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生物燃料制造商举步维艰，公用事业公司与屋顶太阳能发电展开斗争，以及利用二氧化碳和电力，由微生物结合而成的燃料仍然牢牢地停留在实验室中——但至少不再有油井井喷需要阻止了。化学家艾伦·威廉姆斯于2014年12月加入美国能源部的能源高级研究计划署，担任新任负责人。虽然目前一些能源创新举步维艰，但这与她在2010年加入世界最大能源公司之一的英国石油公司（BP）担任首席科学家时的经历相比，根本不算什么。那一年发生了马孔多油井井喷事件，导致了“深水地平线”灾难，这是美国历史上最严重的漏油事件。
“当我被招募加入英国石油公司担任首席科学家时，他们提供的最大诱惑是让我有机会负责他们的能源可持续性挑战，”她在2月10日举行的第六届年度ARPA-E峰会上回忆道，并指出了对能源、气候以及水、土地和矿产资源可用性之间相互作用的担忧。“能源与气候是我们必须真正关注的重大联系。”
正如英国石油公司在其全球能源年度分析中指出的那样，人类企业正在燃烧越来越多的化石燃料——因此需要在墨西哥湾的深水区勘探石油。这家能源公司的最新统计数据预测，这种趋势不会结束，因此二氧化碳排放量以及其他由此造成的污染也将持续增加。大气中二氧化碳的含量不断上升，已经达到百万分之400，这会捕获更多的热量，从而改变气候。
ARPA-E的成立正是为了减缓和扭转这一趋势，同时确保美国经济的活力。威廉姆斯称该机构为“地球上最酷的事物，我怎么可能避开它？”她补充说：“我是一个真正的技术迷。我最喜欢的事情莫过于谈论技术。”《大众科学》在峰会上与威廉姆斯进行了交谈，讨论了她对未来能源创新的愿景。
[以下是访谈的编辑稿。]
您对ARPA-E有什么计划？
我希望在这个新职位上做的第一件事，也是最重要的一件事，就是扩大我们的影响力。ARPA-E的商业模式非常不寻常，实际上是独一无二的，我们将前沿技术创新与对市场现实的冷酷关注结合在一起。我们将这两件事结合在一起，这使得ARPA-E与众不同。
在ARPA-E资助项目的五年中，我们已经开发出了一条产品线。那些你从未想过会成为可能的真正创新事物，已经处于我们能够证明它们可以适应竞争空间的位置。因此，展望未来，我们将看到越来越多的这些产品推出，发展它们的影响力，理解它们的影响力，并在我们所学的基础上设计下一轮。
您希望看到哪些特定项目？你们现在正在公开征集。
ARPA-E的宗旨是变革。它每两到三年就会进行自我改造。我们热爱我们的项目，正如我所说，它们会填满我们的产品线。但是，它们会结束。在项目结束时，我们会不断地重新评估并规划下一个去处，因此我们将不断变化，并不断地在我们过去的学习基础上进行构建。
雄心壮志是否发生了变化？像电燃料这样的一些早期项目非常大胆，而像甲烷监测这样的一些近期项目可能就不那么大胆了。
我认为我们已经取得了很好的平衡，并且有很好的机会来维持这种平衡。正如你所说，电燃料处于非常早期的阶段，但它具有培育一个全新领域的优势。我们的目标是真正推动技术进步，并评估将其推向市场所需的条件。电燃料是成功的，因为我们现在了解了它需要什么，并且电燃料需要一段时间才能达到商业化准备。
因此，这将是频谱的一端。然后，我们一路转向一些项目，在这些项目中，真正的新进展将使更高效的发动机成为可能。这也是ARPA-E投资组合中同样有效的部分。
是否有过去的一些成功案例或新项目吸引您加入ARPA-E？
所以你知道我们的电网正在老化。我的意思是，人们说托马斯·爱迪生会认出这个电网。就其工作方式和设置方式而言，这个电网中没有任何会让爱迪生感到惊讶的地方。
然而，在我们的一生中，我们生活中的一切都已被数字革命彻底改变。现在，电网当然正在使用更多的数字技术，但那里存在巨大的机会。这是一个如此庞大而复杂的系统，并且在极端天气、不断变化的用电模式以及分布式和可再生能源发电的整合方面面临着更多的压力。
