能源高级研究计划署 (ARPA-E) 以三年为一个周期运作：资助的项目有三年时间来证明其价值——或没有价值。帮助资助诸如“植物工程替代石油”(PETRO) 或“交通运输用电能存储电池”(BEEST) 等项目的项目主管有三年时间来指导研究。在担任 ARPA-E 创始主任三年后，机械工程师 阿伦·马宗达 宣布他将于 6 月卸任。
能源部长 朱棣文 在宣布这一意外变动的电子邮件中写道：“在阿伦的领导下，我们看到 ARPA-E 从一个初出茅庐的项目成长为创新和能源研究的领先机构。阿伦对我、对部门、对政府来说都是宝贵的资源——我们会想念他的领导。”
马宗达领导该机构追求朱棣文部长所称的“第二次工业革命，一场为发达和发展中世界提供其想要和需要的能源的革命，但它可以是清洁能源”，监督了大约 12 个项目领域 180 多个项目超过 5 亿美元的资金。他甚至帮助设计了像 PETRO 这样的项目缩写。
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ARPA-E 以五角大楼成功的国防高级研究计划署 (DARPA) 为模型，但专注于开发廉价且具有重大影响的能源技术，它已经看到其最成功的项目获得 2 亿美元的额外私人投资。“从价值上来说，从效果上来说，很难找到比 ARPA-E 更有效的政府行为了，”联邦快递主席弗雷德·史密斯在该机构最近的会议上表示。
大众科学 在该机构 3 月份的第三届年会上与马宗达讨论了 ARPA-E 及其未来。
[以下是对话的编辑版文字记录。]
ARPA-E 最近宣布了一些成功案例，例如一种新的、能量密度更高的高能量密度锂离子电池。随着这些技术开花结果或失败，您如何重新评估您的项目？
在我们与项目签订的合作协议中，有最初的里程碑。在我们启动任何项目之前，甚至在合同签署之前，我们会协商技术里程碑，在[Envia 电池] 的案例中，这包括能量密度和循环寿命。对于像 Envia 这样的成功案例，它们可能需要筹集一些私人部门的资金，它们正在这样做。例如，通用汽车正在投资该技术。它们将需要更多资金来建立制造工厂。最终，这是一个商业命题。我不知道它们具体在做什么。它们不必与我们分享。我希望看到它们开始运作。
它如何与能源部 (DoE) 的其他部门合作？您有时会移交项目吗？
能源部有应用能源项目。一些技术需要更长的时间才能让私营部门介入。在一般情况下，应用能源项目有助于将接力棒传递到私营部门介入的程度。
到目前为止，失败的情况如何？
我们协商技术里程碑，如果项目无法在很大程度上达到其里程碑——如果这个想法根本行不通——我们首先会卷起袖子，作为科学家和工程师，尝试帮助它们。项目主管会说：“嘿，你有什么想法可以帮助这些人吗？”我会阅读论文并尝试提供帮助。这是一个持续五六个月的完整过程。
但有些想法就是行不通。听起来像个好主意，但除非你尝试过，否则你永远不会知道。当这些想法行不通，并且我们知道这是一个死胡同时，我们会中止该项目。不要继续把钱投到你明知道行不通的地方。中止该项目，把省下来的钱投入到实际可行的项目上。这是对纳税人资金最好的管理。
美国目前是否害怕失败？我们需要承担更多风险吗？
问题是：作为联邦政府机构，我们的角色是[投资]那些对私营部门来说风险太大的领域——进行可能不会成功的研究。如果这些项目 100% 都成功了，那我们就没有做好自己的工作。私营部门应该做这些。我们的工作是进行研究。我们所做的是转化科学并应用它。这是每个人都应该理解的事情。如果联邦政府不支持研究，那么我们就遇到了问题。
