المختبر الوطني لتكنولوجيا الطاقة

تحتوي هذه المقالة على محتوى مكتوب على هيئة إعلان . يُرجى المساعدة في تحسينها بإزالة المحتوى الترويجي والروابط الخارجية غير المناسبة ، وإضافة محتوى موسوعي مكتوب من وجهة نظر محايدة . ( سبتمبر 2019 ) ( تعرف على كيفية ومتى تحذف هذه الرسالة )

المختبر الوطني لتكنولوجيا الطاقة

مقرر	1910 (بيتسبرغ)؛ 1946 (مورجانتاون)؛ 2005 (ألباني، أوريغون)
نوع البحث	مكتب الطاقة الأحفورية
ميزانية	681,000,000 دولار أمريكي
مخرج	ماريان والك
طاقم عمل	1400
موقع	بيتسبرغ، بنسلفانيا ؛ مورجانتاون، فيرجينيا الغربية ؛ ألباني، أوريغون
حرم الجامعة	242 فدان (0.98 كم 2 )
وكالة التشغيل	وزارة الطاقة
موقع إلكتروني	netl.doe.gov

المختبر الوطني لتكنولوجيا الطاقة ( NETL ) هو مختبر وطني أمريكي تابع لمكتب الطاقة الأحفورية التابع لوزارة الطاقة . ^[1] يركز المختبر الوطني لتكنولوجيا الطاقة على الأبحاث التطبيقية لإنتاج واستخدام موارد الطاقة المحلية النظيفة. وهو يقوم بالبحث والتطوير فيما يتعلق بالإمدادات والكفاءة والقيود البيئية لإنتاج واستخدام موارد الطاقة الأحفورية مع الحفاظ على القدرة على تحمل التكاليف.

لدى NETL مواقع في ألباني، أوريجون ؛ ومورجانتاون، فيرجينيا الغربية ؛ وبيتسبرغ، بنسلفانيا . وتضم هذه المواقع مجتمعة 117 مبنى و242 فدانًا من الأراضي. ويعمل أكثر من 1400 موظف في مواقع NETL الثلاثة، بما في ذلك الموظفون الفيدراليون والمقاولون.

يمول NETL ويدير الأبحاث التعاقدية في الولايات المتحدة وأكثر من 40 دولة أجنبية من خلال ترتيبات مع منظمات خاصة ووكالات حكومية أخرى. ويعزز هذا العمل من خلال الأبحاث التطبيقية في الموقع في العلوم الحسابية والأساسية، وديناميكيات أنظمة الطاقة، والأنظمة الجيولوجية والبيئية، وعلوم المواد .

نشأت NETL من عدد من المنظمات التي كانت موجودة في أوائل القرن العشرين. في عام 1910، أنشأ مكتب المناجم التابع لوزارة الداخلية الأمريكية (DOI) محطة تجارب بيتسبرغ في بروتون ، بنسلفانيا، لتدريب عمال مناجم الفحم وإجراء البحوث حول معدات وممارسات السلامة المتعلقة بتعدين الفحم. بدأت محطة تجارب بيتسبرغ أبحاث تحويل الفحم إلى سوائل في منتصف عشرينيات القرن العشرين، بعد وقت قصير من بدء العديد من الدول الأوروبية في متابعة الأبحاث في الوقود الاصطناعي القائم على الفحم. بعد ثماني سنوات فقط في بارتليسفيل ، أوكلاهوما ، افتتح مكتب المناجم محطة تجارب البترول لمتابعة التطبيق المنهجي للطرق الهندسية والعلمية في حفر النفط، مما يساعد صناعة النفط على إنشاء معايير التشغيل والسلامة. نتيجة لقانون الوقود السائل الاصطناعي لعام 1944، أصبحت محطة تجارب بيتسبرغ مركز أبحاث بروتون في عام 1948. ^[2]

