Saul Griffith, założyciel i dyrektor generalny Otherlab, ma zwyczaj budowania fajnych rzeczy, od przypominającej latawce turbiny wiatrowej po inteligentną linę, która potrafi wyczuwać obciążenie i zgłaszać obawy. Fundacja MacArthur, która przyznała Griffithowi grant „genialny” w 2007 roku, nazwała go „cudownym wynalazkiem na rzecz społeczności światowej”.
Najnowsze przedsięwzięcie Griffitha, Otherlab, to firma badawcza przypominająca „fabrykę wynalazków” stworzoną przez Thomasa Edisona. Działa w byłej fabryce organów piszczałkowych w San Francisco, gdzie balustrady z sekwoi, wielopanelowe okna, porozrzucane części organów i mnóstwo maszyn dają poczucie, że XIX-wieczny wynalazca taki jak Edison może czuć się doskonale w domu, majstrując w nasłonecznionych pokojach laboratorium .
Wśród kilku projektów w tej dziedzinie są dwie technologie energetyczne, które mogą odblokować przyszłość taniej energii słonecznej i głównych samochodów na gaz ziemny. „Ostatecznym problemem środowiskowym, nad którym należy pracować, ” mówi Griffith, „jest sposób, w jaki wytwarzamy energię i zużywamy energię”.
W pokoju na piętrze, tuż obok dużego, nadmuchiwanego robota bokserskiego, zespół Otherlab pracuje nad nowym sposobem przechylania lusterek w celu skoncentrowania światła słonecznego w dużych elektrowniach słonecznych. Konstrukcja umieszcza lustro na plastikowych pojemnikach, które rozciągają się i drapią - ale nie zapinają się - ponieważ ich ciśnienie wewnętrzne jest regulowane za pomocą sprężonego powietrza. Chodzi o to, aby obniżyć koszty za pomocą plastiku i powietrza do celowania w małe lusterka zamiast silników i stali zwykle używanej dzisiaj do pochylania luster wielkości billboardu.
W przypadku samochodów na gaz ziemny zespół Griffitha chce wyeliminować nieporęczne, nieporęczne i drogie zbiorniki paliwa stosowane obecnie w samochodach na gaz ziemny. Rozwiązanie Otherlab wymaga długich, cienkich rurek i zgina je jak jelita w ciasno upakowane kształty, które odpowiadają dostępnej przestrzeni w pojeździe. Firma otrzymała dotację w wysokości 250 000 USD z programu ARPA-E Departamentu Energii na projekty energetyczne księżyca w celu opracowania projektu w ciągu ostatniego roku.
Griffith już wcześniej wymyślał wynalazki energetyczne, które wydają się być dalekie. W 2006 roku współzałożyciel firmy Makani Power, która opracowała powietrzną turbinę wiatrową. Na uwięzi jak latawiec na końcu sznurka samolot lata na dużych wysokościach w kółko. Zamontowane na skrzydłach wirniki wychwytują gwałtowny wiatr i przekształcają go w prąd za pomocą małych generatorów. Tether przekazuje tę energię elektryczną do stacji naziemnej.
Griffith rozmawiał z Smithsonian.com o składnikach innowacji energetycznej, dlaczego jest podekscytowany samochodami na gaz ziemny i swojej wizji ogromnej sieci małych laboratoriów.
Kiedy zacząłeś myśleć o zastosowaniu swoich umiejętności wobec problemów energetycznych?
Moment skupienia prawdopodobnie przyszedł po założeniu Makani Power, która była firmą zajmującą się energetyką wiatrową. Trudno było przekonać ludzi, dlaczego warto robić tę szaloną, brzmiącą technologię: będziemy latać 767 na końcach sznurka i wytwarzać prąd z wiatru o wysokości 5000 stóp w górę. Wszyscy patrzą na ciebie, jakbyś był kosmitą.
