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Open SESAME:会见开发通产省能源生命周期评估工具的博士后团队

凯瑟琳灾区 · 2020年4月10日 · 想要

为了Naga Srujana Moteti.作为麻省理工学院能源计划(MITEI)156manbetx.com的博士后,找到一份有意义的职业需要从头开始——三次。在获得电子工程学士学位后,她最初是一名软件工程师,但在这个职位上工作仅一年之后,她就觉得缺少了什么。她的父亲是一名土木工程师,他鼓励她在能源空间中寻找意义和机会。

Goteti辞去了自己的软件工程职位,在一家小型初创公司实习,对建筑进行能源审计。在这家初创公司的一位客座教授的启发下,她从印度搬到泰国攻读能源硕士学位。在完成她的研究生课程后,她仍然不确定她能最好地应用她的跨学科背景。她最终加入了一家石油和天然气公司,从事管道工作。

“当然,我真的很喜欢薪水,但一年后,我回到了我的原始问题,”这个目的是什么?“我没有发现我在做的工作中的任何意义,”她说。

Naga Srujana Goteti的旅程找到了一个有意义的干净能源职业,使她带到Mitei,她很高兴成为跨学科团队的一部分,可以在芝麻上工作。照片:Kelley Travers

她辞去了油气行业的工作,拼命寻找清洁能源领域的研究机会。她曾一度“每天至少给30位教授发送冷门邮件”。她的努力得到了回报,罗彻斯特理工学院(RIT)的一个团队通知她,他们正在寻找一个具有电气工程背景、能源和可持续发展经验的人,让她加入一个特殊项目。Goteti符合要求,来到美国攻读可持续发展博士学位。

她说:“在RIT获得博士学位后,我真的很想在一个跨学科的团队中工作,通过研究多种可再生能源途径来减少二氧化碳排放。”这一探索将她引向通商工业。

戈德蒂已经合作了Tapajyoti“TJ”Ghosh是来自印度的化学工程师Maryam Arbabzadeh他是来自伊朗的生命周期评估(LCA)从业者,这是一个跨学科的博士后团队,他们来到麻省理工学院从事名为可持续能源系统分析建模环境(SESAME)的新型能源评估工具的研究。

今天只存在于一片能量饼的一片零的能量评估工具。它们提供了对太阳能,风或核的粒度分析,但很少看多种途径,这限制了政策制定者和行业专业人员在整个能源景观中看到各种技术的实时影响。

“今天,我们正面临着双重挑战:在减少排放时满足能源需求不断增长,”埃姆雷Gencer是一位研究科学家,Mitei和Sesame项目的领导者。“能量系统的组成和操作决定了我们满足这一挑战的能力。我们开发了芝麻来研究途径和系统水平的所有能源部门。“

SESAME自2017年开始在麻省理工学院开发,使用户能够了解所有相关的技术、操作、时间和地理空间变量对不断演变的能源系统的影响。一些现有的LCA模型需要专家的帮助,以便以一种对决策者和行业有用的方式来解析数据。SESAME工具旨在弥合这种分歧,让专家和外行人都能了解当今的能源格局,并就未来的最佳路径做出明智的决定。万博体育平台网页

Gençer花了将近一年的时间组建了一个完美的博士后团队来帮助扩展这个工具。MITEI的SESAME团队目前有20人左右,包括博士后Arbabzad万博体育平台网页eh、Ghosh和Goteti,以及来自麻省理工学院的本科生、研究生、研究科学家和博士生。

“该项目的多学科性质需要强烈的研究背景混合,”Gençer说。“我们不仅仅是在一个特定的学科内来建立芝麻团队。我们非常有意地与工程,环境研究和可持续发展等不同领域的经验一起携带,以及经济。“

MITEI的目标是将SESAME开发为一个开源的网络应用程序——一个整合全球能源案例研究并考虑到跨地区数据的异构性的应用程序。这些扩张方向正是阿巴扎德、高希和戈提的切入点。

米尼伊的途径

作为一个孩子,Tapajyoti Ghosh与他的父亲 - “石油和天然气人”访问了印度的油田和天然气设施。他记得想知道,“当所有的石油消失时,会发生什么?”他对社会对化石燃料的依赖的环境影响以及寻找可持续替代方案的兴趣来了。

TJ Ghosh.

