El Laboratorio Nacional de Energía Renovable (en inglés: National Renewable Energy Laboratory, abreviado; NREL) es un laboratorio estadounidense que se especializa en la investigación y desarrollo de energía renovable, eficiencia energética, integración de sistemas de energía y transporte sostenible. El NREL es un centro de investigación y desarrollo financiado con fondos federales patrocinado por el Departamento de Energía de los Estados Unidos y operado por Alliance for Sustainable Energy (ASE), una empresa conjunta entre MRIGlobal y Battelle. Ubicado en Golden, Colorado, el NREL alberga el Centro Nacional de Energía Fotovoltaica, el Centro Nacional de Bioenergía y el Centro Nacional de Tecnología Eólica.
Historia La Ley de Investigación, Desarrollo y Demostración de Energía Solar de 1974 estableció el Instituto de Investigación de Energía Solar, que abrió en 1977 y fue operado por MRIGlobal. Bajo la administración presidencial de Jimmy Carter, sus actividades fueron más allá de la investigación y el desarrollo en energía solar, ya que trató de popularizar el conocimiento sobre tecnologías ya existentes, como la energía solar pasiva. Durante la administración de Ronald Reagan, el presupuesto del instituto se redujo en casi un 90%; muchos empleados fueron "reducidos en plantilla" y las actividades del instituto se redujeron a I+D. En septiembre de 1991, el instituto fue designado como laboratorio nacional del Departamento de Energía de los Estados Unidos por el presidente George H. W. Bush y su nombre fue cambiado a Laboratorio Nacional de Energía Renovable.
El interés renovado en los problemas energéticos mejoró la posición del laboratorio, pero la financiación ha fluctuado a lo largo de los años. En 2011, los déficits presupuestarios previstos por el Congreso llevaron a un programa de adquisiciones voluntarias de 100 a 150 reducciones de personal, y en 2015 los recortes presupuestarios llevaron a despidos de personal y más adquisiciones.
El Dr. Martin Keller se convirtió en el noveno director del NREL en noviembre de 2015, y actualmente se desempeña como director del laboratorio y presidente de su contratista operativo, Alliance for Sustainable Energy, LLC. Reemplazó a Dan Arvizu, quien se retiró en septiembre de 2015 después de 10 años en esos roles.
Financiamiento del Departamento de Energía miniaturadeimagen| El Laboratorio Nacional de Energía Renovable proyecta que el costo nivelado de la energía eólica disminuirá aproximadamente un 25% entre 2012 y 2030.E. Lantz, M. Hand, and R. Wiser (May 13–17, 2012) "The Past and Future Cost of Wind Energy," National Renewable Energy Laboratory conference paper no. 6A20-54526, page 4 En el año fiscal 2020, las asignaciones del Congreso para el Departamento de Energía contenían $ 464,3 millones para el NREL. Este total incluía las siguientes cantidades para sus programas de tecnología de energía renovable:
Energía solar: $ 122,4 millones Energía eólica: $ 30,0 millones Bioenergía: $ 56,3 millones Hidrógeno y pilas de combustible: 17,6 millones Energía geotérmica: $ 1.8 millones Energía hidráulica: $ 15,8 millones
Comercialización y transferencia de tecnología El NREL trabaja en estrecha colaboración con varios socios privados para transferir desarrollos tecnológicos en energías renovables y tecnologías de eficiencia energética al mercado y al ámbito social.
Las tecnologías de NREL han sido reconocidas con 61 premios I+D 100. La ingeniería y la ciencia detrás de estos éxitos y premios de transferencia de tecnología demuestran el compromiso del NREL con un futuro energético sostenible. La idea de transferencia de tecnología se agregó a la misión del NREL como un medio para mejorar el impacto comercial y el beneficio social, justificando en última instancia el uso de dólares de impuestos para financiar en parte los proyectos en el laboratorio.
