ARPA-E
A ARPA-E, sigla de Advanced Research Projects Agency–Energy, é uma agência do Departamento de Energia dos Estados Unidos que financia a pesquisa e o desenvolvimento de tecnologias avançadas de energia. Seus objetivos são aumentar a prosperidade econômica e a segurança nacional dos Estados Unidos e melhorar as condições ambientais. A agência costuma financiar projetos de pesquisa de curta duração com potencial para transformar as tecnologias de energia. Seu modelo é inspirado na Agência de Projetos de Pesquisa Avançada de Defesa, a DARPA.
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Criação e legislação
A proposta de criar a ARPA-E surgiu no relatório Rising Above the Gathering Storm: Energizing and Employing America for a Brighter Economic Future, das Academias Nacionais de Ciências, Engenharia e Medicina. O relatório defendia que os Estados Unidos estimulassem a inovação e desenvolvessem formas de produzir energia limpa, acessível e confiável. A agência foi criada em 2007 no Departamento de Energia pela lei America COMPETES, apresentada pelo deputado Bart Gordon, mas ainda sem orçamento. Os primeiros recursos, cerca de US$ 400 milhões, vieram do pacote de estímulo econômico de fevereiro de 2009, a American Recovery and Reinvestment Act. A reautorização da America COMPETES foi discutida no Congresso em 2010. A lei de reautorização de 2010, sancionada no início de janeiro de 2011, alterou a estrutura da ARPA-E. As disposições sobre a agência estão na seção 16538 do título 42, capítulo 149, subcapítulo XVII, do Código dos Estados Unidos. Essa seção estabelece que a agência deve alcançar seus objetivos por meio de projetos de tecnologia energética que busquem os seguintes resultados.
Missão
Assim como a DARPA faz com a tecnologia militar, a ARPA-E financia pesquisas de alto risco e com grande potencial de retorno em laboratórios governamentais, empresas privadas e universidades, que talvez não fossem realizadas sem esse apoio. A agência tem quatro objetivos.
Início das atividades
A ARPA-E foi criada pela lei America COMPETES, sancionada pelo presidente George W. Bush em agosto de 2007. O presidente Barack Obama anunciou o início das atividades da agência em 27 de abril de 2009, ao apresentar investimentos federais em pesquisa e desenvolvimento e no ensino de ciências. Pouco depois, a ARPA-E lançou seu primeiro edital de financiamento, com um total de US$ 151 milhões e valores entre US$ 500 mil e US$ 9 milhões por projeto. Os candidatos apresentaram propostas preliminares de oito páginas com a concepção técnica do projeto. Parte deles recebeu um convite para apresentar propostas completas. Arun Majumdar, ex-diretor adjunto do Laboratório Nacional Lawrence Berkeley, foi indicado para ser o primeiro diretor da ARPA-E em setembro de 2009, mais de seis meses após a liberação dos primeiros recursos para a agência. O secretário de Energia dos Estados Unidos, Steven Chu, presidiu o primeiro encontro de inovação em energia da ARPA-E, realizado de 1 a 3 de março de 2010 em Washington, D.C.
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As Academias Nacionais divulgaram a versão preliminar de Rising Above the Gathering Storm, que propunha a criação da ARPA-E. O presidente George W. Bush sancionou a lei America COMPETES, que incorporou recomendações do relatório das Academias Nacionais e criou a ARPA-E. O presidente Barack Obama anunciou o início das atividades da ARPA-E, com US$ 400 milhões destinados à agência pela American Recovery and Reinvestment Act de 2009. Barack Obama anunciou a indicação de Arun Majumdar para dirigir a ARPA-E. O Senado confirmou Arun Majumdar como primeiro diretor da agência. O Departamento de Energia destinou US$ 151 milhões do pacote de recuperação econômica a 37 projetos de pesquisa em energia selecionados no primeiro edital da ARPA-E. Steven Chu anunciou a segunda rodada de financiamento da ARPA-E, nas áreas de biocombustíveis produzidos a partir de eletricidade, pelo programa Electrofuels, de materiais e processos inovadores para tecnologias avançadas de captura de carbono, pelo IMPACCT, e de baterias para armazenamento de energia elétrica nos transportes, pelo BEEST.
