NREL agrega espacio de laboratorio con un nuevo edificio, prepara otros proyectos

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Fuente: https://www.nrel.gov

Un grupo de personas se para en los escalones de un edificio para cortar una cinta con unas tijeras gigantes.

La Secretaria de Energía de EE. UU., Jennifer Granholm (centro), corta la cinta durante una ceremonia para el edificio del Laboratorio de Investigación e Innovación (RAIL) recién construido por NREL en Golden, Colorado. La acompañan en la primera fila (de izquierda a derecha) el director de NREL Martin Keller, el senador estadounidense John Hickenlooper, el gobernador de Colorado Jared Polis y Brian Holland, director de desarrollo comercial de MA Mortenson Company, que realizó la construcción del edificio. Foto de Werner Slocum, NREL

El extenso campus del Laboratorio Nacional de Energía Renovable (NREL) del Departamento de Energía de EE. UU. está salpicado de edificios dedicados a las muchas ciencias necesarias para impulsar el impulso del país hacia la energía limpia.

Los investigadores dentro de un edificio exploran la dinámica de aprovechar el sol para obtener energía. Los de otro están determinando las mejores formas de convertir la biomasa en combustible de aviación sostenible. En otro, los científicos exploran el camino para integrar varias tecnologías en la red eléctrica de la nación.

Incluso con los muchos laboratorios dentro de todos estos edificios, el espacio es escaso.

Ahora, con un tijeretazo de un par de tijeras ceremoniales de gran tamaño, ha comenzado una nueva fase para NREL.

El corte de cinta por parte de la secretaria de Energía, Jennifer Granholm, y el gobernador de Colorado, Jared Polis, marcó la inauguración oficial del edificio más nuevo de NREL, el Laboratorio de Investigación e Innovación (RAIL). RAIL, que albergará un espacio de laboratorio de usos múltiples, es el primer edificio de laboratorio que se abre en el campus de NREL en Golden, Colorado, desde el otoño de 2013.

La apertura encaja con los objetivos de la administración Biden-Harris de tener la nación alimentada con electricidad 100% limpia para 2035 y alcanzar cero emisiones netas de carbono para 2050.

“NREL, con sus objetivos de llegar a cero neto, es increíble”, dijo Granholm. “Tenemos impactos en el mundo real que surgen de este laboratorio, y solo está mejorando gracias a la expansión que estamos aquí para celebrar”.

La adición de RAIL cubrirá una necesidad en el campus, la de no tener suficiente espacio de laboratorio «húmedo» donde se puedan realizar experimentos de química.

“De hecho, hemos reducido nuestras actividades de investigación en función de no tener ese espacio de laboratorio húmedo”, dijo Dan Beckley, director asociado de laboratorio de NREL para Instalaciones y Operaciones.

Al agregar alrededor de 15,000 pies cuadrados al campus Golden, RAIL ayudará a aliviar el problema. La instalación está diseñada para facilitar la expansión hacia el norte con la capacidad de agregar más espacio de laboratorio húmedo en el futuro. En un campus de 178 acres salpicado de edificios de investigación dedicados exclusivamente a un solo campo (baterías, biocombustibles y energía solar, por nombrar algunos), RAIL brindará espacio para la colaboración. Los esfuerzos de investigación dentro de RAIL se centrarán en el reciclaje de plásticos, baterías de próxima generación y materiales energéticos avanzados.

“Nunca hemos tenido un sobre de laboratorio tan grande como para permitir un intercambio de colaboración. La mayoría de las veces, esos laboratorios son muy limitados”, dijo Michelle Slovensky, gerente del programa Campus inteligente en NREL. “Esto es único, y vamos a ver qué produce ese intercambio”.

Intercambio de Terrenos Abrió las Puertas a STEP

RAIL no es el único cambio que ocurre en NREL. Un intercambio de tierras con el estado de Colorado a principios de este año le dio al Departamento de Energía otros 6,6 acres al sur del campus existente. Una vez conocido como Camp George West, el área de Camp George West se usó originalmente hace 120 años como campo de entrenamiento para la Guardia Nacional de Colorado. La porción de Camp George West adquirida bajo el intercambio de tierras fue recientemente una instalación correccional.