ARPA-E本身并不能解决电网问题。我们不做路线图问题。我们所做的是审视外界正在发生的一切，并在没有人关注的领域寻找机会。
因此，我们正在超越需求响应活动，并说：“我们真的可以将电网视为一个动态系统吗？在这个系统中，我们将所有需求、所有发电结合在一起，真正地定制需求和响应，以便以有效的方式协同工作？”因此，这个非常令人兴奋的机会将应用数学家、计算机科学家和电力电网专家以前所未有的方式结合在一起。我们将推动它，ARPA-E的专长是在高风险机会领域进行强力推动，看看我们是否可以突破这一领域。如果成功，它将对整个电网产生重大影响。
您是否有足够的资金来承担这些高风险？我知道，在与前任负责人（如阿伦·马朱姆达）交谈时，他总是希望自己能在核能方面有所作为，因为他没有足够的资金。
他希望如此吗？
嗯，这就是他的表达：“这是我希望自己有预算可以尝试的事情。”
有趣。好吧，我们围绕着这个想法建立了一个项目结构，即对重点明确的机会领域进行强力推动。因此，我们有很好的结构来有效地使用我们拥有的预算，因为我们可以调整我们所承担的项目数量以匹配我们的预算。资金更多总是更好，但我们也可以用我们拥有的资金来做得很好。
从外部来看，ARPA-E是否有未能充分吸取教训的特定失败案例？
我们绝对会终止项目。我会说，我们因项目失败而终止项目的情况很少见。我们正在尝试高风险项目，因为它们是高风险的。我们需要降低它们的风险。如果我们通过一个项目发现这种方法行不通……我的意思是，这本身并不是失败——这本身就是学习。如果我们一直推进，试图达到我们无法实现的目标，那才是失败。因此，一般来说，我们每次取消一个项目都意味着我们真的学到了一些东西。
鉴于目前石油价格低廉，生物燃料等项目是否面临风险？
我们必须记住，ARPA-E是关于选择的，现在的油价很低，但你已经活了足够长的时间来看到一些石油冲击——我肯定活得更久，我已经看到过不少石油冲击。因此，没有什么是确定的，但我可以肯定地说，肯定会再次发生石油冲击。我们在ARPA-E的目标是提供选择，并确保未来的这些选择摆在桌面上，这样我们就不会措手不及。
是否有像太阳能这样的选择，由于最近的价格下跌，ARPA-E不再需要研究？
如果你回到我们的工作模式，我们会审视庞大的能源系统，我们总是在寻找有机会或有需求的地方。如果没有机会或需求，我们就不在那里。因此，我们将停止在该领域工作。
我们有太阳能项目，因为我们看到了解决问题的不同方法，并且它有可能产生重大影响。同样，为未来提供更多的选择。
这些选择的客户是谁？
我们的许多架构都借鉴了[美国国防高级研究计划局（DARPA）]，而DARPA有其客户——DARPA的客户是美国国防部，这是我们与DARPA非常不同的一点。
在很大程度上，我们的客户是美国经济。如果你仔细阅读我们的创立宗旨，你会清楚地看到，我们在这里是为了帮助美国经济，提高技术竞争力，提高能源安全。所以我认为，说我们的客户是美国经济是公平的。
在ARPA–E，你能实现什么在大型全球石油公司或学术界无法实现的事情？
作为一名学者，我曾参与非常基础的研究。我职业生涯的早期是用一支在纸上描绘轨迹的笔来记录数据。我亲身经历了数字革命，并亲眼目睹了它如何彻底改变了我们所能做的事情和研究。所以，作为一名学者，这很棒。但是，特别是当我的工作非常基础时，我无法看到我在实验室中产生的东西立即转化为市场。
在英国石油公司（BP），这是一个了解能源系统的绝佳机会。对我来说，这是一个绝佳的机会，可以了解在公司环境中将一项技术从概念转化为实施所需的一切。尤其是在像英国石油公司这样的大公司，对影响的要求非常高。你知道，一个只能赚取少量资金的小项目可能不会成为主要的关注点。
我认为我们在ARPA–E这里拥有两者的优点。从一个热爱创新并热爱看到许多新技术的人的角度来看，我们有能力尝试许多高风险、非常创新的事物，并找出那些能够向前发展并产生重大影响的事物。因此，我们既有影响力，又能研究许多不同的选择。