Tapajyoti Ghosh来到日本工业产业部是为了参与SESAME的工作,他认为这是一个开创性的环境影响评估工具,将有助于工业和政策制定者。照片:Kelley Travers

Ghosh于2014年赢得了2014年从印度加尔各答的Jadavpur大学获得化学工程学士学位,之后他来到美国在俄亥俄州州立大学的博士计划。

“我不知道自己感兴趣的研究方向是什么,”他说。“我花了博士课程的第一学期来决定我想专注于什么。”但后来和他的教授的一次谈话让高希走上了能源之路,向他介绍了可持续工程。

“可持续工程侧重于试图减少由工程流程造成的负面的环境影响,而不是考虑其活动的外部影响,”他说。“我有兴趣弄清楚我们如何让我们的工程流程在设计过程中考虑到环境影响,同时还帮助行业赚取利润。”

他来到日本工业产业部是为了参与芝麻街项目,他认为这是一个开创性的环境影响评估工具,将有助于行业和决策者。他希望有一天回到印度,在那里的一所大学当教员。

“在麻省理工学院完成我的博士后会对我的未来产生巨大影响,”他说。“我收到了其他大学和研究中心的若干优惠,但对我来说,诱惑已成为麻省理工学院。我觉得我在学术界的好莱坞。“

Ghosh’s role at MITEI is to literally “open SESAME”—he is working to convert the tool from a MATLAB application, which is a proprietary programming language developed by MathWorks, to an open-source web application, which will make SESAME available for all to use. This is a Herculean effort; the SESAME platform was designed with a modular structure to allow the analysis of a very large number of conventional and novel pathways—more than 1,000 energy pathways are embedded in the framework, capturing about 90% of energy-related emissions data. SESAME’s framework provides multiple functionalities for various energy stakeholders in a single tool. For example, those working in industry or policy can compare technology options, perform technology and system scenario analyses, or explore the impacts of market and policy dynamics; or energy experts can see comprehensive cross-technology comparisons. Ghosh needs to translate all of this into Python coding language for the open-source version of the tool.

他说:“我还与一名本科生合作,收集更多的环境影响数据,我们可以添加到工具中,并添加新的分析途径。”其中一些新途径包括生产氨、水泥、铁和钢。

Mitei Postdoc Maryam Arbabzedeh

Maryam Arbabzedeh被芝麻项目绘制,有机会开发一种汇集来自不同能源部门的数据,并允许政策制定者和能源建模者为自己进行系统分析。照片:Kelley Travers

Maryam Arbabzadeh收到了她的学士学位的电气工程,专注于电力系统,来自伊朗的Amirkabir Technology(前德黑兰理工学院)。

“那是我开始学习可再生能源的地方。我的本科毕业论文是关于风能和开发工具的,这样用户就可以建议安装风力涡轮机的最有效地点。”

当她拿到硕士学位的时候,阿巴扎德知道她想继续学习电气工程,重点是能源系统。她来到美国,就读于纽约州立大学布法罗分校(SUNY Buffalo),这激发了她寻找减少发电对环境的负面影响的方法的兴趣。

“在Suny Buffalo,我对可持续能源系统和气候变化进行了课程,这是我第一次发现环境排放的主要来源之一是电力部门/电网。我对学习电力生产方面的学习真的很感兴趣,“她解释道。

在那里,她申请了多学科的博士学位,并进入密歇根大学环境与可持续发展学院(School for Environment and Sustainability)从事一个能源存储项目。