Wiedzieliśmy, że jest to całkowicie możliwe, a teraz udowodniliśmy, że jest to możliwe i faktycznie to robimy. Ale na początku potrzebujesz dużo pieniędzy, aby robić tego rodzaju technologie energetyczne. A kiedy próbujesz przekonać ludzi, by ci dali te pieniądze, potrzebujesz bardzo dobrej historii. Dzięki temu mogłem kontekstualizować, ile transformacji potrzebuje system energetyczny na poziomie infrastruktury obywatelskiej, aby sprostać potrzebom zmian klimatu.
Opowiedz mi o zespole i środowisku, które kultywowałeś tutaj w Otherlab. W jaki sposób pomagają osiągnąć te większe cele?
Otherlab jest niezależną firmą badawczą. Tworzymy technologie. Czasami technologie te stają się ich niezależnymi firmami, a my je rozdzielamy, a czasem udzielamy licencji na te technologie innym firmom.
Mamy około 25 osób. Jesteśmy w samym środku miejskiego San Francisco. Do pracy mamy około 95 procent pieszych lub rowerzystów dojeżdżających do pracy. Jesteśmy więc biurem niskoemisyjnym, jeśli chodzi o transport, z którego korzystamy.
W tej chwili mamy wiele projektów - dwa szczególnie w dziedzinie energii. Chcielibyśmy mieć tuzin, częściowo dlatego, że przeprowadziliśmy tak wiele badań nad tym, jak zużywamy energię i jak ją wytwarzamy, że mamy tę ładną bazę danych, w której można dokonać technicznego wkładu, aby to zmienić.
Istnieją dwie klasy wytwarzania energii słonecznej: jedna to fotowoltaika; druga to skoncentrowana energia słoneczna, co oznacza, że podgrzewasz coś i zamieniasz to ciepło w elektryczność [przez] turbinę lub inny podobny mechanizm. Pracujemy nad technologią heliostatu - co oznacza mechanizm śledzenia miejsca, w którym słońce znajduje się na niebie - dzięki któremu fotowoltaika będzie bardziej wydajna, ponieważ fotowoltaika będzie bardziej idealnie zorientowana w stronę słońca. Z tego samego ogniwa słonecznego można uzyskać około 20 lub 30 procent więcej energii, jeśli można tanio go śledzić.
Być może, co ważniejsze, zajmuje około 80 procent kosztów z heliostatu tradycyjnego słonecznego termicznego. To są te ogromne rośliny na pustyni. Pole heliostatu stanowi około 50 procent kosztów całej rośliny, a my chcemy wziąć z tego około 80 procent kosztów. Mam nadzieję, że netto, zmniejszy koszt tego rodzaju prądu o 30 lub 40 procent.
Czy większość tego kosztu dotyczy materiałów lub zaawansowanej technologii?
W przypadku wszystkich technologii energetycznych są one na tak ogromną skalę, że tak naprawdę koszt maszyn jest nieco równoważny ich masie. Wszystko, co możesz zrobić, aby uczynić je lżejszymi lub bardziej wydajnymi, oznacza bardzo wysoką redukcję kosztów. Ponieważ wszystkie są wykonane z surowców: krzemu, aluminium i stali oraz węgla - są to tanie materiały sypkie. Musisz efektywnie z nich korzystać, aby pokryć rozległe obszary. W rezultacie wygrywamy, ponieważ zużywamy znacznie mniej materiału, aby skierować tę samą ilość światła, a także korzystamy z tańszych materiałów i procesów produkcyjnych.
Pracujemy również nad produkcją zbiorników gazu ziemnego do zastępowania benzyny lub zbiorników benzyny do samochodów osobowych i lekkich ciężarówek. Na milę, jeśli dasz mi ten sam samochód, a ja mam silnik na gaz ziemny w jednym, a silnik benzynowy w drugim, samochód na gaz ziemny będzie wytwarzał około 25 procent mniej węgla na przejechaną milę. Jedyną rzeczą, która by się zmieniła, jest wyciek metanu w procesie ekstrakcji.
Które są, prawda?
Tam są absolutnie. Jeśli masz od 3 do 4 procent pasożytniczych wycieków ze studni, oznacza to, że ma zero zer netto lepiej niż benzyna.