Las renovaciones transformarán la propiedad en el South Table Mountain Energy Park (STEP). Los inquilinos iniciales serán empleados de NREL, como el personal de Instalaciones y Operaciones. Se realizarán trabajos para renovar los interiores de los 26 edificios, mejorar todos los servicios públicos y preparar espacios para fines de investigación. STEP eventualmente se convertirá en el hogar del Centro de Innovación y Emprendimiento de NREL y el Centro de Acción Net Zero World.

Intercalado entre STEP y el campus principal de NREL estará el Global Energy Park (Glo Park) del estado de Colorado, una parcela sin desarrollar que se espera que se convierta en el hogar de empresas jóvenes que trabajan en el espacio de tecnología limpia. El estado de Colorado intercambió terrenos con el condado de Jefferson para adquirir la parcela. El desarrollo del sitio comenzará a finales de este año con una fecha de apertura proyectada a principios de 2026.

“Como su nombre lo indica, esta instalación de última generación será un destino global”, dijo el director de NREL, Martin Keller. “Espero con ansias las nuevas asociaciones que creará, así como las colaboraciones que se profundizarán con la proximidad”.

“La gran visión del gobernador a Martin y al gobierno federal es que están tratando de crear este centro de tecnología limpia, similar al de Silicon Valley”, dijo Beckley. “Están tratando de poner una marca en el mapa de que este es el lugar ideal para la energía limpia”.

Slovensky dijo que imagina este centro de energía limpia con NREL como epicentro y su influencia irradiando hacia afuera con la creación de empleo y el desarrollo de la fuerza laboral como parte del proceso. Las empresas jóvenes podrán graduarse del vivero de incubadoras en STEP para arrendar espacio en Glo Park.

“Hay tantos colaboradores que quieren sentarse con nosotros en nuestros laboratorios, y no podemos permitirnos hacerlo porque primero tenemos que servir a nuestros propios investigadores”, dijo Slovensky. “El hecho de que puedan residir en Glo Park y subir la colina, por así decirlo, o bajar a STEP, les brinda un hogar dentro del ecosistema energético”.

Fondos IRA que financian proyectos NREL

En los campus de NREL, muchos de los diversos proyectos que ya están en marcha y en la mesa de dibujo están financiados con $150 millones en fondos asignados por la Ley de Reducción de la Inflación (IRA, por sus siglas en inglés) federal. La financiación apoyará 19 proyectos, desde renovaciones dentro de edificios existentes hasta la construcción desde cero en nuevas instalaciones, entre el campus de South Table Mountain en Golden y el campus de Flatirons cerca de Boulder. El dinero se ha destinado de esta manera:

  • $93 millones para modernizar la infraestructura de investigación
  • $51 millones para renovaciones de laboratorio y mantenimiento diferido
  • $6 millones para la gestión de proyectos, incluida la planificación, ejecución y supervisión.

Se realizará una inversión considerable en el Centro Integrado de Investigación de Biorrefinería (IBRF), ubicado cerca del borde occidental del campus Golden. Sede de la investigación sobre biocombustibles, el edificio de 75,930 pies cuadrados vio la adición de North High Bay en 1994 y South High Bay en 2010. El proyecto de modernización hará que la adición anterior sea destruida y remodelada y las capacidades de investigación ampliadas.

“Estamos invirtiendo alrededor de $ 20 millones en la renovación de esa instalación, y nos dará la capacidad de usar una variedad más amplia de materias primas y producir una gama más amplia de combustibles y productos químicos”, dijo Adam Bratis, director asociado de laboratorio de Bioenergy. Ciencia y Tecnología.

Anteriormente, los investigadores del IBRF se limitaban a utilizar rastrojo de maíz y otros residuos agrícolas como materia prima, que en términos simples produce azúcares que luego se fermentan y producen etanol.

“Ahora nos estamos abriendo a un montón de otras materias primas”, dijo Bratis. “Podemos usar plásticos. Podemos usar CO2 . Podemos utilizar materiales de desecho. Tendremos la capacidad de utilizar todo tipo de fuentes de residuos de carbono como materia prima para fabricar combustibles y productos químicos y tendremos requisitos de mayor nivel de bioseguridad para hacerlo”.

