Saul Griffith, Gründer und CEO von Otherlab, hat die Angewohnheit, coole Dinge zu bauen, von einer kiteähnlichen Windkraftanlage bis zu einem intelligenten Seil, das Belastungen erkennt und Fehler meldet. Die MacArthur Foundation, die Griffith 2007 mit einem „Geniestipendium“ auszeichnete, hat ihn als „Wunderkind der Erfindung im Dienste der Weltgemeinschaft“ bezeichnet.
Das neueste Unternehmen von Griffith, Otherlab, ist ein Forschungsunternehmen, das an die von Thomas Edison geschaffene „Erfindungsfabrik“ erinnert. Es befindet sich in einer ehemaligen Orgelfabrik in San Francisco, in der Redwoodgeländer, Mehrscheibenfenster, verstreute Orgelteile und viele Maschinen das Gefühl vermitteln, dass sich ein Erfinder aus dem 19. Jahrhundert wie Edison in den sonnenbeschienen Räumen des Labors wie zu Hause fühlen könnte .
Unter mehreren Projekten, die derzeit in Arbeit sind, befinden sich zwei Energietechnologien, die eine Zukunft billiger Solarenergie und herkömmlicher Erdgasautos eröffnen könnten. "Das ultimative Umweltproblem, an dem wir arbeiten müssen", sagt Griffith, "ist die Art und Weise, wie wir Energie erzeugen und nutzen."
In einem Raum im Obergeschoss, gleich hinter einem großen aufblasbaren Boxroboter, arbeitet ein Otherlab-Team an einer neuen Möglichkeit, Spiegel zu kippen, um das Sonnenlicht auf große Solaranlagen zu konzentrieren. Das Design positioniert einen Spiegel auf Kunststoffbehältern, die sich dehnen und knirschen, aber nicht knicken, wenn der Innendruck mit Druckluft eingestellt wird. Die Idee ist, die Kosten zu senken, indem anstelle der Motoren und des Stahls, die heutzutage üblicherweise zum Kippen von Spiegeln im Plakatformat verwendet werden, Kunststoff und Luft zum Zielen kleiner Spiegel verwendet werden.
Bei Erdgasautos will Griffiths Team die sperrigen, umständlichen und teuren Kraftstofftanks beseitigen, die heutzutage in Erdgasautos verwendet werden. Die Lösung von Otherlab nimmt lange, dünne Rohre und biegt sie wie Därme in dicht gepackte Formen, die dem verfügbaren Platz in einem Fahrzeug entsprechen. Das Unternehmen hat vom ARPA-E-Programm des Energieministeriums einen Zuschuss von 250.000 USD für Moonshot-Energieprojekte erhalten, um das Design im vergangenen Jahr zu entwickeln.
Griffith hat Energieerfindungen betrieben, die wie lange Zeit zuvor erschienen. 2006 war er Mitbegründer der Firma Makani Power, die eine Windkraftanlage in der Luft entwickelte. Wie ein Drachen am Ende einer Schnur angebunden, fliegt ein Flugzeug in großen Höhen im Kreis. Auf Flügeln montierte Rotoren erfassen den rauschenden Wind und wandeln ihn mit kleinen Generatoren in Elektrizität um. Das Kabel überträgt diesen Strom zu einer Station am Boden.
Griffith sprach mit Smithsonian.com über die Zutaten für Energieinnovationen, warum er von Erdgasautos begeistert ist und seine Vision für ein riesiges Netzwerk kleiner Labors.
Wann haben Sie darüber nachgedacht, Ihre Fähigkeiten auf Energieprobleme anzuwenden?
Der Moment der Fokussierung kam wahrscheinlich, nachdem ich das Windenergieunternehmen Makani Power gegründet hatte. Es war schwierig, die Leute davon zu überzeugen, warum es sich gelohnt hat, diese verrückt klingende Technologie einzusetzen: Wir fliegen 767er an den Enden von Schnurstücken und erzeugen Strom aus Wind in einer Höhe von 5.000 Fuß. Jeder sieht dich nur so an, als wärst du ein Außerirdischer.
