Saul Griffith, zakladatel a generální ředitel společnosti Otherlab, má ve zvyku stavět chladné věci, od větrné turbíny podobné draka až po inteligentní lano, které může cítit napětí a hlášení roztřepení. Nadace MacArthur, která udělila Griffithovi „geniální“ grant v roce 2007, ho nazvala „zázrakem vynálezů ve službách světové komunity“.
Nejnovější podnik Griffith, Otherlab, je výzkumná společnost připomínající „továrnu na vynález“ vytvořenou Thomasem Edisonem. Funguje v bývalé továrně na varhanní varhany v San Franciscu, kde redwood bannisters, vícepodlažní okna, rozptýlené varhanní části a spousta strojů vytvářejí pocit, že by se vynálezce 19. století, jako je Edison, mohl cítit jako doma, když se v prosvětlených místnostech laboratoře cítí jako doma .
Mezi několika projekty v této práci patří dvě energetické technologie, které by mohly odemknout budoucnost levné solární energie a běžných automobilů na zemní plyn. "Konečným problémem v oblasti životního prostředí, na kterém musíme pracovat, " říká Griffith, "je způsob, jakým vytváříme energii a využíváme energii."
V místnosti nahoře, právě kolem velkého, nafukovacího boxerského robota, pracuje tým Otherlab na novém způsobu naklápění zrcadel pro soustředění slunečního záření na velké solární elektrárny. Konstrukce umísťuje zrcadlo na plastové kontejnery, které se protahují a svírají - ale neprohýbají se - protože jejich vnitřní tlak se nastavuje pomocí stlačeného vzduchu. Záměrem je snížit náklady pomocí plastu a vzduchu k zaměřování malých zrcadel namísto motorů a oceli, které se dnes obvykle používají pro naklápění zrcadel velikosti billboardu.
V případě automobilů na zemní plyn chce tým Griffith eliminovat objemné, těžkopádné a drahé palivové nádrže používané v automobilech na zemní plyn dnes. Řešení společnosti Otherlab trvá dlouhé, tenké trubky a ohýbá je jako střeva do těsně zabalených tvarů, které odpovídají dostupnému prostoru ve vozidle. Společnost obdržela grant od 250 000 USD od programu ARPA-E Ministerstva energetiky pro energetické projekty Měsíční snímek za účelem vývoje designu v uplynulém roce.
Griffith se věnuje energetickým vynálezům, které vypadají jako dlouhé střely. V roce 2006 spoluzakládal společnost s názvem Makani Power, která vymyslela vzdušnou větrnou turbínu. Na konci provázku připoután jako drak, letadlo letí ve vysokých výškách v kruzích. Rotory namontované na křídle zachycují spěchající vítr a přeměňují jej na elektřinu pomocí malých generátorů. Postroj přenáší tuto elektřinu na stanici na zemi.
Griffith hovořil s Smithsonian.com o složkách pro energetické inovace, proč je nadšený z automobilů na zemní plyn a o jeho vizi pro masivní síť malých laboratoří.
Kdy jste začali přemýšlet o aplikaci svých dovedností na energetické problémy?
Zaostřovací moment pravděpodobně nastal poté, co jsem začal Makani Power, což byla společnost větrné energie. Bylo těžké přesvědčit lidi, proč to stálo za to udělat tuto bláznivou znějící technologii: Budeme létat na 767 s na koncích kousků strun a vyrábět elektřinu z větru 5 000 stop nahoru. Každý se na tebe jen dívá, jako bys byl vesmírný mimozemšťan.
Věděli jsme, že je to naprosto možné, a nyní jsme dokázali, že je to možné, a ve skutečnosti to děláme. Ale v počátečních dnech potřebujete hodně peněz, abyste mohli tyto typy energetických technologií. A když se snažíte přesvědčit lidi, aby vám peníze dali, potřebujete velmi dobrý příběh. To mě přivedlo k kontextualizaci toho, do jaké míry potřebuje energetický systém na úrovni civilní infrastruktury, aby vyhověl potřebám změny klimatu.
Povězte mi o týmu a prostředí, které jste zde kultivovali v Otherlabu. Jak pomáhají podporovat tyto větší cíle?
Otherlab je nezávislá výzkumná společnost. Tvoříme technologie. Někdy se tyto technologie stávají jejich vlastními nezávislými společnostmi a my je rozdělujeme, nebo někdy udělujeme licenci na tyto technologie jiným společnostem, aby s nimi dělaly věci.
Jsme asi 25 lidí. Jsme přímo uprostřed městského San Francisca. Máme asi 95 procent pěších nebo cyklistických dojíždějících do práce. Takže jsme nízkouhlíkovou kancelář, jen co se týká dopravy, kterou používáme.
