionados con la eficiencia energética en vehículos, edificios e instalaciones de fabricación, así como con la mejora, seguridad y confiabilidad de los sistemas de transmisión y distribución de electricidad y gas natural de Estados Unidos. NETL gestiona actividades en nombre de la Oficina de Tecnologías de Vehículos de EERE, especialmente los esfuerzos de EERE para avanzar en el desarrollo y la implementación de tecnologías de vehículos avanzadas, incluidos vehículos eléctricos, eficiencia de motores y materiales livianos.
Además, NETL apoya la administración del Programa de Ciudades Limpias , que aumenta el uso de combustibles alternativos para el transporte mediante la creación de coaliciones de gobiernos estatales y locales, industria privada, organizaciones sin fines de lucro y administradores de flotas. Para la Oficina de Tecnologías de Construcción de EERE, NETL apoya la Iniciativa de Iluminación de Estado Sólido, que busca tecnologías de iluminación de próxima generación que eventualmente reemplazarán a las bombillas incandescentes tradicionales. NETL también gestiona las actividades de proyectos de generación distribuida y calor y energía combinados en nombre de la Oficina de fabricación avanzada de EERE. Para OE, NETL participa activamente en la respuesta del DOE a las interrupciones en la infraestructura energética de nuestra nación, como huracanes y otros desastres naturales, y está sentando las bases para modernizar la red eléctrica nacional. [ cita necesaria ]
Este artículo incorpora material de dominio público de NETL History. Departamento de Energía de Estados Unidos .
40°18′02″N 79°58′39″O / 40.30049°N 79.97763°W / 40.30049; -79.97763