Saul Griffith, oprichter en CEO van Otherlab, heeft de gewoonte om coole dingen te bouwen, van een vliegerachtige windturbine tot een slim touw dat spanning kan detecteren en frays kan melden. De MacArthur Foundation, die Griffith in 2007 een 'geniale' subsidie heeft toegekend, noemt hem 'een wonderkind ten dienste van de wereldgemeenschap'.
Griffiths nieuwste onderneming, Otherlab, is een onderzoeksbureau dat doet denken aan de 'inventiefabriek' gecreëerd door Thomas Edison. Het is actief in een voormalige pijporgelfabriek in San Francisco, waar Redwood-leuningen, vensters met meerdere panelen, verspreide orgelonderdelen en veel machines het gevoel creëren dat een 19e-eeuwse uitvinder als Edison zich perfect thuis voelt aan sleutelen in de zonovergoten ruimtes van het laboratorium. .
Onder de verschillende projecten die hier worden uitgevoerd, zijn twee energietechnologieën die een toekomst van goedkope zonne-energie en reguliere aardgasauto's kunnen ontsluiten. "Het ultieme milieuprobleem om aan te werken", zegt Griffith, "is de manier waarop we energie creëren en energie gebruiken."
In een kamer boven, net voorbij een grote, opblaasbare boksrobot, werkt een Otherlab-team aan een nieuwe manier om spiegels te kantelen voor het concentreren van zonlicht op grote zonnepanelen. Het ontwerp positioneert een spiegel bovenop plastic containers, die rekken en knijpen - maar niet knikken - omdat hun interne druk wordt aangepast met behulp van perslucht. Het idee is om kosten te besparen door plastic en lucht te gebruiken om kleine spiegels te richten in plaats van de motoren en staal die tegenwoordig meestal worden gebruikt om spiegels ter grootte van een billboard te kantelen.
Voor aardgasauto's wil het team van Griffith de omvangrijke, omslachtige en dure brandstoftanks elimineren die tegenwoordig in aardgasauto's worden gebruikt. De oplossing van Otherlab neemt lange, dunne buizen en buigt ze als darmen in strak verpakte vormen die zich aanpassen aan de beschikbare ruimte in een voertuig. Het bedrijf heeft een subsidie van $ 250.000 ontvangen van het ARPA-E-programma van het Department of Energy voor moonshot-energieprojecten om het ontwerp het afgelopen jaar te ontwikkelen.
Griffith heeft energie-uitvindingen nagestreefd die eerder lange schoten leken. In 2006 was hij mede-oprichter van het bedrijf Makani Power, dat een windturbine in de lucht bedacht. Vastgebonden als een vlieger aan het einde van een touw, vliegt een vliegtuig in cirkels op grote hoogte. Vleugelgemonteerde rotors vangen de meeslepende wind op en zetten deze om in elektriciteit met behulp van kleine generatoren. De kabel zendt deze elektriciteit naar een station op de grond.
Griffith sprak met Smithsonian.com over de ingrediënten voor energie-innovatie, waarom hij enthousiast is over aardgasauto's en zijn visie op een enorm netwerk van kleine laboratoria.
Wanneer begon je te denken over het toepassen van je vaardigheden op energieproblemen?
Het focusmoment kwam waarschijnlijk nadat ik Makani Power was gestart, een windenergiebedrijf. Het was moeilijk om mensen te overtuigen waarom het de moeite waard was om deze gek klinkende technologie te doen: we gaan 767s vliegen aan de uiteinden van stukjes touw en genereren elektriciteit uit wind 5.000 voet omhoog. Iedereen kijkt je gewoon aan alsof je een buitenaards wezen bent.
We wisten dat het volledig mogelijk was en hebben nu bewezen dat het mogelijk is en in feite doen we het ook. Maar in het begin had je veel geld nodig om dit soort energietechnologieën te doen. En als je mensen probeert te overtuigen om je dat geld te geven, heb je een heel goed verhaal nodig. Dus dat maakte me contextualiseren hoeveel transformatie het energiesysteem nodig heeft op het niveau van de civiele infrastructuur om te voldoen aan de behoeften van klimaatverandering.
Vertel me over het team en de omgeving die je hier bij Otherlab hebt gecultiveerd. Hoe helpen ze die grotere doelen te bevorderen?
Otherlab is een onafhankelijk onderzoeksbureau. Wij creëren technologieën. Soms worden die technologieën hun eigen onafhankelijke bedrijven, en we draaien ze eruit, of soms geven we die technologieën een licentie aan andere bedrijven om dingen mee te doen.
We zijn ongeveer 25 mensen. We zitten midden in het stedelijke San Francisco. We hebben ongeveer 95 procent wandelende of fietsende pendelaars om te werken. We zijn dus een koolstofarm kantoor, alleen wat betreft het transport dat we gebruiken.
We hebben een aantal projecten - twee specifiek op dit moment in de energieruimte. We willen graag een dozijn, mede omdat we zoveel onderzoek hebben gedaan naar hoe we energie gebruiken en hoe we deze maken, dat we een mooie database hebben met technische bijdragen om dat te veranderen.
