El Laboratorio Nacional de Tecnología Energética ( NETL ) es un laboratorio nacional de Estados Unidos que depende de la Oficina de Energía Fósil del Departamento de Energía . [1] El NETL se centra en la investigación aplicada para la producción y el uso limpios de los recursos energéticos nacionales. Realiza investigaciones y desarrollos 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 sedes en Albany, Oregón ; Morgantown, Virginia Occidental ; y Pittsburgh, Pensilvania . En conjunto, estas sedes cuentan con 117 edificios y 242 acres de terreno. Más de 1.400 empleados trabajan en las tres sedes de NETL, incluidos empleados federales y contratistas.
NETL financia y gestiona investigaciones contratadas en los Estados Unidos y en más de 40 países extranjeros a través de acuerdos con organizaciones privadas y otras agencias gubernamentales. Este trabajo se complementa con investigaciones aplicadas in situ en ciencias básicas y computacionales , dinámica de sistemas energéticos, sistemas geológicos y ambientales y ciencia de los materiales .
NETL se originó a partir de una serie de organizaciones que existían a principios de la década de 1900. En 1910, la Oficina de Minas del Departamento del Interior de los EE. UU. (DOI) estableció la Estación Experimental de Pittsburgh en Bruceton , Pensilvania, para capacitar a los mineros de carbón y realizar investigaciones sobre equipos y prácticas de seguridad relacionados con la minería del carbón. La Estación Experimental de Pittsburgh comenzó la investigación de conversión de carbón a líquidos a mediados de la década de 1920, poco después de que varios países europeos comenzaran a realizar investigaciones sobre combustibles sintéticos basados en carbón. Solo 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 perforación petrolera, 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 de 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 del DOI cercanos para crear la Estación Experimental de los Apalaches para la investigación del carbón en el sitio actual de Morgantown en 1954. [2]
En 1975, la nueva Administración de Investigación y Desarrollo Energético de Estados Unidos rebautizó las antiguas instalaciones del DOI como Centros de Investigación Energética de Bartlesville, Morgantown y Pittsburgh. Estos centros comenzaron a supervisar contratos financiados por el gobierno federal para la investigación y el desarrollo de energía fósil. 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 albergaban investigaciones in situ sobre tecnologías de carbón, petróleo y gas y gestionaban contratos de investigación y desarrollo realizados por universidades, la industria y otras instituciones de investigación. [2]
Sin embargo, en 1983, 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 del Proyecto Bartlesville para supervisar las actividades de investigación petrolera. Luego, en 1996, los Centros de Tecnología Energética de Morgantown y Pittsburgh, a solo 65 millas (105 km) de distancia, se fusionaron 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 la Oficina del Proyecto Bartlesville se cerró. [2]
El 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 la implementación de
En 2005, el Centro de Investigación Albany (ARC) en Albany, Oregón, se fusionó con NETL como una tercera ubicación de laboratorio, brindando experiencia en investigación del ciclo de vida y materiales avanzados para los desafíos del sistema energético. Fundado en el sitio del antiguo Albany College en 1942, ARC dejó su marca procesando circonio. En 1985, el centro fue nombrado monumento histórico por la Sociedad Estadounidense de Metales . Hoy, los investigadores aquí abordan mecanismos y procesos fundamentales; funden, moldean y fabrican hasta una tonelada de materiales; caracterizan completamente las propiedades químicas y físicas de los materiales; y se ocupan de los desechos 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 internacionales de investigación. [ cita requerida ]
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 su descubrimiento hasta su futura implementación 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 Los Álamos y el Laboratorio Nacional del Noroeste del Pacífico en esta iniciativa.
Liderada por NETL, la Asociación Nacional de Evaluación de Riesgos (NRAP, por sus siglas en inglés) 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 CO2 . Para ayudar en la caracterización, selección, operación y gestión efectivas 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 de las aguas subterráneas 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 cuenta con la experiencia y los recursos del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley , el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore , el Laboratorio Nacional Los Álamos , 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) debido a que las diferencias geográficas en el uso de combustibles fósiles y las oportunidades de almacenamiento geológico en América del Norte dictan enfoques regionales para la captura y el almacenamiento de CO2 y otros gases de efecto invernadero. Cada RCSP ha desarrollado un plan regional de gestión del carbono para identificar las estrategias y tecnologías de almacenamiento más adecuadas, ayudar en el desarrollo regulatorio y proponer la infraestructura apropiada para la comercialización de la captura y el almacenamiento de carbono dentro de sus respectivas regiones para almacenar CO2 de manera segura y permanente . NETL administra la asociación y los proyectos.