当你进行研究时，根据定义有些事情行不通。这些是本垒打的想法，当你试图打出本垒打时。如果你每次击球都打出本垒打，我很想见见那个棒球运动员。你不会的。其中一些你将会错过，但这就是研究的意义所在。
我不称它们为失败，我称它们为学习的机会。因此，这些人可以带着更好的想法再次回来。这就是美国人一直以来的做事方式。你认为爱迪生第一次就把一切都做对了吗？我对此表示怀疑。你认为莱特兄弟第一次或甚至前十次就把事情做对了吗？没有。最终他们做对了。但他们错过了几次。
你如何在打出本垒打的目标和打出安打的现实之间取得平衡？
我们当然不是追求安打，我们不是追求渐进式的进步。我们已经非常明确地表示，如果你看看[我们的提案征集]，你会看到什么是渐进式的，什么不是。我们显然是在追求本垒打。现在，我能声称我已经打出了本垒打吗？这还需要几年才能知道，但我击出的或我们正在击出的球的轨迹看起来像是一个本垒打。我现在只能这么说。
但是，例如，你们有一个新的天然气项目，而这当然不是一种有风险的燃料。为什么我们需要在天然气方面取得突破？
我可以告诉你为什么。例如，如果你要将天然气用于轻型车辆（乘用车），那么要建立类似于每个街角的加油站的压缩天然气基础设施，成本非常高昂。它将花费你数千亿美元。可能有更好的方法来实现它。
更好的方法是看看你是否可以进行家庭加油，因为天然气可以到达你的家。为了在四到五年内收回成本，这种技术今天并不存在。这需要一个突破。如果你能降低轻型车辆的天然气运输成本，以便你可以在家加油，那么它在大众市场的采用肯定会存在。如果它在四年或五年内可以收回成本，我认为很多人会考虑购买天然气汽车。这就是我们正在努力做的事情。
但天然气汽车已经存在。
当然，[对于]许多长途运输公司。纳威司达宣布它将生产[液化天然气或 LNG]卡车。我曾在长滩港，我们看到了那里的 LNG 卡车。清洁能源燃料公司正在为 LNG 铺设基础设施，并将其每 200 英里沿主要运输线路铺设。这太棒了。它们的成本将在几年内收回，卡车司机的成本也将在几年内收回，因为它们每年行驶 10 万英里。
但对于轻型车辆（乘用车）来说，情况并非如此，这就是差距所在。像那样在各处建立基础设施非常昂贵。因此，家庭加油是一种长期的尝试，而且有风险。如果有人能想出一种可以做到这一点的技术，我认为它可能对我们的交通运输部门产生重大影响。如果你大量采用天然气汽车，它可以显著减少石油进口。
几年前也提出了关于氢燃料电池汽车的类似建议，当然，氢气可以由天然气制成。那么为什么不使用氢气呢？
情况是一样的。人们总是谈论储存氢气。储存氢气的最好方法是储存在碳氢化合物中。在天然气中，对于每一个碳原子，你有四个氢原子。这是一种氢燃料。即使你做了一个基于氢的装置，我认为这是值得考虑的，问题是：氢气来自哪里？它来自天然气。那么，为什么不直接使用天然气呢？
现在天然气正流行。五年前，我们迷恋于氢经济，五年后，也许我们会回到核能。我们如何实施一种持续一致的方法来解决能源问题？
我们必须明确我们所说的氢经济是什么意思。如果你谈论氢气来自哪里，它可以来自天然气，它可以来自核能。它可以直接用于发动机，也可以用于燃料电池。氢气的一个优点是，如果你使用燃料电池，整个系统的效率可能会非常高。这是一个巨大的优势。你可以使用质子交换膜燃料电池。你不需要高温。
天然气和燃料电池的挑战在于你必须使用固体氧化物燃料电池。[对于]固体氧化物燃料电池，你必须达到高温，而且运输部门还有其他问题。我认为燃料电池是运输的可行选择。能源部正在[其能源效率和可再生能源部门]进行[研究和开发]，而 ARPA-E 非常支持这一点。我们需要进行研发，降低成本并提供这种选择。我们的工作是为国家提供选择。我们的工作不是决定企业应该做什么，那是企业的角色。政府的作用是提供选择和创造竞争。这就是我们正在努力做的事情。