她说:“我的博士导师当时正在寻找一个有电气工程背景,并且对能源和生命周期分析感兴趣的人,所以这对我来说再合适不过了。”“我的论文主要集中在能源存储和技术,但在高层次上,所有关于电网的优化,以及能源存储等新兴技术的添加将如何影响电网。”

她之所以被芝麻项目所吸引,是因为在她作为LCA从业者和电力系统建模师的经验中,当她需要收集所有不同的数据以形成一个全面的能源图时,她面临着许多挑战。

“我可以开发一个可以从不同的部门 - 电力,运输,et咖啡厅汇集所有这些物品的工具很有意思,这将允许政策制定者和能源建模者使用该工具为自己进行系统分析,”她说。

芝麻目前包含来自北美案例研究的数据。Arbabzadeh的项目部分由国际能源机构天然气和石油技术协作计划提供资金,涉及识别可纳入芝麻的国际案例研究,以帮助该工具扩展到美国。“emre让我专注于检查全球视角,所以我对我来说已经令人着迷,看看我们的分析如何适用于其他地方。”到目前为止,Arbabzadeh将她的努力集中在识别潜在的案例研究中,包括挪威/西北欧洲和新加坡。

“与美国相比,挪威的能源部门已经很干净,因为大量的发电来自水电,有些支持风和热量,”她说。挪威对欧洲欧洲的出口可以实现煤炭与天然气的流离失所,减少温室气体排放。

“石油和天然气产量是挪威温室气体排放的主要贡献者,其次是工业和运输,”阿尔巴伐布说。她正在与本科生合作,检查挪威大约90个石油和天然气的生产活动及其相关排放。这些排放量可以由计划创新的海上二氧化碳捕获和封存项目抵消,这些项目将永久存储在欧洲各种来源的二氧化碳。

这些信息可以帮助挪威和其他来自世界各地的石油和天然气生产商,了解如何减少流程和相关系统中的温室气体排放。

阿babzadeh对贡献芝麻工具的兴趣超越了职业动机:“就我个人而言,我想产生影响。我非常有兴趣来MITEI研究这个工具,因为当它可用时,它将真正在各个部门产生影响,并将对能源领域的利益相关者非常有用。”

她在工具上的工作补充了GoteTi的补充,他们被指控从美国捕获来自美国的数据的异质性,从电力系统开始。“这是一项重大挑战,因为它需要交联在全国各地的所有数据库,以便它们可以集成到芝麻平台中,”Goteti说。“我的目​​标是为了自动化这个过程,使其可以在芝麻中使用,作为我们分析的一部分,例如,加利福尼亚与德克萨斯州的不同。”

Arbabzadeh和Goteti在他们各自的项目中使用了类似的研究模型。

“不同类型的能源研究人员之间有一个奇怪的脱节。LCA的万博体育平台网页人看待能源模型与复杂能源系统模型的人是不同的。复杂的能源系统模型通常只检查一个区域的细微细节,而LCA则检查整个光谱,”Goteti说。SESAME通过为所有能源专家提供一种综合分析所有系统的方法,填补了当今许多模型的运营与生命周期的差距。”

合作“开放芝麻”

从左到右:Tapajyoti Ghosh, Naga Srujana Goteti, Emre Gençer (MITEI研究科学家和SESAME团队领导),和Maryam Arbabzadeh。照片:Kelley Travers

当被问及他们的角色如何共同努力时,Arbabzadeh提供了一种粗略的简单解释:“TJ正在框架上工作,并在工具需求的具体数据方面向我们提供方向,这就是Srujana和我尝试收集的东西。”

他们每人被指控的工作范围的现实以及满足这些目标所需的合作水平更为复杂。他们的工作的相互依存性质要求他们每天互相检查,因为项目的进度依赖于每个人的结果。Goori和Arbabzadeh收到的Ghosh信息与芝麻扩展是一体的;而且,又授予GOORI和ARBABZADEH依赖GHOSH的方向,以便采购数据并确保它以芝麻兼容格式。