Wir wussten, dass es absolut möglich ist und haben jetzt bewiesen, dass es möglich ist und tatsächlich tun wir es. Aber in den Anfangszeiten braucht man viel Geld, um diese Art von Energietechnologien zu entwickeln. Und wenn Sie versuchen, die Leute davon zu überzeugen, Ihnen dieses Geld zu geben, brauchen Sie eine sehr gute Geschichte. Das brachte mich dazu, in einen Kontext zu setzen, wie viel Transformation das Energiesystem auf der Ebene der zivilen Infrastruktur benötigt, um den Anforderungen des Klimawandels gerecht zu werden.
Erzählen Sie mir von dem Team und der Umgebung, die Sie hier bei Otherlab gepflegt haben. Wie helfen sie, diese größeren Ziele zu erreichen?
Otherlab ist ein unabhängiges Forschungsunternehmen. Wir schaffen Technologien. Manchmal werden diese Technologien zu eigenständigen Unternehmen, und wir spinnen sie aus, oder wir lizenzieren diese Technologien an andere Unternehmen, um damit etwas zu tun.
Wir sind ungefähr 25 Leute. Wir sind mitten im urbanen San Francisco. Wir haben ungefähr 95 Prozent zu Fuß oder mit dem Fahrrad Pendler zur Arbeit. Wir sind also ein kohlenstoffarmes Büro, nur in Bezug auf den Transport, den wir nutzen.
Wir haben eine Reihe von Projekten - zwei speziell im Energiebereich. Wir hätten gerne ein Dutzend, zum Teil, weil wir so viel darüber recherchiert haben, wie wir Energie nutzen und wie wir sie erzeugen, dass wir diese schöne Datenbank haben, in der technische Beiträge geleistet werden können, um dies zu ändern.
Es gibt wirklich zwei Klassen der Solarenergieerzeugung: Eine ist die Photovoltaik; Das andere ist konzentrierte Solarthermie, was bedeutet, dass Sie etwas erhitzen und diese Wärme durch eine Turbine oder einen ähnlichen Mechanismus in Elektrizität umwandeln. Wir arbeiten an einer Heliostat-Technologie - einem Mechanismus zur Verfolgung des Sonnenstandes am Himmel -, der die Photovoltaik effizienter macht, da die Photovoltaik idealer auf die Sonne ausgerichtet ist. Sie erhalten ungefähr 20 oder 30 Prozent mehr Energie aus derselben Solarzelle, wenn Sie diese kostengünstig nachverfolgen können.
Vielleicht noch wichtiger ist, dass rund 80 Prozent der Kosten für das Heliostatfeld der herkömmlichen Solarthermie anfallen. Das sind diese riesigen Pflanzen in der Wüste. Das Heliostat-Feld macht ungefähr 50 Prozent der Kosten der gesamten Anlage aus, und wir möchten ungefähr 80 Prozent der Kosten davon abziehen. Also, netto, hoffentlich 30 oder 40 Prozent weniger Stromkosten.
Liegt der größte Teil dieser Kosten in den Materialien oder in einer fortschrittlichen Technologie?
Für alle Energietechnologien sind sie so groß, dass die Kosten der Maschinen in etwa ihrem Gewicht entsprechen. Alles, was Sie tun können, um sie leichter oder effizienter zu machen, bedeutet eine sehr hohe Kostenreduzierung. Weil sie alle aus Rohstoffen bestehen: Silizium, Aluminium, Stahl und Kohlenstoff - das sind billige Schüttgüter. Sie müssen effizient eingesetzt werden, um große Flächen abzudecken. Am Ende gewinnen wir, weil wir viel weniger Material verwenden, um die gleiche Menge an Licht zu erzeugen, und wir verwenden sogar noch billigere Materialien und Herstellungsverfahren.
Wir arbeiten auch an der Herstellung von Erdgastanks als Ersatz für Erdöl- oder Benzintanks für PKWs und leichte LKWs. Wenn Sie mir das gleiche Auto geben und ich einen Erdgasmotor in einem und einen Benzinmotor in dem anderen haben, wird das Erdgasauto pro gefahrene Meile etwa 25 Prozent weniger Kohlenstoff produzieren. Das Einzige, was sich ändern würde, wäre, wenn im Extraktionsprozess Methan austritt.
Welche gibt es, richtig?
Es gibt absolut. Wenn Sie 3 bis 4 Prozent parasitäre Leckagen am Bohrlochkopf haben, ist es netto-null besser als Benzin.