Además, las renovaciones permitirán la producción de una gama más amplia de combustibles y productos químicos terminados que los que NREL puede producir hoy. Específicamente, el laboratorio tendrá la capacidad de usar hidrógeno en la instalación y fabricar productos inflamables como combustible de aviación sostenible según las especificaciones y otros combustibles y productos químicos relevantes para la industria en cantidades suficientes para ser probados en aplicaciones posteriores, incluidos los motores de aeronaves.

Tom Foust, director del Centro Nacional de Bioenergía de NREL, dijo que la renovación también le dará al laboratorio la oportunidad de reemplazar lo que ahora es un equipo obsoleto.

“Como laboratorio nacional, debe tener las mejores y más modernas instalaciones”, dijo. “Simplemente no puedes estar a la vanguardia de la ciencia si tus instalaciones están desactualizadas. Para nuestro crédito, hicimos lo mejor que pudimos, pero una instalación de más de 30 años no está realmente a la vanguardia de la investigación”.

La foto aérea muestra el campus de South Table Mountain Energy Park.
Esta vista aérea que mira hacia el noreste muestra el campus de South Table Mountain Energy Park (STEP) de NREL. Foto de Joshua Bauer y Bryan Bechtold, NREL

Edificios adicionales en tablero de dibujo

“Cada campus tiene una evolución y las necesidades crecen”, dijo Slovensky. “Piense en la ciberseguridad. Materiales avanzados. A lo largo del camino, descubres dónde tenías lagunas en la investigación, y luego necesitas más espacio para poder completar eso”.

NREL ya está planeando otro edificio nuevo, aunque la instalación propuesta de Materiales y procesamiento de energía a escala (EMAPS) aún se encuentra en las primeras etapas. Previsto para medir 120,000 pies cuadrados y costar $165 millones, es probable que EMAPS se construya en el lado este del campus. Se espera que el edificio esté listo en tres años. El nuevo espacio de laboratorio está diseñado para ayudar a los investigadores a minimizar las barreras para la ampliación de la tecnología para nuevos materiales, procesos y dispositivos de energía para el mercado.

A unas 25 millas al norte del campus Golden, el Campus NREL Flatirons también está preparando instalaciones adicionales. El sitio de 305 acres que alguna vez se conoció como el Centro Nacional de Tecnología Eólica ha ampliado sus capacidades más allá de aprovechar la energía de la brisa. La investigación en curso implica energía renovable producida a partir de la energía solar y el agua, así como del viento. Flatirons también alberga la plataforma de investigación conocida como ARIES, que significa Investigación avanzada sobre sistemas de energía integrados. Entre sus otras capacidades, ARIES permite a los investigadores explorar cómo la conexión continua de nuevos dispositivos afectará la red eléctrica.

Se espera que la construcción comience más adelante este año en una instalación del Centro de Control, una estructura de 8,000 pies cuadrados que se convertirá en la pieza central del campus una vez que se complete en 2025. NREL también está agregando una línea de agua que conecta el campus con un suministro público de agua, lo que terminará con la necesidad de transportar agua en camiones. Esto permitirá que el campus de Flatirons continúe creciendo y apoye más trabajos de investigación relacionados con el hidrógeno.

“La inversión del Campus Flatirons del Departamento de Energía está haciendo posible continuar expandiendo nuestra investigación científica sobre la confiabilidad de escalar recursos de energía renovable variable, sistemas de almacenamiento de energía, electrificación del transporte, tecnologías de hidrógeno, descarbonización industrial y de edificios, y nuevos sistemas de gestión de energía y controles”, dijo Johney Green, director asociado de laboratorio de Ciencias de Ingeniería Mecánica y Térmica.

“Nuestros investigadores necesitan una plataforma integrada para realizar simulaciones y demostraciones a gran escala en tiempo real ” ,  dijo Green. “La expansión del Flatirons Campus proporciona las instalaciones y la infraestructura necesarias para ayudar a nuestra nación a alcanzar sus objetivos de descarbonización energética”.

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