في عام 1946، تم إنشاء محطة تجارب فرع الغاز الاصطناعي لأبحاث تحويل الفحم إلى غاز برعاية الحكومة، وخاصة إنتاج الغاز الاصطناعي من الفحم، في منشآت جامعة وست فرجينيا في مورغانتاون ، فيرجينيا الغربية . انضمت المحطة إلى مجموعتين أخريين قريبتين من وزارة الداخلية لإنشاء محطة تجارب أبالاتشيان لأبحاث الفحم في الموقع الحالي في مورغانتاون في عام 1954. ^[2]

أعادت إدارة أبحاث وتطوير الطاقة الأمريكية الجديدة تسمية المواقع السابقة لوزارة الداخلية باسم مراكز أبحاث الطاقة في بارتلسفيل ومورجانتاون وبيتسبرغ في عام 1975. بدأت هذه المراكز في الإشراف على العقود الممولة فيدراليًا لأبحاث وتطوير الطاقة الأحفورية. أصبحت مراكز الأبحاث الثلاثة مراكز لتكنولوجيا الطاقة في عام 1977 تحت إشراف وزارة الطاقة الأمريكية التي تم إنشاؤها حديثًا. استضافت المراكز أبحاثًا في الموقع في تقنيات الفحم والنفط والغاز وأدارت عقودًا للبحث والتطوير التي أجرتها الجامعات والصناعة ومؤسسات البحث الأخرى. ^[2]

في عام 1983، ومع ذلك، تم نقل تشغيل مركز تكنولوجيا الطاقة في بارتليسفيل إلى معهد أبحاث IIT ، ومقره في شيكاغو، وتم إنشاء مكتب مشروع بارتليسفيل للإشراف على أنشطة أبحاث البترول. ثم في عام 1996، تم دمج مركزي تكنولوجيا الطاقة في مورجانتاون وبيتسبرغ، على بعد 65 ميلاً (105 كم) فقط، تحت نفس الإدارة لتشكيل مركز تكنولوجيا الطاقة الفيدرالي (FETC). تم إنشاء مكتب تكنولوجيا البترول الوطني (NPTO) في تولسا، أوكلاهوما، في عام 1998، وتم إغلاق مكتب مشروع بارتليسفيل. ^[2]

أصبح مركز FETC مختبرًا وطنيًا، NETL، في عام 1999 وانضم إليه NPTO في عام 2000. افتتح NETL مكتب الطاقة في القطب الشمالي في فيربانكس، ألاسكا، في عام 2001 لتعزيز البحث والتطوير ونشر

• استخلاص النفط، وتحويل الغاز إلى سوائل، وإنتاج الغاز الطبيعي ونقله
• الطاقة الكهربائية في مناخات القطب الشمالي، بما في ذلك الطاقة الأحفورية، وطاقة الرياح، والطاقة الحرارية الأرضية، وخلايا الوقود، والمرافق الكهرومائية الصغيرة. ^[2] ==

في عام 2005، اندمج مركز أبحاث ألباني (ARC) في ألباني، أوريجون، مع NETL كموقع مختبر ثالث، مما يوفر الخبرة في أبحاث دورة الحياة والمواد المتقدمة لتحديات نظام الطاقة. تأسس مركز أبحاث ألباني في موقع كلية ألباني السابقة في عام 1942، وترك بصمته في معالجة الزركونيوم. في عام 1985، تم تسمية المركز كمعلم تاريخي من قبل الجمعية الأمريكية للمعادن . اليوم، يعالج الباحثون هنا الآليات والعمليات الأساسية؛ يذوبون ويصبون ويصنعون ما يصل إلى طن من المواد؛ يصفون الخصائص الكيميائية والفيزيائية للمواد بشكل كامل؛ ويتعاملون مع النفايات والمنتجات الثانوية لعمليات المواد. ^[2]

انتقل مكتب تولسا، أوكلاهوما، إلى شوغر لاند، تكساس، في عام 2009. ^[3]

