ARPA-E присуджує шість проектів за технології, що підтримують ланцюжок поставок біопалива - Green Car

Агентство перспективних дослідницьких проектів-Енергія (APRA-E) виділить 16,5 мільйона доларів США на фінансування шести проектів у рамках програми "Системи моніторингу та аналізу відновлюваних транспортних палив із сільськогосподарських ресурсів та управління" (SMARTFARM).

Ці проекти будуть розробляти технології, що заповнюють розрив даних у ланцюгу постачання біопалива шляхом кількісної оцінки викидів парникових газів, пов’язаних із сировиною, та динаміки вуглецевого ґрунту на рівні полів. Ці технології дозволять підвищити ефективність у виробництві сировини та забезпечать нові можливості вилучення вуглецю та управління ними.

Команди SMARTFARM працюватимуть над подальшим розвитком основних технологій для сільськогосподарського співтовариства нашої країни для ефективнішої підтримки ланцюга постачання біопалива, одночасно дозволяючи ринкам вуглецю стимулювати більшу ефективність виробництва сировини та можливості управління вуглецем для виробників.

Команди SMARTFARM працюватимуть над розробкою та розробкою систем для кількісної оцінки викидів ПГ життєвого циклу на місцевому рівні надійно, точно та економічно ефективно. Вибрані проекти здатні забезпечити позитивну віддачу від інвестицій, коли скорочення викидів вуглецю на рівні поля пов'язане з пов'язаними ринками вуглецю на біопаливі.

Програма також фокусується на потенційних економічних вигодах для виробників сировини та майбутніх ринках управління вуглецем, потенційно доповнюючи доходи на основі врожайності стимулами для підвищення ефективності використання та відновлювальної практики. Цей фокус також допоможе закласти основу для ринкових структур, щоб відійти від середніх показників за національним значенням та направити на нижчу невизначеність оцінок на основі полів для стимулювання ефективності та інших послуг.

Робота над тим, щоб зробити ланцюг постачання біопалива вуглецево-негативним шляхом видалення або захоплення вуглецю, значно покращила б економічні та екологічні переваги біопалива. Досягнення скорочень викидів вуглецю також заохочує виробників сировини застосовувати нові технології та практики для кількісної оцінки їх впливу. Команди SMARTFARM працюють над розробкою надійних методів кількісної оцінки за допомогою цих нагород, щоб практики управління могли бути одночасно пов’язані з екологічними та економічними результатами.

Університет Іллінойсу - Урбана. Рішення "Система систем" для комерційного кількісного визначення викидів органічного вуглецю та закису азоту в грунті для масштабованих застосувань (SYMFONI) - 4 500 000 доларів США
Точне та швидке кількісне визначення інтенсивності вуглецю в регіональному масштабі є критичним для сприяння впровадженню нових технологій для підвищення продуктивності сировини в біоекономіці та зменшення його вуглецевого сліду. Університет Іллінойсу розробить комерційне рішення SYMFONI для оцінки органічного вуглецю в ґрунті та динаміки викидів закису азоту на індивідуальному рівні. Рішення можна масштабувати, щоб виконати оцінки по полях для цілого регіону. SYMFONI - це рішення “системи систем”, яке інтегрує дистанційне зондування з борту та супутника, моделювання на основі процесів, глибоке навчання, інверсію атмосфери, зондування на рівні поля та високопродуктивні обчислення.

Університет штату Юта. Система вимірювання органічного вуглецю в грунті (SOCNET) - 1 899 317 доларів
Неможливість виміряти на місці підземний потік вуглецю та його зберігання в рамках економічно обґрунтованої вартості експлуатації обмежує точну кількісну оцінку секвестрації, захоплення, втрати та зберігання вуглецю, необхідної для досягнення вуглецево негативного біоекономіки та ланцюга постачання біопалива. Університет штату Юта націлений на розробку та впровадження розподіленої системи вуглецевих датчиків, яка закопується в ґрунт, здатна локально стимулювати навколишній об'єм ґрунтів на декількох глибинах, а також реєструвати вуглець і потік вуглецю при наднизьких експлуатаційних витратах. Датчик дозволить отримувати високоточні дані в реальному часі для прийняття рішень для економічного видалення, зберігання та управління вуглецем.

