Agenția Advanced Energy Projects Research (APRA-E) va acorda finanțare de 16,5 milioane de dolari pentru șase proiecte, ca parte a programului Sisteme de monitorizare și analiză pentru combustibili de transport regenerabili din resurse și management agricol (SMARTFARM).

arpa-e

Aceste proiecte vor dezvolta tehnologii care elimină decalajul de date din lanțul de aprovizionare cu biocombustibili prin cuantificarea emisiilor de GES legate de materiile prime și a dinamicii carbonului din sol la nivel de teren. Aceste tehnologii vor permite o eficiență îmbunătățită în producția de materii prime și vor permite noi oportunități de eliminare și gestionare a carbonului din sectorul agrar.

Echipele SMARTFARM vor lucra pentru a dezvolta în continuare tehnologiile de bază pentru comunitatea agricolă a națiunii noastre pentru a sprijini mai eficient lanțul de aprovizionare cu biocombustibili, permițând în același timp piețelor de carbon să stimuleze o eficiență mai mare a producției de materii prime și oportunități de gestionare a carbonului pentru producători.

Echipele SMARTFARM vor lucra pentru a proiecta și dezvolta sisteme de cuantificare a emisiilor de GES din ciclul de viață al ciclului de viață al producției de materii prime la nivel de teren în mod fiabil, precis și rentabil. Proiectele selectate sunt capabile să ofere o rentabilitate pozitivă a investițiilor atunci când reducerile emisiilor de carbon la nivel de teren sunt conectate la piețele asociate de biocombustibil de carbon.

Programul se concentrează, de asemenea, pe potențialele beneficii economice pentru producătorii de materii prime și pe piețele viitoare de gestionare a carbonului, completând potențial veniturile bazate pe randament cu stimulente pentru eficiența inputurilor și practicile de restaurare. Această concentrare va contribui, de asemenea, la stabilirea bazelor pentru ca structurile pieței să se îndepărteze de mediile naționale și către estimări de incertitudine mai mici, bazate pe teren, pentru a stimula eficiența și alte servicii.

Lucrarea pentru ca lanțul de aprovizionare cu biocombustibil să fie negativ din punct de vedere carbonic prin eliminarea sau sechestrarea carbonului ar îmbunătăți considerabil beneficiile economice și de mediu ale biocombustibilului. Realizarea reducerilor emisiilor de carbon încurajează, de asemenea, producătorii de materii prime să adopte noi tehnologii și practici pentru a le cuantifica impactul. Echipele SMARTFARM lucrează pentru a dezvolta metode de cuantificare solide prin intermediul acestor premii, astfel încât practicile de management să poată fi legate simultan de rezultatele ecologice și economice.

Universitatea din Illinois - Urbana. Soluțiile „Sistem de sisteme” pentru cuantificarea comercială la nivel de câmp a emisiilor de carbon organic și oxid de azot din sol pentru aplicații scalabile (SYMFONI) - 4.500.000 USD
Cuantificarea precisă și rapidă a intensității carbonului la nivel de câmp la nivel regional este esențială pentru a facilita adoptarea de noi tehnologii pentru a crește productivitatea materiei prime a bioeconomiei și a reduce amprenta sa de carbon. Universitatea din Illinois va dezvolta o soluție comercială, SYMFONI, pentru a estima carbonul organic din sol și dinamica emisiilor de oxid de azot la nivel individual de câmp. Soluția poate fi extinsă pentru a efectua estimări pe câmp pentru o întreagă regiune. SYMFONI este o soluție de „sistem de sisteme” care integrează teledetecția aeriană prin satelit, modelarea bazată pe procese, învățarea profundă, inversiunea atmosferică, detectarea la nivel de câmp și calculul de înaltă performanță.

Universitatea din Utah. Sistemul de măsurare a rețelei de carbon organic din sol (SOCNET) - 1.899.317 USD
Incapacitatea de a măsura fluxul subteran de carbon subteran și stocarea în cadrul unei operațiuni sensibile din punct de vedere economic limitează cuantificarea exactă a sechestrării, captării, pierderii și stocării de carbon necesare pentru realizarea unei bioeconomii de carbon negative și a unui lanț de aprovizionare cu biocombustibili. Universitatea din Utah își propune să dezvolte și să implementeze un sistem distribuit de senzori de carbon care este îngropat în sol, capabil să stimuleze local un volum înconjurător de soluri la adâncimi multiple și să detecteze fluxul de carbon și carbon la un cost operațional extrem de scăzut. Senzorul va permite date de decizie de înaltă precizie și în timp real pentru eliminarea, stocarea și gestionarea carbonului în mod rentabil.