يتعاون مختبر NETL مع الصناعة والأوساط الأكاديمية والوكالات الحكومية الأخرى ومنظمات البحث الدولية. ^{[ بحاجة لمصدر ]}

تتعاون مبادرة محاكاة احتجاز الكربون (CCSI) مع المختبرات الوطنية والمؤسسات الصناعية والأكاديمية لتطوير ونشر أدوات النمذجة والمحاكاة الحاسوبية التي تعمل على تسريع تقنيات احتجاز الكربون من الاكتشاف إلى النشر المستقبلي الواسع النطاق في مئات محطات الطاقة. ^[4]

يتعاون NETL مع مختبر لورانس بيركلي الوطني ، ومختبر لورانس ليفرمور الوطني ، ومختبر لوس ألاموس الوطني ، ومختبر شمال غرب المحيط الهادئ الوطني في هذه المبادرة.

بقيادة مختبر NETL، تدرس الشراكة الوطنية لتقييم المخاطر (NRAP) سلوك الأنظمة الطبيعية الهندسية لتطوير أدوات تقييم المخاطر اللازمة لتخزين ثاني أكسيد الكربون الجيولوجي الآمن والدائم _. للمساعدة في تحديد خصائص الموقع واختياره وتشغيله وإدارته بشكل فعال، تدرس الشراكة الوطنية لتقييم المخاطر المخاطر المحتملة المرتبطة بالمخاوف التشغيلية الرئيسية، فضلاً عن تلك المرتبطة بالمسؤوليات طويلة الأجل، مثل حماية المياه الجوفية واستمرار التخزين. تعمل الشراكة الوطنية لتقييم المخاطر على تطوير طريقة لقياس ملفات تعريف المخاطر لأنواع متعددة من مواقع تخزين ثاني أكسيد الكربون لتوجيه عملية اتخاذ القرار وإدارة المخاطر. تعمل الشراكة الوطنية لتقييم المخاطر أيضًا على تطوير بروتوكولات المراقبة والتخفيف للحد من عدم اليقين في السلوك المتوقع للموقع على المدى الطويل. ^[5]

يعتمد NRAP على الخبرة والموارد من مختبر لورانس بيركلي الوطني ، ومختبر لورانس ليفرمور الوطني ، ومختبر لوس ألاموس الوطني ، ومختبر شمال غرب المحيط الهادئ الوطني ، والتحالف الجامعي الإقليمي NETL.

في عام 2003، منحت وزارة الطاقة اتفاقيات تعاونية لسبع شراكات إقليمية لحجز الكربون (RCSPs) لأن الاختلافات الجغرافية في استخدام الوقود الأحفوري وفرص التخزين الجيولوجية عبر أمريكا الشمالية تملي النهج الإقليمية لالتقاط وتخزين ثاني أكسيد الكربون _{والغازات} المسببة للانحباس الحراري العالمي الأخرى. وقد طورت كل شراكة إقليمية لحجز الكربون خطة إقليمية لإدارة الكربون لتحديد استراتيجيات وتقنيات التخزين الأكثر ملاءمة، والمساعدة في تطوير اللوائح، واقتراح البنية الأساسية المناسبة لتسويق التقاط الكربون وتخزينه داخل مناطقها الخاصة لتخزين ثاني أكسيد الكربون بأمان وبشكل دائم _. تدير NETL الشراكة والمشاريع.