Dado que muchas de estas tecnologías son jóvenes y, a menudo, recién emergentes, el NREL tiene como objetivo reducir el riesgo de la inversión del sector privado y la adopción de sus desarrollos. Tres piezas clave de la legislación federal establecieron el marco de políticas para promulgar la transferencia de tecnología: la Ley de Innovación Tecnológica Stevenson-Wydler de 1980, la Ley Bayh-Dole o la Ley de Procedimientos de Patentes de Universidades y Pequeñas Empresas de 1980 y la Ley Federal de Transferencia de Tecnología de 1986.
En última instancia, muchas de las tecnologías implementadas ayudan a mitigar la dependencia del petróleo de los Estados Unidos, reducen las emisiones de carbono del uso de combustibles fósiles y mantienen la competitividad de la industria estadounidense. La implementación de tecnologías se logra mediante el desarrollo de asociaciones tecnológicas con la industria privada. El NREL sirve como una plataforma de investigación de riesgo reducido y, a través de asociaciones, esos avances pueden traducirse efectivamente en el servicio de los intereses tanto del sector privado como del sector público. Los objetivos energéticos establecidos por el Departamento de Energía están a la vanguardia de la investigación realizada en el laboratorio, y la investigación refleja los objetivos energéticos, que están diseñados teniendo en cuenta el interés de la "competitividad de la industria estadounidense". El desafío para lograr estos objetivos es la seguridad de la inversión.
Parte del proceso de transferencia de tecnología es formar asociaciones que no solo se centren en la seguridad financiera, sino que también consideren a los socios que han demostrado valores fundamentales que reflejan la integridad para gestionar la introducción y asimilación de los desarrollos tecnológicos. El NREL se enfoca en los valores centrales de la entidad asociada, la voluntad de establecer y cumplir metas oportunas, la dedicación a la transparencia y la intención recíproca de un mayor desarrollo. Bajo estos acuerdos de asociación, el NREL no financia proyectos realizados por sus socios privados. El NREL ofrece oportunidades de financiamiento a través de sus contratos colocados de manera competitiva. Para formar un Acuerdo de Asociación Tecnológica con el NREL, hay esencialmente siete pasos:
Discutir la propuesta de proyecto con el contacto técnico apropiado del NREL Determinar si el proyecto cumple con las calificaciones Desarrollar declaración de trabajo Revisar y/o negociar Firmar acuerdo Envía fondos y comienza a trabajar Gestionar compromiso
Se estima que el proceso requiere 45 días hábiles, sujeto a negociaciones. Los acuerdos de asociación tecnológica proporcionan solo los servicios técnicos del NREL.
El NREL también tiene un programa de acceso de usuarios que permite a los investigadores externos utilizar la Instalación de Integración de Sistemas de Energía (ESIF) y confiar en su personal de científicos e ingenieros para desarrollar y evaluar tecnologías energéticas.
Existen varias otras formas para que las universidades y la industria trabajen con el NREL, incluido un Acuerdo de Investigación y Desarrollo Cooperativo (Cooperative Research and Development Agreemen, CRADA), un Acuerdo de Financiamiento (Funds-In Agreement, FIA) y un Acuerdo de Servicios Técnicos (Technical Services Agreement, TSA).
Acuerdo de Investigación y Desarrollo Cooperativo Un Acuerdo de Investigación y Desarrollo Cooperativo (CRADA) es una asociación entre el NREL y una empresa externa. Este tipo de acuerdo protege la propiedad intelectual tanto del NREL como de la empresa externa, y permite a la empresa inversora negociar una licencia de campo de uso exclusivo para cualquier invención que surja del CRADA.
Un CRADA entre el NREL y DuPont ayudó a la compañía química a desarrollar dos tecnologías clave para procesar etanol celulósico y condujo a la apertura de una refinería de 30 millones de galones en Iowa en 2015.