Máme hned několik projektů - dva právě teď v energetickém prostoru. Chtěli bychom mít tucet, částečně proto, že jsme provedli tolik výzkumů o tom, jak využíváme energii a jak ji vytváříme, že máme tuto pěknou databázi, kde lze technické příspěvky změnit.
Skutečně existují dvě třídy výroby sluneční energie: Jedna je fotovoltaika; druhý je koncentrovaná sluneční tepelná energie, což znamená, že něco zahřejete a přeměňte toto teplo na elektřinu prostřednictvím turbíny nebo podobného mechanismu. Pracujeme na technologii heliostatu - což znamená mechanismus sledování, kde je slunce na obloze -, díky kterému bude fotovoltaika efektivnější, protože fotovoltaika bude ideálněji orientována na slunce. Z jednoho solárního článku získáte asi o 20 nebo 30 procent více energie, pokud jej můžete levně sledovat.
A možná ještě důležitější je, že z heliostatického pole tradičního slunečního tepla to zabírá asi 80 procent nákladů. To jsou tyto obrovské rostliny v poušti. Pole heliostatu představuje asi 50 procent nákladů celé rostliny a z toho chceme vzít asi 80 procent nákladů. Síť tedy snad sníží náklady na tento typ elektřiny o 30 nebo 40 procent.
Je většina těchto nákladů na materiály nebo na nějakou vyspělou technologii?
U všech energetických technologií jsou v tak obrovském měřítku, že náklady na stroje jsou skutečně ekvivalentní jejich hmotnosti. Cokoli, co můžete udělat pro to, aby byly lehčí nebo efektivnější, znamená velmi vysoké snížení nákladů. Protože jsou všechny vyrobeny z komoditních materiálů: křemík, hliník a ocel a uhlík - jedná se o levné sypké materiály. Musíte je používat efektivně k pokrytí rozsáhlých ploch. Nakonec jsme vyhráli, protože k nasměrování stejného množství světla používáme mnohem méně materiálu a používáme dokonce levnější materiály a výrobní procesy.
Pracujeme také na výrobě nádrží na zemní plyn pro náhrady za benzínové nebo benzínové nádrže pro automobily a lehké nákladní automobily. Na kilometr, pokud mi dáte stejné auto, a já mám motor na zemní plyn v jednom a benzínový motor v druhém, vůz na zemní plyn bude produkovat asi o 25 procent méně uhlíku na kilometr najel. Jediná věc, která by se změnila, je, pokud dojde k úniku metanu v procesu extrakce.
Které existují, že?
Tam absolutně jsou. Pokud máte 3 až 4 procenta parazitických úniků ze studny, pak je čistá nula lepší než benzín.
Přesto jsem z toho nadšený. Myslím si, že úlohou inženýrů ve společnosti je poskytovat technologické možnosti, aby si společnost mohla zvolit ano nebo ne. A stejně jako inženýři by chtěli být soudci, porotou a katem, musíme spolupracovat s tím, co společnost chce. Takže se domnívám, že stojí za to rozvíjet tuto kapacitu, protože si myslím, že můžeme vyřešit problémy se studnou zemního plynu. Myslím, že je velmi důležité mít vyšší energetickou nezávislost, takže musíte zvážit morální hádanku fracking, versus morální hádanku boje proti ropným válkám v cizích zemích.
Stejná technologie, jakou vyvíjíme v těchto nádržích, je také užitečná pro skladování stlačeného vzduchu a stlačené páry ve velkém měřítku. Vytváříme tak technologickou kapacitu, která je užitečná v jiných oblastech energie.
Jak jste se rozhodli přistupovat k problému automobilů na zemní plyn z tohoto konkrétního úhlu, s nádržemi, které lze přizpůsobit tvaru auta?
Obecně, jako inženýr nebo vědec, máte určitou sadu nástrojů, určitou sadu kladiv a třesete všechny hřebíky, které vidíte s touto sadou nástrojů a kladiv.
V této budově jsme náhodou velmi dobří v geometrii a výpočetní geometrii a v některých tajemných oblastech matematiky, jako jsou křivky vyplňující prostor. Ukázalo se, že jsme také hodně pracovali na tlakových nádobách, protože jsme dlouho pracovali na nafukovacích předmětech.
Přes serendipity (myslím, že bychom měli připisovat mnohem více vynálezu společnosti serendipity než čemukoli jinému) jen proto, že jsme přemýšleli o křivkách a tlakových nádobách vyplňujících energii a prostor, to vše se spojilo. Protože jste si museli být vědomi těchto tří věcí, abyste měli přehled o výrobě konkrétních nových technologických nádrží, které děláme. V některých ohledech má každý projekt v budově původ tak serendipitous.
Nedávno jste psali o hodnotě výzkumného modelu založeného na množství malých nezávislých laboratoří. Vysvětlili byste to?
Moderní výzkumný model ve skutečnosti není moderním výzkumným modelem. Až do druhé světové války byla většina výzkumu prováděna v nezávislých laboratořích a komerčních laboratořích a trochu na univerzitách. Národní laboratoře opravdu neexistovaly.