تضم RCSPs أكثر من 400 منظمة تغطي 43 ولاية وأربع مقاطعات كندية، وتشمل ممثلين من وكالات الدولة والهيئات المحلية والجامعات الإقليمية والمختبرات الوطنية والمنظمات غير الحكومية والوكالات الحكومية الأجنبية وشركات الهندسة والبحوث والمرافق الكهربائية وشركات النفط والغاز وشركاء صناعيين آخرين. وفيما يلي سبع RCSPs:

• شراكة Big Sky لحجز الكربون
• اتحاد حجز الموارد الجيولوجية في الغرب الأوسط
• شراكة عزل الكربون الإقليمية في الغرب الأوسط
• شراكة الحد من انبعاثات _ثاني أكسيد الكربون في السهول
• شراكة احتجاز الكربون في المنطقة الجنوبية الشرقية
• الشراكة الإقليمية الجنوبية الغربية بشأن احتجاز الكربون
• شراكة عزل الكربون الإقليمية بالساحل الغربي

تركز أبحاث وتطوير وتجارب الوقود الأحفوري في NETL على الاستخدام الفعال للطاقة وإنتاج الطاقة النظيفة من موارد الوقود الأحفوري المحلية.

تعالج الأبحاث والتطوير والعروض التوضيحية في الموقع المخاوف الرئيسية المتعلقة بالطاقة والبيئة وتحل القضايا التي تبطئ تسويق أنظمة الطاقة بالوقود المنزلي، وتطوير موارد الوقود الأحفوري، وتقنيات التخفيف من الآثار البيئية وإدارة النفايات. يعمل مختبر NETL مع النمذجة والبحث النظري بالإضافة إلى التطوير والعرض التوضيحي للتكنولوجيات والمفاهيم على نطاق المختبر إلى مستوى العرض التوضيحي. ^{[ بحاجة لمصدر ]}

تحتوي هذه المقالة على محتوى مكتوب على هيئة إعلان . يُرجى المساعدة في تحسينها بإزالة المحتوى الترويجي والروابط الخارجية غير المناسبة ، وإضافة محتوى موسوعي مكتوب من وجهة نظر محايدة . ( سبتمبر 2019 ) ( تعرف على كيفية ومتى تحذف هذه الرسالة )

يتناول مختبر NETL تحديات البحث والتطوير الحرجة لإنتاج الطاقة من الفحم التي تكاد تكون خالية من الانبعاثات. يتم تمكين الاستخدام المستمر لإنتاج الطاقة الكهربائية من الفحم من خلال البحث والتطوير والعرض، وفي النهاية، نشر الأنظمة والتقنيات المتقدمة التي تزيد من كفاءة المصنع الإجمالية مع تقليل الانبعاثات مثل ثاني أكسيد الكربون (CO ₂ ) وأكاسيد النيتروز ( NO _x ). تعد المشاريع ضمن برنامج الفحم جزءًا من برنامج أبحاث الفحم النظيف التابع لوزارة الطاقة. والهدف هو تحسين تقنيات التقاط وتخزين ثاني أكسيد الكربون _، وتطوير أنظمة طاقة متقدمة، بالإضافة إلى الاستشعار وضوابط العمليات المتقدمة. كما يبحث برنامج الفحم التابع لمختبر NETL في مجموعة من التطورات في تقنيات الاحتراق والغاز والتوربينات والوقود وخلايا الوقود التي يمكن أن تزيد من كفاءة محطة الطاقة، وتحسين اقتصاديات المصنع، وتقليل كمية ثاني أكسيد الكربون الناتج _عن كل وحدة من الكهرباء المولدة. تم تصميم تطوير هذه الأنظمة لتمكين الاستخدام المستمر لموارد الوقود الأحفوري المهمة في الولايات المتحدة كمساهم رئيسي في محفظة الطاقة في البلاد. ^{[ بحاجة لمصدر ]}

تهدف أبحاث NETL في أنظمة الطاقة المتقدمة إلى تطوير جيل جديد من أنظمة تحويل الطاقة النظيفة التي تعمل بالفحم القادرة على إنتاج طاقة كهربائية بأسعار تنافسية مع تقليل انبعاثات _ثاني أكسيد الكربون وغيرها من الانبعاثات وتحسين الكفاءة وزيادة توافر المصنع وتقليل متطلبات مياه التبريد. تشمل الجوانب الرئيسية لهذا البحث تحسين الكفاءة الحرارية الإجمالية للنظام وتقليل تكاليف رأس المال والتشغيل وتمكين احتجاز ثاني أكسيد الكربون بأسعار معقولة _. تشمل مجالات البحث التكنولوجي أنظمة التغويز وأنظمة الاحتراق المتقدمة والتوربينات المتقدمة وخلايا وقود الأكسيد الصلب واحتجاز الكربون وتخزين الكربون والأبحاث المتقاطعة.