那么藻类呢？联邦政府在藻类研究方面有着漫长而痛苦的历史，但目前又重新投入到这项研究中。
在生物燃料领域，你必须采取多元化的方法。最初是从玉米生产乙醇——这很好。现在人们在谈论纤维素。甚至在此之前，就有甘蔗制乙醇——也很棒。然后是纤维素制糖，好吧，再制成乙醇，现在又发展到直接替代燃料。很好，这是另一种方法。它们都是植物性的。藻类直接制油，那是另一种方法。
我们正在采取一种全新的途径，工程化改造像火炬松这样的植物来生产石油。我们的另一种方法是“电燃料”，这是一种全新的技术。它甚至不使用植物。
问题是我们不确定哪种方法最好。这就是总统所说的：采取“多管齐下”的方法。在生物燃料领域，我们采取多元化方法，因为我们不知道哪种方法在成本和产量上能够实现规模化，并能与石油基燃料竞争。归根结底，我认为每个人的目标都是一样的：减少石油进口。
比尔·盖茨认为，核工业自 1970 年代以来没有任何创新。在核能领域，是否存在 ARPA-E 式的突破性进展的空间？
我们对一切持开放态度。我们正在研究一切。我们之前考虑过核能。核能始终被认为是基本负荷（持续稳定输出电力的发电厂类型），但是如果你可以存储核热，你就可以将其用作调峰（仅在需要电力时使用）。这与太阳能和风能相反，因为它们是间歇性的，人们希望太阳能和风能作为基本负荷。我们希望核能作为调峰，因为这样可以获得更高的收入。当需求高时，电价会上涨。这些是我们正在考虑的事情。
我们在能源部有一个核能项目，我们与他们密切合作，以确定ARPA-E可以在哪些领域提供价值。在这些领域，如果ARPA-E投入3000万到4000万美元（通常的项目规模），就能够显著推动该领域的发展。这正是我们希望看到的。我们正在探索这一点。因此，核能当然在我们的考虑范围之内。
能源领域的一大问题是水——无论是核电站冷却用水还是生物燃料生产用水。ARPA-E是否计划在能源-水关系领域开展任何工作？
我们之前做过关于水和海水淡化的项目。但效果不佳。我们举办过一次关于水的研讨会，但并没有形成一个项目。我们正在积极寻找可能对水感兴趣的人，以招募他们。我们有一位内部的ARPA-E研究员，他研究了水方面的机遇。所以，是的，我们对水非常感兴趣，尤其是在ARPA-E可以真正推动某些领域发展的地方。
我们的工作方式是，我们聘请真正聪明、技术精湛的人才，他们既懂科学工程，又懂商业，能够将科学转化为技术再转化为商业。我们赋予他们权力：去弄清楚最好的机会是什么。如果你如此聪明，就去搞清楚。然后他们会告诉我们，并向我们解释。这就是我们的工作方式。
ARPA-E的下一步是什么？
我们正在组建一支强大的团队。归根结底，关键是人。我们正在招募技术领域的一些顶尖人才加入ARPA-E，为国家服务。
你现在有两份工作。情况如何？
我用参议员[丽莎]·穆尔科斯基在我确认听证会上使用的话来回答：每个人都想知道你什么时候睡觉？我只能说到这里。她可能说的是对的。
我猜你是在飞回加利福尼亚州伯克利（你的家人在那里）的飞机上睡觉，仅此而已。
确实如此。飞机起飞前我就睡着了。当飞机降落在跑道上时，我就醒了。我尽量不在家时接电话或回复电子邮件。
在ARPA-E，无论是项目负责人还是项目，都有一个为期三年的周期，然后离开。这对ARPA-E团队的长期发展意味着什么？
制定ARPA-E的法规中有一些灵活性。允许主管有一定的灵活性。你不想让规则过于死板，因为这会造成项目中断等等问题。法规中存在这种自由裁量权，我会在需要时使用它。但我认为ARPA-E内部有一个共识，即一旦你工作了三年，就应该离开。