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马里兰州国家港口—一个政府机构能否像克里斯托弗·哥伦布、尼尔·阿姆斯特朗或詹姆斯·卡梅隆那样，捕捉到探险家的冲动？用能源高级研究计划署（ARPA-E）现任负责人、副主任谢丽尔·马丁的话来说，这正是该机构希望做到的。
该机构的使命很简单：“推进具有高潜力、高影响的变革性能源技术，这些技术[在其发展中]对于私人投资者来说还为时过早，”马丁在该机构最近在此举行的峰会上说。其目标是提高美国的经济、环境和能源安全，或者正如马丁所说：“要敢于大胆思考、与众不同地思考，以便发现新路径、加速技术应用，并最终改变我们国家生产、运输和消耗能源的方式。”
世界实际上正朝着几乎完全相反的方向发展。虽然自 21 世纪初以来，可再生能源的电力使用量增加了四倍，但对煤炭的需求增长了 10 倍。因此，如果美国和世界认真对待应对气候变化和解决诸如能源贫困等挑战，那么 ARPA-E 的使命仍然至关重要。毕竟，地球必须为 2050 年的 100 亿人口的排放做好准备，他们都在寻求使用更多能源的好处。
关键在于 ARPA-E 似乎提供的：对更美好未来的愿景，而不是某种能源匮乏、气候灾难的反乌托邦。“如果气候变化发生，我们对最无辜的受害者负有道义责任，”即将离任的能源部长朱棣文在峰会上说。“几十年后，我们不希望我们的孩子问：‘我们的父母当时在想什么？他们不在乎我们吗？’”然而，ARPA-E 似乎也已开始将重点从更多投机性的努力（例如使用微生物将电力转化为液体燃料）转向提高电力传输效率或加强天然气在车辆中的使用，这可能部分是由于对可行的商业化途径的关注。
迄今为止，ARPA-E 已在 285 个项目中投资了约 7.7 亿美元。《大众科学》在最近的 ARPA-E 年度峰会期间采访了马丁，以了解该机构如何变化以及如何评估其成就。毕竟，正如马丁所说，“克里斯托弗·哥伦布用了三个资助项目才发现了新大陆。”
[以下为采访的编辑稿。]
ARPA-E 现在进入第四年，您认为您的项目取得成功的标志是什么？
在能源的各个领域，无论是电池、风能、磁铁和电机还是燃料，走向市场的道路都不同。每个领域都需要某种形式的交接。ARPA-E 将完成其三年的时间——那么在第 37 个月会发生什么？该技术是否还处于早期阶段，需要进行更多研究？是否有能源部的另一笔资金用于该研究？还是说是在国防部安装的第一个原型，以从前方作战基地的测试中获得反馈？还是说现在应该说一家小公司从这项研究中脱颖而出？小型公司对于所有这些项目都没有意义，在某些情况下，你需要一个战略合作伙伴[一家为自身商业目的而投资该技术的大型公司]。
ARPA-E 在发展过程中遇到了一些失败，包括从藻类项目到水基空调等各种项目。您如何处理这些失败？
如果它是计划的一部分，我不知道它是否是失败。有些项目你会停止。大约有十几个这样的项目，其中科学研究的结果与我们预期的不同。但我们了解了哪些方法不起作用。
我们已经停止了大学和大型公司的合作项目，双方达成了共识。人生苦短，让我们做一些重要的事情吧。这是计划的一部分；它不是个人的。用探索作比喻，你去了某个地方，结果与你预期的不一样，但这并不意味着我们没有学到东西。
是否有特定的研究领域被证明更具挑战性？
这不是任何特定的部分。从化工业的角度来看，我们一直在停止项目。
ARPA-E 面临的最大挑战之一可能是确定这项研究的客户。对于国防高级研究计划署 (DARPA) 来说，客户是军方。那么 ARPA-E 呢？
在某种程度上，我们的客户与 DARPA 相同。军方是能源的巨大用户，而且我们已经与军方建立了良好的合作关系。例如，BEETIT 计划是关于空调的能源效率。这是军方关注的一个重要领域。我们往往建立军事设施的地方是炎热潮湿的。