Niemniej jednak jestem bardzo podekscytowany. Myślę, że rolą inżynierów w społeczeństwie jest zapewnienie społeczeństwu opcji technologicznych umożliwiających wybór tak lub nie. I o ile inżynierowie chcieliby być sędzią, ławą przysięgłych i katów, musimy pracować z tym, czego chce społeczeństwo. Uważam więc, że warto rozwinąć tę zdolność, ponieważ uważam, że możemy rozwiązać problemy gazu ziemnego z odwiertu. Myślę, że bardzo ważna jest większa niezależność energetyczna, dlatego trzeba rozważyć moralną zagadkę szczelinowania w porównaniu z moralną zagadką związaną z toczeniem wojen naftowych w obcych krajach.
Ta sama technologia, którą opracowujemy w tych zbiornikach, jest również przydatna do magazynowania sprężonego powietrza i sprężonej pary na dużą skalę. Tworzymy więc potencjał technologiczny, który jest użyteczny w innych domenach energii.
Jak podszedłeś do problemu samochodów na gaz ziemny pod tym konkretnym kątem, stosując zbiorniki, które można dopasować do kształtu samochodu?
Ogólnie rzecz biorąc, jako inżynier lub naukowiec masz pewien zestaw narzędzi, pewien zestaw młotków i wbijasz wszystkie gwoździe, które widzisz za pomocą tego zestawu narzędzi i młotków.
W tym budynku jesteśmy bardzo dobrzy w geometrii i geometrii obliczeniowej oraz w niektórych tajemnych obszarach matematyki, takich jak krzywe wypełniające przestrzeń. Okazuje się, że dużo pracowaliśmy również nad zbiornikami ciśnieniowymi, ponieważ pracowaliśmy nad nadmuchiwanymi przedmiotami przez długi czas.
Przez przypadek (myślę, że powinniśmy przypisać znacznie więcej wynalazkowi społeczeństwa przypadkowości niż cokolwiek innego) tylko dlatego, że myśleliśmy o energii i wypełniających przestrzeń krzywych i zbiornikach ciśnieniowych, to wszystko się połączyło. Ponieważ musiałeś być świadomy tych trzech rzeczy, aby mieć wgląd w produkcję konkretnych nowych czołgów technologicznych, które tworzymy. Pod niektórymi względami każdy projekt w budynku ma tak nieoczekiwany początek.
Niedawno pisałeś o wartości modelu badawczego opartego na mnogości małych, niezależnych laboratoriów. Wyjaśniłbyś to?
Nowoczesny model badawczy nie jest w rzeczywistości nowoczesnym modelem badawczym. Aż do II wojny światowej większość badań była prowadzona w niezależnych laboratoriach i laboratoriach komercyjnych, a trochę na uniwersytetach. Krajowe laboratoria naprawdę nie istniały.
Dwie wojny światowe, sukces projektu Manhattan i misja Apollo przekonały wszystkich do scentralizowania wszystkich zasobów badawczo-rozwojowych w zestawie krajowych laboratoriów i uniwersytetów. Elitarne uniwersytety stałyby się uniwersytetami badawczymi.
Nie mówię, że to okropne. To dało wiele naprawdę dobrej pracy. Ale zrobiliśmy to kosztem małych niezależnych laboratoriów. Teraz żyjemy w czasach, w których współpraca na odległość jest bardzo łatwa dzięki Internetowi. Narzędzia są tańsze niż kiedykolwiek. I myślę, że nadszedł czas, aby zadać pytanie: Czy w ten sposób przydzielamy zasoby badawcze społeczeństwa tak dobrze, jak to możliwe? Oznacza to, że spędzamy go w dużej mierze na uniwersytetach i krajowych laboratoriach.
Bardzo chciałbym zobaczyć wiele, wiele innych małych laboratoriów, ponieważ myślę, że małe zespoły ludzi są tam, gdzie dzieje się prawdziwa innowacja. A różnorodność geograficzna - gdyby więcej ludzi myślało o swoich lokalnych problemach w kontekście ogólnych badań, które społeczeństwo musi zrobić - byłoby naprawdę przydatne.