Trotzdem bin ich total aufgeregt. Ich denke, die Rolle der Ingenieure in der Gesellschaft besteht darin, der Gesellschaft Technologieoptionen zur Verfügung zu stellen, mit Ja oder Nein zu entscheiden. Und so sehr Ingenieure Richter, Geschworene und Vollstrecker sein möchten, müssen wir mit dem arbeiten, was die Gesellschaft will. Ich glaube, es lohnt sich, diese Kapazität auszubauen, da wir meines Erachtens die Bohrlochprobleme von Erdgas lösen können. Ich denke, es ist sehr wichtig, eine höhere Energieunabhängigkeit zu haben, also muss man das moralische Rätsel des Frackings gegen das moralische Rätsel des Kampfes gegen Ölkriege in fremden Nationen abwägen.
Die gleiche Technologie, die wir in diesen Tanks entwickeln, eignet sich auch für die Speicherung von Druckluft und Druckdampf in großem Maßstab. Wir schaffen also eine technologische Kapazität, die in anderen Bereichen der Energieversorgung nützlich ist.
Wie haben Sie sich dazu entschlossen, das Problem der Erdgasautos aus diesem Blickwinkel zu betrachten, mit Tanks, die an die Form eines Autos angepasst werden können?
Im Allgemeinen haben Sie als Ingenieur oder Wissenschaftler eine Reihe von Werkzeugen, eine Reihe von Hämmern, und Sie schlagen alle Nägel, die Sie mit dieser Reihe von Werkzeugen und Hämmern sehen.
In diesem Gebäude beherrschen wir Geometrie und Berechnungsgeometrie sowie einige arkane Bereiche der Mathematik, wie z. B. raumfüllende Kurven, sehr gut. Es stellte sich heraus, dass wir auch viel an Druckbehältern gearbeitet haben, weil wir lange Zeit an aufblasbaren Objekten gearbeitet haben.
Durch Serendipity (ich denke, wir sollten Serendipity viel mehr der Erfindung der Gesellschaft zuschreiben als irgendetwas anderem), nur weil wir über Energie- und Raumfüllungskurven und Druckbehälter nachdachten, kam dies alles zusammen. Weil man sich dieser drei Dinge irgendwie bewusst sein musste, um die besonderen neuen Technologie-Panzer zu produzieren, die wir machen. In mancher Hinsicht hat jedes Projekt im Gebäude einen so zufälligen Ursprung.
Sie haben kürzlich über den Wert eines Forschungsmodells geschrieben, das auf einer Vielzahl kleiner, unabhängiger Labors basiert. Würden Sie das erklären?
Das moderne Forschungsmodell ist nicht das moderne Forschungsmodell. Bis zum Zweiten Weltkrieg wurde ein Großteil der Forschung in unabhängigen Labors und kommerziellen Labors und ein wenig an Universitäten durchgeführt. Nationale Labore gab es wirklich nicht.
Die beiden Weltkriege und der Erfolg des Manhattan-Projekts und der Apollo-Mission haben alle davon überzeugt, alle F & E-Ressourcen in einer Reihe nationaler Laboratorien und Universitäten zu zentralisieren. Eliteuniversitäten würden zu Forschungsuniversitäten.
Ich sage nicht, dass das schrecklich ist. Das hat wirklich viel gute Arbeit geleistet. Aber wir haben es auf Kosten kleiner unabhängiger Labors gemacht. Jetzt leben wir in einer Zeit, in der die Zusammenarbeit über Entfernungen hinweg dank des Internets sehr einfach ist. Werkzeuge sind billiger als je zuvor. Und ich denke, es ist an der Zeit, die Frage zu stellen: Weisen wir auf diese Weise die Forschungsressourcen der Gesellschaft so gut zu, wie es nur geht? Das heißt, wir geben es größtenteils an Universitäten und in nationalen Labors aus.
Ich würde gerne viele, viele weitere kleine Labors sehen, weil ich denke, dass kleine Teams von Menschen die eigentliche Innovation sind. Und geografische Vielfalt - wenn mehr Menschen im Rahmen der allgemeinen Forschung, die die Gesellschaft durchführen muss, über ihre lokalen spezifischen Probleme nachdenken - wäre dies wirklich nützlich.