该团队还在努力将其他环境影响类别纳入模型 - 超越温室气体排放,这是工具目前的重点。他们希望包括水影响,空气污染物和土地使用等因素。

尽管他们有不同的研究背景,Goteti解释说,“我们在LCA方面有共同的经验,所以我们对SESAME团队在做什么有一个基本的了解,即使我们可能不知道彼此在做什么。”

除了互相支持,因为他们带来各种专业领域来在Mitei上求职,而团队成员则表示他们已经找到了来自Mitei的支持,并从MIT Postdoc社区整体支持。

“MITEI是一个独特的中心,在这里人们可以互相谈论他们正在做什万博体育平台网页么,甚至是与项目之外的人。研究科学家、博士后和学生坐在一起讨论我们的研究,我们实际上为彼此提供了有价值的输入,”Goteti说。“对于你自己的项目,没有隧道视角;每个人都乐于助人,但在更大的公司里就不是这样了,在那里,人们的精神是‘我的项目对你的项目’。”

Arbabzadeh Concrs:“除了关于研究的合作之外,我很惊讶地了解Postdocs如何在麻省理工学院被批判。有很多专业开发资源,甚至是专门为博士后的职业顾问!这对我来说是独一无二的,看看Proddocs如何在这里对待。“

Goteti和Ghosh均为MITEI和麻省理工学院的MITEIN旁边价值靠近领先的教师。“进入教师的进入是我的大量交易,来自印度,”莫德里说。

“我觉得很幸运能够偷看这个非常独家的世界。这些机会 - 能够与世界领先的研究人员合作,CEO,et克特拉 - 在我以前的机构上没有可用的是,“Ghosh说。“Zipcar的创始人坐在我的休带周围吧!在我们下面的地板上有一个诺贝尔奖获奖实验室。“

TRIO的每个成员将在各种会议上呈现它们的芝麻工具扩展部分的结果。该团队还为一系列关于该工具的一系列期刊文章作出了贡献,他们预计将于来年发布。

助力低碳能源转型

来自不同的背景,Arbabzadeh,Ghosh和Goteti渴望渴望推动推进前沿清洁能源解决方案的专业知识。

Ghosh希望回答他童年以来他的问题,首先引发了他与他爸爸的油田的访问。“什么将取代世界对化石燃料的依赖?人类可以依赖于长期时间的最干净的能量是什么?它是否将成为Tony Stark的电弧反应堆或一些核聚变反应堆,如Tokamak,或者只是太阳能和风,或其他一些奇迹解决方案?我很兴趣回答这样的未来问题,“Ghosh说。

Arbabzadeh专注于利用她的经验来解决环境挑战,以便为我们的星球和未来的居民的利益来解决环境挑战。“在我的硕士学位工作中,我了解了电力生产的负面环境影响,并想知道:”我们如何改善这一点?我有技能和知识,但我怎样才能做得更多?“添加arbabzadeh。“试图解决这些挑战对我来说是令人兴奋的。我认为能源部门在气候变化方面非常重要,电力生产的脱碳是我们能够真正对后代产生积极影响的地区。“

在精力方面,Goteti找到了她多年来渴望的有意义的工作;再也不能重新开始了。“政府崩溃是因为能源;经济是由能源驱动的——我认为能源是许多我们还没有意识到的事情的支柱,”Goteti说。“这让我很兴奋。作为一个孩子,我从来没有对政治感兴趣,但现在我一直看新闻,知道每件事都是相关的。在一天结束的时候,一切都与能量有关。”

埃克森美孚和国际能源机构天然气和石油技术协作计划提供了对芝麻工具的支持。芝麻在线测试版预计在2020年中期。注册成为Beta用户sesame.mit.edu.


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记者调查:miteimedia@mit.edu.