Institutul de sănătate a solului. Un sistem rapid în câmp pentru măsurarea stocului și fluxului de sol C adânc - 3.250.609 dolari
Soil Health Institute își propune să dezvolte un sistem integrat de măsurare și monitorizare a carbonului din sol - sistemul DeepC - care să răspundă nevoilor actuale și viitoare pentru piețele de carbon din agricultură. Sistemul cuprinde trei componente principale: hardware de măsurare în teren, un algoritm de eșantionare spațială optimizat pentru selectarea siturilor de măsurare și calibrări de învățare automată care utilizează infrastructura actuală a bibliotecilor naționale de spectroscopie a solului. Ca sistem, aceste componente permit sinergic utilizatorului să obțină măsurători rapide, nedistructive, ale stocului de carbon din sol.

Universitatea Princeton. NitroNet: Sistem inteligent pentru a cuantifica emisiile de oxid de azot - 3.004.563 USD
Gestionarea azotului pentru producția agricolă a culturilor, sursa primară de oxid de azot (N2O), contribuie anual cu aproximativ 4% din toate gazele cu efect de seră din SUA. Cuantificarea acestor emisii, care sunt neuniforme în spațiu și timp, este o provocare semnificativă la nivel de câmp și la scară. NitroNet este un sistem de detectare autonom conceput pentru a monitoriza emisiile de N2O pe tot parcursul unui sezon de vegetație la rezoluții spațiale și temporale ridicate. Prin aruncarea unei „rețele” virtuale pe un câmp întreg, NitroNet va monitoriza emisiile neuniforme de N2O în câmp utilizând imagini laser atmosferice. Pierderea totală de azot pe parcursul unui sezon de vegetație prin emisiile de N2O va fi cuantificată pentru a informa practicile care reduc la minimum impactul schimbărilor climatice și daunele de mediu ale producției agricole agricole.

Michigan Aerospace Corporation. DroN2O: un sistem bazat pe drone pentru măsurarea emisiilor de oxid de azot din câmpurile agricole - 1.967.446 dolari
Michigan Aerospace Corporation propune dezvoltarea unui sistem ieftin pentru a detecta emisiile de oxid de azot (N2O) din câmpurile agricole folosind senzori pe bază de laser montați pe drone. Acești senzori includ o celulă de absorbție optică, un LiDAR miniatural de vânt cu rază scurtă de acțiune și o cameră pentru evaluarea sănătății plantelor și a solului. Măsurătorile de la acești senzori vor fi combinate și procesate cu software-ul compatibil cu inteligența artificială pentru a măsura cu exactitate emisiile de N2O dintr-un anumit câmp agricol pe parcursul întregului sezon de creștere. Datele rezultate vor oferi fermierilor culturilor de materii prime bioeconomice stimulente tangibile pentru a modifica practicile agricole în moduri care reduc emisiile de gaze cu efect de seră.

Dagan, Inc. Integrarea senzorilor, a teledetecției și a modelului DNDC pentru cuantificarea emisiilor de GES - 1.840.203 USD
Variabilitatea spațială și temporală a stocurilor de carbon din sol și a factorilor de mediu care determină producția și fluxul de oxid de azot (N2O) în sistemele agricole creează provocări pentru cuantificarea rentabilă a emisiilor de N2O și a modificărilor stocului de carbon din sol la scară. Dagan propune să construiască, să valideze și să demonstreze un sistem integrat pentru măsurarea fiabilă și rentabilă a emisiilor de carbon și N2O din sol. Acest sistem va consta din următoarele patru componente: un sistem de măsurare și eșantionare pe teren; modelarea proceselor la scară subcamp pentru îmbunătățirea cuantificării emisiilor de carbon din sol și gaze cu efect de seră; un sistem detaliat de validare a modelului pentru cuantificarea incertitudinii modelului; și o platformă operațională pentru implementarea sistemului la scară largă.