كما يدير برنامج الفحم التابع لـ NETL محفظة مشروعات العرض التكنولوجي واسعة النطاق لبرنامج أبحاث الفحم النظيف والتي تختبر التقنيات المتقدمة التي طورها البرنامج على نطاق واسع في مرافق متكاملة. يتم التغلب على التحديات الفنية والبيئية والمالية النهائية المرتبطة بتقنيات الفحم المتقدمة الجديدة أثناء الاختبار على نطاق واسع حتى تصبح التقنيات جاهزة للنشر التجاري. تندرج التقنيات المعروضة تحت أربعة مسارات لالتقاط _ثاني أكسيد الكربون ، يتبع كل منها تخزين ثاني أكسيد الكربون _: الاحتراق المسبق، وما بعد الاحتراق، والاحتراق بالأكسجين، والتقاط الكربون وتخزينه الصناعي. ^[6]

يساعد مختبر NETL في تعزيز تطوير التقنيات التي تدعم موارد النفط والغاز المحلية غير التقليدية الفعالة والصديقة للبيئة. تساعد مشاريع البحث في المختبر في تحفيز تطوير هذه التقنيات الجديدة، وتوفير بيانات موضوعية للمساعدة في تحديد المخاطر البيئية والسلامة لتطوير النفط والغاز، وتوصيف موارد الطاقة الناشئة مثل إنتاج هيدرات الميثان أو الغاز الصخري. تركز البرامج على تكنولوجيا المياه العميقة، وتعزيز استخراج النفط ، وهيدرات الميثان. تشمل أبحاث مختبر NETL حول النفط والغاز غير التقليديين الجهود المبذولة لتحسين أسمنت الآبار المستخدم لتثبيت الآبار للحفر في المياه العميقة؛ الرحلات الاستكشافية لتحديد وجود وحجم هيدرات الميثان على طول السواحل؛ تطوير أدوات جمع بيانات التكسير الهيدروليكي لتحسين الإبلاغ البيئي والمراقبة والحماية؛ التحليل لتحديد مصادر بديلة للمياه العذبة لتطوير النفط والغاز، فضلاً عن العديد من مجالات الخبرة الأخرى.

تُوفر موارد الغاز الطبيعي والنفط ثلثي إمدادات الطاقة الأولية في الولايات المتحدة، ويسمح البحث في تطويرها بالاستمرار في استخدامها مع بذل الجهود نحو التحول إلى مستقبل طاقة أكثر استدامة. ولأن موارد النفط والغاز الطبيعي أصبحت أكثر صعوبة في تحديد موقعها وإنتاجها، فإن الأمر يتطلب تقنيات جديدة لاستخراجها. إن العثور على مصادر غير تقليدية جديدة للنفط والغاز وتطويرها، واستخدام تقنيات مثل الاستخلاص المعزز للنفط لتعزيز قدرة البئر على الإنتاج، والبحث في طرق لتحسين السلامة في تطوير واستخدام هذه الموارد يسمح للأمة بالحفاظ على إمدادات طاقة وفيرة وبأسعار معقولة. ^{[ بحاجة لمصدر ]}

يقوم مختبر NETL بتقييم الاتجاهات قصيرة المدى في صناعة الطاقة والاقتصادات الأمريكية والعالمية التي قد تؤثر على إنتاج الطاقة واستخدامها، والاتجاهات طويلة المدى التي قد تعدل الطلب على الطاقة وتؤثر على اختيار الوقود وتقنيات إنتاج الطاقة بعد عام 2025. كما يقوم المختبر بتطوير سيناريوهات لاستخدامها في أنشطة تخطيط التكنولوجيا التي تساعد أيضًا في تحديد فوائد محفظة أبحاث المختبر.