Acuerdos de Proyectos de Asociación Estratégica El NREL ofrece servicios técnicos a los socios que requieren recursos que no están disponibles para ellos a través de un Acuerdo de Proyectos de Asociación Estratégica, que anteriormente se conocía como un "Acuerdo de Trabajo para Otros". Este acuerdo se diferencia de un CRADA en que no tienen el propósito de realizar una investigación conjunta. El socio cubre el costo total del proyecto. Hay tres tipos de Acuerdos de Proyectos de Asociación Estratégica:
Acuerdo Interagencial-Gobierno: asociación formada entre el Departamento de Energía y una segunda agencia federal de EE.UU. La agencia externa financia el proyecto directamente. Acuerdo de Financiamiento (FIA): una entidad no federal financia el proyecto y la investigación realizada por el NREL. En algunas ocasiones, el socio puede obtener el título de invenciones. Acuerdo de Servicios Técnicos (TSA): una entidad no federal paga al NREL por los servicios relacionados con un problema analítico. El NREL proporciona consultas y asistencia técnica básica.
Licencia de tecnología El NREL ofrece licencias para muchas de sus tecnologías relacionadas con la eficiencia energética y el desarrollo de energías renovables. La licencia de la propiedad intelectual del NREL está disponible para empresas de cualquier tamaño, desde la puesta en marcha hasta Fortune 500. Las tecnologías disponibles se clasifican en las categorías de: sistemas de conversión y suministro de electricidad renovable, formulación y suministro de combustibles renovables, sistemas de energía eficientes e integrados y análisis de energía estratégica. "Las tecnologías desarrolladas por el NREL incluyen vehículos y combustibles, ciencias básicas, biomasa, energía solar de concentración, sistemas de infraestructura eléctrica, geotermia, hidrógeno y celdas de combustible, energía fotovoltaica y eólica".
El NREL tiene una lista de 150 resúmenes de mercado disponibles para licenciamiento, y la lista incluye información acerca de las descripciones de las tecnologías, sus beneficios, aplicaciones potenciales y su etapa actual de desarrollo.
Centro Nacional de Energía Fotovoltaica Los objetivos de la investigación de energía fotovoltaicos (FV) realizada en el NREL son disminuir "la dependencia de la nación de la electricidad generada con combustibles fósiles al reducir el costo de la electricidad suministrada y mejorar la eficiencia de los módulos y sistemas fotovoltaicos".
La investigación fotovoltaica en el NREL se realiza bajo el Centro Nacional para Fotovoltaicos (National Center for Photovoltaics, NCPV). Una misión principal del NCPV es apoyar los esfuerzos continuos de la Iniciativa SunShot del Departamento de Energía, que quiere aumentar la disponibilidad de energía solar a un costo competitivo con otras fuentes de energía. El NCPV coordina su investigación y sus objetivos con investigadores de todo el país, incluido el Centro de Energía Cuántica y Tecnologías Solares Sostenibles (Quantum Energy and Sustainable Solar Technologies, QESST) y el Consorcio FV del Área de la Bahía. La NCPV también se asocia con muchas universidades y otros socios de la industria. El NREL atrae a docenas de estudiantes anualmente a través del Programa Ultraeficaz de Laboratorio Nacional de la Universidad Solar (Solar University-National lab Ultra-effective Program, SUN UP), que fue creado para facilitar las interacciones existentes y nuevas entre las universidades y el laboratorio.
El laboratorio mantiene una serie de asociaciones de investigación para la investigación fotovoltaica.
Investigación y desarrollo
Algunas de las áreas de I+D fotovoltaica incluyen las propiedades físicas de los paneles fotovoltaicos, el rendimiento y la fiabilidad de la fotovoltaica, la formación de uniones y la investigación de materiales foto-electroquímicos.
A través de esta investigación, el NREL espera superar las actuales tecnologías en eficiencia y competitividad de costes y alcanzar el objetivo general de la generación de electricidad a $ 0.06/kWh para la red de sistemas fotovoltaicos.