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A ARPA-E foi criada para financiar projetos de tecnologia energética que transformem descobertas científicas e invenções em inovações tecnológicas e acelerem avanços em áreas de alto risco, nas quais a indústria dificilmente investiria por conta própria. Esse objetivo se aproximava do trabalho do Escritório de Eficiência Energética e Energia Renovável, ou EERE, do Departamento de Energia, que desenvolvia projetos de energia limpa com base em planos tecnológicos já estabelecidos. A ARPA-E também financia tecnologias avançadas em áreas como o gás natural e as redes elétricas. Seu financiamento não se destina a melhorias graduais de tecnologias existentes nem aos planos tecnológicos já adotados por outros programas do Departamento de Energia.
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Os programas da ARPA-E nascem de debates sobre os méritos técnicos e científicos e os desafios das possíveis áreas de pesquisa. Eles precisam atender a dois critérios. O primeiro é o impulso tecnológico, ou seja, o mérito técnico de novas tecnologias que possam ser aplicadas a sistemas de energia. O segundo é a demanda do mercado, que envolve os possíveis efeitos comerciais da tecnologia e sua relação entre custo e benefício.
Criação de projetos
O processo começa com uma análise aprofundada de um problema energético para encontrar temas que possam dar origem a programas. Os diretores de programas organizam encontros técnicos para ouvir especialistas de diferentes áreas sobre tecnologias existentes e em desenvolvimento. Até fevereiro de 2011, a ARPA-E havia organizado ou ajudado a organizar 13 desses encontros. Após cada encontro, o diretor de programa apresenta uma proposta e justifica sua criação com base em critérios definidos. Em seguida, incorpora as sugestões recebidas e submete o programa à aprovação do diretor da agência. Com a aprovação, a ARPA-E cria o programa e publica um edital de financiamento, ou FOA na sigla em inglês, para receber propostas de projetos.
Avaliação por pares
A avaliação por pares busca aumentar as chances de sucesso dos programas. Durante a análise das propostas, a ARPA-E solicita pareceres de especialistas externos com experiência na área. Os avaliadores examinam as candidaturas ao longo de semanas e depois se reúnem em um comitê de avaliação. Os candidatos podem ler os comentários dos avaliadores e apresentar uma resposta, que a agência analisa antes de decidir sobre o financiamento. Esse prazo permite esclarecer dúvidas e corrigir mal-entendidos, dando à ARPA-E mais informações para selecionar os projetos.
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Primeira rodada de financiamento
Em 26 de outubro de 2009, o Departamento de Energia e a ARPA-E destinaram US$ 151 milhões da American Recovery and Reinvestment Act a 37 projetos de pesquisa em energia. Os recursos financiaram tecnologias de energias renováveis, como células solares, turbinas eólicas, perfuração geotérmica, biocombustíveis e cultivos destinados à produção de biomassa energética. Também apoiaram tecnologias de eficiência energética, incluindo eletrônica de potência e conjuntos de motor e gerador para veículos de tecnologia avançada, dispositivos de recuperação de calor residual, vidros inteligentes e sistemas de controle para edifícios inteligentes, diodos emissores de luz, ou LEDs, membranas de osmose inversa para dessalinização da água, catalisadores para decompor a água em hidrogênio e oxigênio, membranas aperfeiçoadas para células a combustível e materiais magnéticos com maior densidade de energia para componentes eletrônicos. Seis projetos receberam recursos para tecnologias de armazenamento de energia, entre elas um supercapacitor, baterias de íons de lítio aperfeiçoadas, baterias de metal-ar que usam líquidos iônicos, baterias de sódio líquido e baterias de metal líquido.