Los RCSP están compuestos por más de 400 organizaciones que abarcan 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 e investigación, empresas eléctricas, compañías de petróleo y gas y otros socios industriales. Los siete RCSP son los siguientes:
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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 de combustibles fósiles nacionales.
La investigación, el desarrollo y la demostración in situ abordan cuestiones energéticas y ambientales clave y resuelven problemas que retrasan la comercialización de sistemas de energía a base de combustibles domésticos, el desarrollo de recursos de combustibles fósiles y las tecnologías de mitigación ambiental y gestión de residuos. NETL trabaja con modelos e investigación teórica, así como con el desarrollo y la demostración de tecnologías y conceptos a escala de laboratorio y de demostración. [ cita requerida ]
NETL aborda desafíos críticos de investigación y desarrollo para la producción de energía con emisiones cercanas a cero a partir del carbón. El uso continuo de la producción de energía eléctrica a partir del carbón se posibilita mediante la investigación, el desarrollo, la demostración y, en última instancia, la implementación de sistemas y tecnologías avanzados que aumentan la eficiencia general de la planta al tiempo que reducen las emisiones como el dióxido de carbono (CO2 ) y los óxidos nitrosos ( NOx ). 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 CO2 y desarrollar sistemas de energía avanzados, así como sensores y controles de procesos avanzados. 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 la planta de energía, mejorar la economía de la planta y reducir la cantidad de subproducto de CO2 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 de la nación. [ cita requerida ]
Los objetivos de la investigación de NETL en sistemas avanzados de energía son desarrollar una nueva generación de sistemas de conversión de energía limpios alimentados con carbón capaces de producir energía eléctrica a un precio competitivo, al mismo tiempo que reducen las emisiones de CO2 y otras, mejoran la eficiencia, aumentan la disponibilidad de la planta y reducen los requisitos de agua de refrigeración. Los aspectos clave de esta investigación incluyen mejorar la eficiencia térmica general del sistema , reducir los costos de capital y operativos y permitir la captura asequible de CO2 . Las áreas de investigación tecnológica incluyen sistemas de gasificación, sistemas de combustión avanzados, turbinas avanzadas, celdas de combustible de óxido sólido, captura de carbono, almacenamiento de carbono e investigación transversal.
El programa de carbón de NETL también administra la cartera de proyectos de demostración de tecnología a gran escala del Programa de Investigación del Carbón Limpio, que prueban tecnologías avanzadas desarrolladas por el Programa a escala real en instalaciones integradas. Los desafíos técnicos, ambientales y financieros finales asociados con las nuevas tecnologías avanzadas del carbón se superan durante las pruebas a escala real, de modo que las tecnologías estén listas para su implementación comercial. Las tecnologías demostradas se enmarcan en cuatro vías de captura de CO2 , cada una seguida de almacenamiento de CO2 : precombustión, poscombustión, oxicombustión y captura y almacenamiento de carbono industrial. [6]
NETL ayuda a promover el desarrollo de tecnologías que respalden los 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. Los focos del programa están 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 pozos para la perforación en aguas profundas; expediciones para determinar la presencia y el volumen de hidrato de metano a lo largo de las costas; desarrollo de herramientas de recopilación de datos de fracturación hidráulica para mejorar los informes ambientales , el monitoreo y la protección; 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 sobre su desarrollo permite su uso continuo a medida que se realizan esfuerzos hacia la transición hacia un futuro energético más sostenible. Debido a que los recursos de petróleo y gas natural son cada vez más difíciles de localizar y producir, se requieren nuevas tecnologías para extraerlos. Encontrar y desarrollar nuevas fuentes no convencionales de petróleo y gas, usar técnicas como la recuperación mejorada de petróleo para aumentar la capacidad de producción de un pozo e investigar métodos para mejorar la seguridad en el desarrollo y uso de estos recursos permite que la nación mantenga un suministro de energía abundante y asequible. [ cita requerida ]
NETL evalúa las tendencias a corto plazo en la industria energética y las economías de los EE. UU. y el 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. El Laboratorio 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 del Departamento de Energía (DOE) y otras agencias federales. NETL administra 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 Fiabilidad 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 administra actividades en nombre de la Oficina de Tecnologías Vehiculares de EERE, especialmente los esfuerzos de EERE para promover el desarrollo y la implementación de tecnologías avanzadas para vehículos, 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 la bombilla incandescente tradicional. NETL también administra las actividades del proyecto de Calor y Energía Combinados y Generación Distribuida 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 requerida ]
Este artículo incorpora material de dominio público de NETL History. Departamento de Energía de los Estados Unidos .
40°18′02″N 79°58′39″O / 40.30049°N 79.97763°W / 40.30049; -79.97763