Jak myślisz, gdzie dzieje się teraz najbardziej ekscytująca innowacja energetyczna?
W przestrzeni energetycznej najbardziej ekscytujące rzeczy dzieją się w małych startupach, jak sądzę, a także w dużych startupach - myślę, że Tesla robi świetną robotę. Myślę, że Makani teraz w Google [Google nabył Makani w maju] robi naprawdę ciekawe rzeczy na wietrze. Myślę, że jest grupa interesujących prywatnych firm prowadzących badania nad biopaliwami. Nie jestem wielkim fanem biopaliw, ale cieszę się, że robią to i działają dobrze.
Lista jest niestety krótka. Niewiele dzieci dorasta, myśląc: „Och, energia to problem, nad którym chcę pracować.” Każdy chce rozwiązać problem klimatu, ale bardzo niewielu nastolatków zdaje sobie sprawę, że rozwiązujesz ten problem, rozwiązując sposób, w jaki wytwarzamy i wykorzystujemy energię . Chciałbym, dla mojego czteroletniego syna i mojej nowonarodzonej córki, więcej dobrych badań energetycznych.
Przybyłeś do Kalifornii z Sydney w Australii przez Cambridge w Anglii. Co cię tu sprowadziło i co cię tu trzyma?
Myślę, że uczciwą wersją jest żądza wędrówki - wiesz, duchu przygody, podróżuj po świecie i zobacz, dokąd zabierają mnie wiatry. Ale gdybym zrobił historię rewizjonistyczną lub pomyślał o tym, co przyciągało magnetycznie, że sprawiłem, że skończyłem w Kalifornii, nie mógłbym zrobić tego, co robimy w tym budynku w Australii. Australia nie ma funduszy na badania i rozwój ani kultury badań i rozwoju, które by to umożliwiły. Trudno byłoby znaleźć zestaw talentów, które mamy w tym budynku w Australii.
W tym budynku przebywa wielu cudzoziemców, którzy podobnie jak ja przebywają w Kalifornii z dwóch powodów: Ameryka ma odpowiednią kulturę do wykonywania tej pracy. A Ameryka ma odpowiednie struktury kapitałowe. W Kalifornii dostępny jest kapitał podwyższonego ryzyka dla szalonych ludzi takich jak ja.
Niestety sądzę, że Ameryka jest zagrożona utratą obu tych zalet. I to są ogromne zalety. Technologia jest naprawdę granicą - napędza postęp gospodarczy. Ameryka wygrała ostatni wiek, ponieważ miała najlepszych ludzi. Pomyśl o Projekcie Manhattan - to fizyka, matematyka i inżynieria zajmowali się głównie mieszkańcy Europy Wschodniej. Byli importem; to samo dotyczy misji Apollo; to samo dotyczy ogromnej liczby rzeczy.
Ameryka tradycyjnie przyciągała najlepszych i najzdolniejszych ludzi z całego świata i wkładała ich w twórczy wysiłek w interesie Ameryki. Ale z powodu paranoi bezpieczeństwa i problemów związanych z imigracją Ameryka rezygnuje z tego.
Czy powiedziałbyś, że jesteś optymistą, że problemy energetyczne na świecie można rozwiązać?
Jestem optymistą, że problemy energetyczne świata można rozwiązać, ponieważ wiem, że można je rozwiązać. Nie jestem optymistą, że je rozwiążemy, ponieważ ludzie są ludźmi i wciąż walczymy o to, czy to problem.
Spędziłem ponad rok będąc bardzo przygnębiony tym faktem. Potem miałam dziecko i zdałam sobie sprawę, wiesz, przyszłość środowiska nie wygląda dla niego tak dobrze, jak dla mnie. Zmieniło się w moim pokoleniu, a pokolenie Baby Boom przede mną.
Nadal musisz być w grze. Warto walczyć o rzeczy, świat, który chciałbyś stworzyć. Mamy nadzieję, że po prostu udowadniamy, że możesz to zrobić, a więcej ludzi będzie walczyć po stronie rozwiązań. Myślę, że to najlepsze, na co możesz liczyć. Może to zrobimy.