Wo finden Sie die aufregendste Energieinnovation?
Im Energiebereich passieren die aufregendsten Dinge fast alle in kleinen Startups, glaube ich, und auch in großen Startups - ich denke, Tesla leistet einen großartigen Job. Ich denke, dass Makani jetzt bei Google [von Google im Mai erworben] wirklich interessante Dinge im Wind macht. Ich denke, es gibt eine Menge interessanter privater Unternehmen, die Biokraftstoffforschung betreiben. Ich bin kein großer Fan von Biokraftstoffen, aber ich bin froh, dass sie es tun und ihre Arbeit gut machen.
Die Liste ist leider kurz. Nicht viele Kinder wachsen auf und denken: „Oh, Energie ist das Problem, an dem ich arbeiten möchte.“ Alle wollen das Klimaproblem lösen, aber nur sehr wenige Teenager wissen, dass Sie das lösen, indem Sie die Art und Weise, wie wir Energie produzieren und verwenden, lösen . Ich möchte für meinen vierjährigen Sohn und meine neugeborene Tochter mehr Energieforschung.
Sie sind aus Sydney, Australien, über Cambridge, England, nach Kalifornien gekommen. Was hat dich hierher gebracht und was hält dich hier?
Ich denke, die ehrliche Version ist Fernweh - Sie wissen, Abenteuerlust, reisen um die Welt und sehen, wohin mich der Wind führt. Aber wenn ich revisionistische Geschichte gemacht hätte oder darüber nachgedacht hätte, was mich in Kalifornien angezogen hat, könnte ich nicht das tun, was wir in diesem Gebäude in Australien tun. Australien verfügt weder über die F & E-Mittel noch über die Forschungs- und Entwicklungskultur, die dies ermöglichen würde. Es wäre schwierig, das Talent zu finden, das wir in diesem Gebäude in Australien haben.
In diesem Gebäude gibt es eine Reihe von Ausländern, die wie ich aus zwei Gründen in Kalifornien sind: Amerika hat die richtige Kultur, um diese Arbeit zu leisten. Und Amerika hat die richtigen Kapitalstrukturen. Verrückten Menschen wie mir in Kalifornien steht Risikokapital zur Verfügung.
Leider denke ich, dass Amerika Gefahr läuft, diese beiden Vorteile zu verlieren. Und das sind enorme Vorteile. Technologie ist wirklich die Grenze - sie treibt den wirtschaftlichen Fortschritt an. Amerika hat das letzte Jahrhundert gewonnen, weil es die besten Leute hatte. Denken Sie an das Manhattan-Projekt - es waren hauptsächlich Osteuropäer, die sich mit Physik, Mathematik und Ingenieurwesen befassten. Sie waren Importe; Gleiches gilt für die Apollo-Mission. Gleiches gilt für eine Vielzahl von Dingen.
Amerika hat traditionell die besten und klügsten Leute aus der ganzen Welt angezogen und sie im Interesse Amerikas kreativ eingesetzt. Aber aufgrund von Sicherheitsparanoia und Einwanderungssorgen, lässt Amerika den Ball fallen.
Würden Sie sagen, Sie sind optimistisch, dass die Energieprobleme der Welt gelöst werden können?
Ich bin optimistisch, dass die Energieprobleme der Welt gelöst werden können, weil ich weiß, dass sie gelöst werden können. Ich bin nicht optimistisch, dass wir sie lösen werden, weil Menschen Menschen sind und wir immer noch darüber streiten, ob es ein Problem ist.
Ich war mehr als ein Jahr lang ziemlich deprimiert über diese Tatsache. Dann hatte ich mein Kind und mir wurde klar, dass die ökologische Zukunft für ihn nicht so gut ist wie für mich. Es hat sich in meiner Generation und der Baby-Boom-Generation vor mir verändert.
Du musst immer noch im Spiel sein. Es lohnt sich, für die Dinge zu kämpfen, die Welt, die Sie erschaffen möchten. Hoffentlich beweisen wir nur, dass Sie das können, und wir werden mehr Menschen dazu bringen, sich für Lösungen einzusetzen. Ich denke, das ist das Beste, worauf Sie hoffen können. Vielleicht schaffen wir es.