特别是对于海军人员来说，船体的尺寸几乎是固定的。需要越来越多的电力需求来适应这些空间。需要更高的效率来满足这些需求。因此，弗吉尼亚理工大学的电压调节器芯片等项目将电压调节器缩小 10 倍，这令人非常兴奋。这些技术也开始变得足够重要，可以由电力行业的实体进行测试，例如田纳西河谷管理局测试 Smart Wire Grid 用于输电线路的功率流控制器。
ARPA-E 是否已从“全垒打”转向更多渐进式的改进，例如空调系统或电源转换器的能源效率？或者说是更好的电池，而不是“电燃料”？
在运行空调所需的燃料量方面提高 50% 不是渐进式的，但它并不性感。其他一些东西是疯狂而不可思议的。问题是：影响是什么？有人相信这是可能的吗？
一旦你证明了这是可能的，那么世界就会改变。一旦我们知道世界是圆的，那么它什么时候不是圆的呢？一旦跑步者突破了四分钟跑一英里的记录，当然，很多人都会这样做。我们都会开始认为这些事情是可能的。
新技术和新发现使公司能够以数十年来未见的速度在美国开采更多的石油和天然气。替代能源能否在化石燃料繁荣中生存下来，还是所有的研究都将投入到诸如改进车辆油箱以使其能够使用天然气行驶之类的东西上？
天然气本身的一些特性提供了一个很大的机会。其中一些天然气是偏远的。它在很多地方被燃烧[燃烧]，因为它无法到达管道。创新可以帮助使这一切变得更好，例如现场天然气的生物或化学转化。
看看我们的任务：它涵盖了经济、环境和能源安全。了解天然气难题的某些部分，可以确保它不会最终变成我们想要帮助的温室气体。有一些方法可以有效地将其用于美国的能源和经济安全。
没有唯一的答案，而且只与一件事联系在一起永远都不好。在某些地方，获得天然气并不容易，在这些领域拥有选择可以提供安全性和平衡。
你提到温室气体很有意思。为什么今年的峰会上很少提到气候变化？全球变暖仍然是 ARPA-E 的重点吗？
它是我们的任务之一。这就是我们进行碳捕获的原因。我认为它从未消失。
许多最初的项目和工作人员都已到了三年任期的尾声，包括第一任主任阿伦·马宗达。您如何保持机构记忆，并确保学到的东西仍然被记住？
这是该模式的一部分，这些是有限的任期。这是该模式的一部分，旨在引入那些充满热情、对他们想要追求的东西有想法，并召集一个社区来解决问题的人。例如，我们已经进行了大量的电池研究，包括 BEEST [交通运输中的电能存储电池] 和 AMPED [能量存储设备的高级管理和保护]。但我们刚刚推出了 RANGE [稳健、经济实惠的下一代能量存储系统]。我们已经从电池能量密度发展到整车，现在我们可以重新思考电池形状和化学上可能实现的目标。我们得到这些是因为人们进来后会以不同的角度看待这个问题。
把它做好很难。如何从成功和失败中捕捉这些知识并传递下去？我一直在和军方交流，因为他们每三到四年就要经历一次人员更替。DARPA（美国国防高级研究计划局）已经做过这方面的工作。ARPA-E（美国能源高级研究计划局）正在从一个初创公司发展成一个公司：当你逐渐成熟并拥有必须记住的历史时，你如何保持创新？我们的技术支持人员的轮换周期不同，这很有帮助。这也涉及到如何进行文档记录？我们是否应该使用自己的网站来报告好的和坏的方面？我们不希望其他人走我们已经有数据表明“不要那样做”的弯路。
我跟Arun开玩笑说：“你以前更容易，因为我必须记住你说的每一句话。”
这使我们回到成功的定义。我们什么时候才能知道ARPA-E是否成功？
最终，这取决于我们是否真的看到了大规模的影响？我们是否能实现能源互联网？自从ARPANET（DARPA的互联网前身）出现以来过了多久？五十年后，在2060年，其他人会说我们是否取得了成功。这是最终的衡量标准。