Er zijn echt twee klassen van zonne-energie-opwekking: de ene is fotovoltaïsche zonne-energie; de andere is geconcentreerde thermische zonne-energie, wat betekent dat je iets opwarmt en die warmte omzet in elektriciteit [via] een turbine of een soortgelijk mechanisme. We werken aan een heliostaattechnologie - wat een mechanisme betekent om te volgen waar de zon aan de hemel staat - die fotovoltaïsche cellen efficiënter zullen maken, omdat de fotovoltaïsche cellen idealiter op de zon zijn gericht. Je krijgt ongeveer 20 of 30 procent meer energie uit dezelfde zonnecel als je het goedkoop kunt volgen.
Misschien nog belangrijker, het kost ongeveer 80 procent van de kosten uit het heliostaatveld van traditionele thermische zonne-energie. Dit zijn deze enorme planten in de woestijn. Het heliostaatveld is ongeveer 50 procent van de kosten van de hele fabriek en we willen daar ongeveer 80 procent van halen. Dus, netto, hopelijk een daling van 30 of 40 procent in de kosten van dat type elektriciteit.
Zijn de meeste van die kosten in de materialen, of in sommige geavanceerde technologie?
Voor alle energietechnologieën staan ze op zo'n enorme schaal dat de kosten van de machines enigszins vergelijkbaar zijn met hun gewicht. Alles wat u kunt doen om ze lichter of efficiënter te maken, betekent een zeer hoge kostenbesparing. Omdat ze allemaal gemaakt zijn van grondstoffen: silicium, aluminium en staal en koolstof - dit zijn goedkope bulkmaterialen. Je moet ze efficiënt gebruiken om grote oppervlakken te dekken. Dus we winnen, omdat we veel minder materiaal gebruiken om dezelfde hoeveelheid licht te richten, en we gebruiken zelfs goedkopere materialen en productieprocessen.
We werken ook aan het maken van aardgastanks voor vervangingen van petroleum- of benzinetanks voor auto's en lichte vrachtwagens. Per kilometer, als je me dezelfde auto geeft, en ik heb een aardgasmotor in de ene en een benzinemotor in de andere, zal de aardgasauto ongeveer 25 procent minder koolstof per afgelegde kilometer produceren. Het enige dat zou veranderen, is als er methaanlekken zijn in het extractieproces.
Welke zijn er, toch?
Dat zijn er absoluut. Als u 3 tot 4 procent parasitaire lekken uit de putkop heeft, is deze netto nul beter dan benzine.
Toch ben ik er super enthousiast over. Ik denk dat de rol van ingenieurs in de samenleving erin bestaat technologische mogelijkheden te bieden voor de samenleving om ja of nee te kiezen. En zoveel als ingenieurs de rechter, jury en beul willen zijn, moeten we werken met wat de samenleving wil. Dus ik denk dat het de moeite waard is om deze capaciteit te ontwikkelen, omdat ik denk dat we de bronproblemen van aardgas kunnen oplossen. Ik denk dat het heel belangrijk is om een hogere energie-onafhankelijkheid te hebben, dus je moet het morele raadsel van fracking afwegen, versus het morele raadsel van olieoorlogen in vreemde landen.
Dezelfde technologie die we in die tanks ontwikkelen, is ook nuttig voor grootschalige opslag van perslucht en energie voor gecomprimeerde stoom. Dus we creëren een technologische capaciteit die nuttig is in andere energiedomeinen.
Hoe heb je besloten om het probleem van aardgasauto's vanuit deze hoek te benaderen, met tanks die kunnen worden aangepast aan de vorm van een auto?
Over het algemeen heb je als ingenieur of wetenschapper een bepaalde set gereedschappen, een bepaalde set hamers, en je slaat alle nagels die je ziet met die set gereedschappen en hamers.
Binnen dit gebouw zijn we toevallig erg goed in geometrie en computationele geometrie, en sommige mysterieuze gebieden van wiskunde, zoals ruimtevullende curven. Blijkt dat we ook veel werk aan drukvaten hebben gedaan, omdat we lange tijd aan opblaasbare objecten werkten.
Door serendipiteit (ik denk dat we veel meer van de maatschappelijke uitvinding aan serendipiteit moeten toeschrijven dan aan iets anders), alleen omdat we dachten aan energie en ruimtevullende bochten en drukvaten, kwam dit allemaal samen. Omdat je je bewust moest zijn van die drie dingen om inzicht te hebben in de specifieke nieuwe technologie tanks die we aan het doen zijn. In sommige opzichten heeft elk project in het gebouw een oorsprong die zo serendipitous is.
U hebt onlangs geschreven over de waarde van een onderzoeksmodel op basis van een veelvoud van kleine, onafhankelijke laboratoria. Zou je dat uitleggen?
Het moderne onderzoeksmodel is in feite niet het moderne onderzoeksmodel. Tot de Tweede Wereldoorlog werd het grootste deel van het onderzoek gedaan in onafhankelijke laboratoria en commerciële laboratoria, en een klein beetje aan universiteiten. Nationale laboratoria bestonden echt niet.