تقدم شركة NETL خدمات تقنية وإدارية وخدمات إدارة المشاريع للعملاء داخل وزارة الطاقة والوكالات الفيدرالية الأخرى. تدير شركة NETL بشكل أساسي أنشطة البحث والتطوير والعرض والنشر لمكتب كفاءة الطاقة والطاقة المتجددة (EERE) التابع لوزارة الطاقة ومكتب توصيل الكهرباء وموثوقية الطاقة (OE) التابع لوزارة الطاقة. ترتبط هذه المشاريع والأنشطة بكفاءة الطاقة في المركبات والمباني ومرافق التصنيع، فضلاً عن تعزيز وتأمين وموثوقية أنظمة نقل وتوزيع الكهرباء والغاز الطبيعي في أمريكا. تدير شركة NETL الأنشطة نيابة عن مكتب تقنيات المركبات التابع لمكتب كفاءة الطاقة والطاقة المتجددة، وخاصة جهود مكتب كفاءة الطاقة والطاقة المتجددة لتعزيز تطوير ونشر تقنيات المركبات المتقدمة، بما في ذلك المركبات الكهربائية وكفاءة المحرك والمواد خفيفة الوزن.

بالإضافة إلى ذلك، تدعم NETL إدارة برنامج المدن النظيفة ، الذي يزيد من استخدام الوقود البديل للنقل من خلال بناء تحالفات بين حكومات الولايات والحكومات المحلية والصناعة الخاصة والمنظمات غير الربحية ومديري الأساطيل. بالنسبة لمكتب تقنيات البناء EERE، تدعم NETL مبادرة الإضاءة ذات الحالة الصلبة، والتي تسعى إلى تقنيات الإضاءة من الجيل التالي التي ستحل في النهاية محل المصباح المتوهج التقليدي. تدير NETL أيضًا أنشطة مشروع الحرارة والطاقة المشتركين والتوليد الموزع نيابة عن مكتب التصنيع المتقدم EERE. بالنسبة لـ OE، تشارك NETL بنشاط في استجابة وزارة الطاقة للاضطرابات التي تلحق بالبنية التحتية للطاقة في بلادنا، مثل الأعاصير والكوارث الطبيعية الأخرى، وتضع الأساس لتحديث الشبكة الكهربائية الوطنية. ^{[ بحاجة لمصدر ]}

• ماريان والك، دكتوراه - مديرة مختبر NETL
• هيذر كويدنفيلد - الرئيس التنفيذي للعمليات، NETL
• جون ويمر، دكتوراه - نائب المدير، الخطط والبرامج الاستراتيجية للعلوم والتكنولوجيا، مركز الابتكار البحثي
• بريان موريالي، دكتوراه - المدير التنفيذي لمركز الأبحاث والابتكار (R&IC)
• شون آي. بلاسينسكي، المدير التنفيذي لمركز تطوير وتكامل التكنولوجيا
• جيمس إي ويلسون - المدير التنفيذي والمدير المالي، مركز التمويل والاستحواذ
• الدكتور أنطونيو م. فيريرا - كبير مسؤولي المعلومات

• مركز أبحاث السيارات الهجينة القابلة للشحن

 تتضمن هذه المقالة مواد من المجال العام من تاريخ NETL. وزارة الطاقة الأمريكية .

• الموقع الرسمي
• مواد دراسية حول NETL (مؤرشفة في 11 مارس 2007)

40°18′02″N 79°58′39″W / 40.30049°N 79.97763°W / 40.30049; -79.97763