Segunda rodada de financiamento
O secretário de Energia Steven Chu anunciou a segunda rodada de financiamento da ARPA-E em 7 de dezembro de 2009. A agência recebeu propostas para três programas. O Electrofuels buscava produzir biocombustíveis a partir de eletricidade. O BEEST se dedicava a baterias para armazenamento de energia elétrica nos transportes, e o IMPACCT, a materiais e processos inovadores para tecnologias avançadas de captura de carbono. Em 29 de abril de 2010, o vice-presidente Joe Biden anunciou os 37 projetos selecionados entre mais de 540 propostas preliminares. Os valores por projeto variaram de aproximadamente US$ 500 mil a US$ 6 milhões e foram destinados a laboratórios nacionais, universidades e empresas.
Terceira rodada de financiamento
Em 2 de março de 2010, durante o primeiro encontro de inovação em energia da ARPA-E, Steven Chu anunciou a terceira rodada de financiamento. As propostas foram novamente organizadas por categoria, com os programas GRIDS, para armazenamento de energia em escala de rede com resposta ajustável, operação intermitente e fornecimento sob demanda, ADEPT, para tecnologias de conversão e fornecimento ágil de energia elétrica, e BEET-IT, para eficiência energética em edifícios por meio de dispositivos térmicos inovadores. O GRIDS recebeu projetos para ampliar o uso de sistemas de armazenamento de energia economicamente viáveis em escala de rede. O programa abrangia duas áreas. A primeira reunia provas de conceito de componentes de armazenamento para validar novas formas de armazenar eletricidade ainda distantes da aplicação comercial. A segunda envolvia protótipos de sistemas avançados que corrigissem limitações das tecnologias de armazenamento já usadas nas redes.
Quarta rodada de financiamento
A quarta rodada de financiamento da ARPA-E foi anunciada em 20 de abril de 2011 e abrangeu cinco áreas tecnológicas. O PETRO buscava desenvolver plantas capazes de substituir o petróleo. O HEATS se dedicava ao armazenamento térmico avançado de alta densidade energética, e o REACT, a alternativas às terras-raras em tecnologias essenciais. O GENI tratava da integração de eletricidade de fontes renováveis à rede, e o Solar ADEPT, de tecnologias de conversão e fornecimento ágil de energia elétrica solar. O PETRO financiava projetos para produzir biocombustíveis com matérias-primas dos Estados Unidos, como tabaco e pinheiros, pela metade do custo então praticado. O REACT apoiava tecnologias em estágio inicial que reduzissem ou eliminassem a dependência de terras-raras, com substitutos para esses materiais em motores de veículos elétricos e geradores eólicos. O HEATS financiava avanços no armazenamento de energia térmica. O GENI se concentrava em programas de computador e equipamentos capazes de controlar a rede elétrica com confiabilidade. O Solar ADEPT recebia projetos que integrassem eletrônica de potência a painéis e usinas solares para captar e fornecer energia com mais eficiência.
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Desde 2010, a ARPA-E organiza o Energy Innovation Summit, encontro de inovação em energia. A décima edição ocorreu de 8 a 10 de julho de 2019 na região de Denver, no Colorado. A 11.ª edição foi realizada pela internet de 24 a 27 de maio de 2021. No encontro de 2026, a agência anunciou investimentos em tecnologias de fusão nuclear, com o compromisso de destinar US$ 135 milhões ao seu desenvolvimento e à sua comercialização.
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Em maio de 2021, a ARPA-E havia financiado mais de mil projetos desde o início de suas atividades, com aproximadamente US$ 2,6 bilhões em recursos públicos para pesquisa e desenvolvimento. Desses projetos, 177 haviam atraído mais de US$ 4,9 bilhões em investimentos privados posteriores. As equipes também haviam publicado 4.614 artigos científicos avaliados por pares. Até setembro de 2025, o financiamento acumulado havia chegado a US$ 4,43 bilhões, destinados a mais de 1.850 projetos. Os projetos apoiados pela agência haviam atraído US$ 19,7 bilhões em investimentos privados posteriores e produzido 9.141 artigos científicos avaliados por pares e 1.496 patentes concedidas nos Estados Unidos.