Obě světové války a úspěch projektu Manhattan a mise Apollo přesvědčily každého, aby centralizoval všechny zdroje výzkumu a vývoje do sady národních laboratoří a do univerzit. Elitní univerzity by se staly výzkumnými univerzitami.
Neříkám, že je to hrozné. To přineslo hodně opravdu dobré práce. Ale udělali jsme to na úkor malých nezávislých laboratoří. Nyní žijeme ve věku, kdy je spolupráce na dálku díky internetu velmi snadná. Nástroje jsou levnější než kdy dříve. A myslím, že je čas položit otázku: Je to tak, že přidělujeme výzkumné zdroje společnosti tak dobré, jak by to mohlo být? To znamená, že jsme je z velké části utratili na univerzitách a v národních laboratořích.
Rád bych viděl mnoho, mnoho dalších malých laboratoří, protože si myslím, že malé týmy lidí jsou tam, kde se děje skutečná inovace. A geografická rozmanitost - mít více lidí přemýšlet o jejich místních specifických problémech, v kontextu obecného výzkumu, který společnost musí udělat - by byla opravdu užitečná.
Kde si myslíte, že se nyní odehrává nejúžasnější energetická inovace?
V energetickém prostoru se ty nejzajímavější věci dějí téměř v malých startupech, myslím, a dobře, velkých startupech - myslím, že Tesla odvádí skvělou práci. Myslím, že Makani nyní ve společnosti Google [Google získal Makani v květnu] dělá ve větru opravdu zajímavé věci. Myslím, že existuje řada zajímavých soukromých společností provádějících výzkum biopaliv. Nejsem velkým fanouškem biopaliv, ale jsem rád, že to dělají a že pracují dobře.
Seznam je bohužel krátký. Není mnoho dětí vyrůstajících v myšlení: „Oh, energie je problém, na kterém chci pracovat.“ Každý chce vyřešit klimatický problém, ale jen velmi málo teenagerů si je vědomo, že to vyřešíte tím, že vyrábíme a využíváme energii. . Chtěl bych, pro svého čtyřletého syna a mou novorozenou dceru, lepší výzkum energie.
Do Kalifornie jste přišli z Sydney v Austrálii přes anglický Cambridge. Co tě sem přivedlo a co tě tady drží?
Myslím, že čestná verze je toulat - víte, duchu dobrodružství, cestujte po světě a uvidíte, kam mě vítr vezme. Ale kdybych udělal revizionistickou historii, nebo kdybych přemýšlel o tom, jaký byl magnetický tah, který mě nutil skončit v Kalifornii, nemohl bych dělat to, co děláme v této budově v Austrálii. Austrálie nemá financování výzkumu a vývoje nebo kulturu výzkumu a vývoje, která by to umožnila. Bylo by obtížné najít soubor talentů, které máme v této budově v Austrálii.
V této budově existuje celá řada cizinců, kteří jsou stejně jako já v Kalifornii ze dvou důvodů: Amerika má tu správnou kulturu, aby mohla tuto práci vykonávat. A Amerika má správné kapitálové struktury. V Kalifornii je k dispozici rizikový kapitál pro šílené lidi, jako jsem já.
Bohužel si myslím, že Americe hrozí, že ztratí obě tyto výhody. A jsou to obrovské výhody. Technologie je skutečně hranicí - řídí ekonomický pokrok. Amerika vyhrála v minulém století, protože měla nejlepší lidi. Přemýšlejte o projektu Manhattan - fyziku, matematiku a inženýrství dělali převážně východní Evropané. Byly to dovozy; totéž pro misi Apollo; totéž pro velké množství věcí.
Amerika tradičně přitahovala nejlepší a nejjasnější lidi z celého světa a v zájmu Ameriky je věnovala tvůrčímu úsilí. Ale kvůli bezpečnostním paranoi a imigračním obavám na to Amerika míří.
Řekl byste, že jste optimistický, že světové energetické problémy lze vyřešit?
Jsem optimistický, že světové energetické problémy lze vyřešit, protože vím, že je lze vyřešit. Nejsem optimistický, že je vyřešíme, protože lidé jsou lidé a stále bojujeme o to, zda je to problém.
Strávil jsem více než rok tím, že jsem byl docela sklíčený touto skutečností. Pak jsem měl své dítě a uvědomil jsem si, že environmentální budoucnost pro něj nevypadá tak dobře jako pro mě. Změnil se v mé generaci a generaci Baby Boom přede mnou.
Stále musíte být ve hře. Stojí za to bojovat za věci, svět, který byste chtěli vytvořit. Doufejme, že jen dokazujeme, že to dokážete, a my přimějeme další lidi bojovat na straně řešení. Myslím, že to je to nejlepší, v co můžete doufat. Možná to stáhneme.