Інститут здоров'я ґрунтів. Швидка польова система для вимірювання запасу глибокого ґрунту і потоку - 3 250 609 доларів
Інститут охорони ґрунтів має на меті розробити інтегровану систему вимірювання та моніторингу вуглецю в ґрунті - систему DeepC - яка відповідає поточним та майбутнім потребам на ринках вуглецю в сільському господарстві. Система складається з трьох основних компонентів: апарат для вимірювання на місцях, оптимізований алгоритм просторової вибірки для вибору місць вимірювання та калібрування машинного навчання, які використовують сучасну інфраструктуру національних бібліотек ґрунтової спектроскопії. Як система, ці компоненти синергетично дозволяють користувачеві отримувати швидкі неруйнівні вимірювання запасу вуглецю в грунті.

Принстонський університет. NitroNet: розумна система для кількісної оцінки викидів закису азоту - $ 3 004 563
Управління азотом для сільськогосподарського виробництва сільськогосподарських культур, основного джерела закису азоту (N2O), щорічно вносить приблизно 4% усіх парникових газів із США. Кількісна оцінка цих нерівномірних у просторі та часі викидів є значною проблемою на польових та фермерських масштабах. NitroNet - це автономна система зондування, призначена для моніторингу викидів N2O протягом усього вегетаційного періоду при високих просторових та часових роздільних здатностях. Викидаючи віртуальну "мережу" на ціле поле, NitroNet контролюватиме нерівномірні викиди N2O всередині поля за допомогою атмосферного лазерного зображення. Загальні втрати азоту протягом вегетаційного періоду через викиди N2O будуть визначені кількісно для обґрунтування практик, що мінімізують вплив кліматичних змін та екологічну шкоду сільськогосподарського рослинництва.

Мічіганська аерокосмічна корпорація. DroN2O: система вимірювання викидів закису азоту на сільськогосподарських полях на основі дронів - 1 967 446 доларів США
Аерокосмічна корпорація Мічигану пропонує розробити недорогу систему, щоб відчувати викиди оксиду азоту (N2O) із сільськогосподарських полів за допомогою лазерних датчиків, встановлених на дронах. Ці датчики включають оптичну абсорбційну комірку, мініатюрний вітер LiDAR короткого діапазону та камеру для оцінки стану здоров’я рослин та оцінки грунту. Вимірювання від цих датчиків будуть поєднані та оброблені з використанням програмного забезпечення, що підтримує штучний інтелект, для точного вимірювання викидів N2O з даного поля ферми протягом усього вегетаційного періоду. Отримані дані забезпечать фермерів біоекономічних сировинних культур відчутними стимулами для зміни сільськогосподарської практики таким чином, щоб зменшити викиди парникових газів.

Dagan, Inc. Інтеграція датчиків, дистанційного зондування та моделі DNDC для кількісної оцінки викидів парникових газів - 1 840 203 долари США
Просторова та тимчасова мінливість запасів вуглецю в ґрунті та екологічних факторів, що спричиняють виробництво та потік закису азоту (N2O) у сільськогосподарських системах, створюють труднощі для економічно ефективної кількісної оцінки викидів N2O та зміни запасів вуглецю в ґрунті в масштабі. Даган пропонує побудувати, перевірити та продемонструвати інтегровану систему для надійного та економічного вимірювання викидів вуглецю на ґрунті та викидів N2O на рівні поля. Ця система буде складатися з наступних чотирьох компонентів: система відбору проб та вимірювання на місцях; моделювання процесів масштабу підполя для поліпшення кількісної оцінки викидів вуглецю та парникових газів у ґрунті; детальна система валідації моделі для кількісної оцінки невизначеності моделі; та операційну платформу для впровадження системи в масштабі.