De twee wereldoorlogen en het succes van het Manhattan Project en de Apollo-missie hebben iedereen ervan overtuigd om alle R & D-middelen te centraliseren in een aantal nationale laboratoria en in universiteiten. Elite-universiteiten zouden onderzoeksuniversiteiten worden.
Ik zeg niet dat dat verschrikkelijk is. Dat heeft veel echt goed werk opgeleverd. Maar we deden het ten koste van kleine onafhankelijke laboratoria. Nu leven we in een tijdperk waarin samenwerking op afstand heel gemakkelijk is vanwege internet. Tools zijn goedkoper dan ooit. En ik denk dat het tijd is om de vraag te stellen: is het zo dat we de onderzoeksmiddelen van de samenleving zo goed mogelijk toewijzen? Dit betekent dat we het grotendeels besteden aan universiteiten en in nationale laboratoria.
Ik zou graag veel, veel meer kleine laboratoria zien omdat ik denk dat kleine teams van mensen zijn waar de echte innovatie gebeurt. En geografische diversiteit - meer mensen laten nadenken over hun lokale specifieke problemen, in de context van het algemene onderzoek dat de samenleving moet doen - zou echt nuttig zijn.
Waar denk je dat de meest opwindende energie-innovatie nu gebeurt?
In de energieruimte vinden de meest opwindende dingen bijna allemaal plaats in kleine startups, denk ik, en nou, grote startups - ik denk dat Tesla het geweldig doet. Ik denk dat Makani nu bij Google [Google heeft in mei Makani overgenomen] heel interessante dingen doet in de wind. Ik denk dat een aantal interessante particuliere bedrijven onderzoek doen naar biobrandstoffen. Ik ben geen grote fan van biobrandstoffen, maar ik ben blij dat ze het doen en dat ze het goed doen.
De lijst is helaas kort. Niet veel kinderen groeien op en denken: "Oh energie is het probleem waaraan ik wil werken." Iedereen wil het klimaatprobleem oplossen, maar heel weinig tieners weten dat je dat oplost door de manier op te lossen waarop we energie produceren en gebruiken . Ik zou graag, voor mijn vierjarige zoon en mijn pasgeboren dochter, meer goed energieonderzoek willen.
Je bent via Cambridge, Engeland, vanuit Sydney, Australië naar Californië gekomen. Wat heeft je hier gebracht en wat houdt je hier?
Ik denk dat de eerlijke versie reislust is - weet je, avontuurlijke geest, reis de wereld rond en kijk waar de wind me brengt. Maar als ik revisionistische geschiedenis deed, of zou nadenken over wat de magnetische aantrekkingskracht was waardoor ik in Californië terechtkwam, zou ik niet kunnen doen wat we doen in dit gebouw in Australië. Australië beschikt niet over de R & D-financiering of de cultuur van onderzoek en ontwikkeling die dit mogelijk zou maken. Het zou moeilijk zijn om het aantal talenten te vinden dat we in dit gebouw in Australië hebben.
In dit gebouw zijn er een aantal vreemdelingen die, net als ik, in Californië zijn om twee redenen: Amerika heeft de juiste cultuur om dit werk te doen. En Amerika heeft de juiste kapitaalstructuren. Er is risicokapitaal beschikbaar voor gekke mensen zoals ik in Californië.
Helaas denk ik dat Amerika het risico loopt beide voordelen te verliezen. En ze zijn enorme voordelen. Technologie is echt de grens - het stimuleert economische vooruitgang. Amerika heeft de vorige eeuw gewonnen omdat het de beste mensen had. Denk aan het Manhattan-project - het waren grotendeels Oost-Europeanen die de fysica en de wiskunde en de engineering deden. Ze waren invoer; hetzelfde voor de Apollo-missie; hetzelfde voor een groot aantal dingen.
Amerika heeft van oudsher de beste en slimste mensen uit de hele wereld aangetrokken en hen creatief ingezet in het belang van Amerika. Maar vanwege veiligheidsparanoia en immigratieproblemen laat Amerika de bal vallen.
Zou je zeggen dat je optimistisch bent dat de energieproblemen van de wereld kunnen worden opgelost?
Ik ben optimistisch dat de energieproblemen van de wereld kunnen worden opgelost, omdat ik weet dat ze kunnen worden opgelost. Ik ben niet optimistisch dat we ze zullen oplossen, omdat mensen mensen zijn en we vechten nog steeds over de vraag of het een probleem is.
Ik bracht meer dan een jaar vrij depressief over dit feit. Toen kreeg ik mijn kind en ik realiseerde me, weet je, de toekomst voor het milieu ziet er niet zo goed uit voor hem als voor mij. Het is verschoven in mijn generatie en de Baby Boom-generatie voor mij.
Je moet nog steeds in het spel zijn. Het is de moeite waard om te vechten voor de dingen, de wereld die je wilt creëren. Hopelijk bewijzen we gewoon dat je dat kunt doen, en krijgen we meer mensen die vechten voor oplossingen. Ik denk dat dat het beste is waarop je kunt hopen. Misschien halen we het wel.
