作為奧巴馬政府期間ARPA-E(高級研究計劃局 - 能源)的負責人,他監督了一個旨在應對能源巨大挑戰的機構 - 從電網現代化到擴大可再生能源的使用,讓人們思考更加巧妙地提高能源效率 - 并制定前進方向。
在此高調演出之前,Majumdar是勞倫斯伯克利國家實驗室環境能源技術部門的主任,他還是該實驗室的副主任,以及加州大學伯克利分校的機械工程教授。
2012年,他加入Google,推動Google.org的能源計劃,并就更廣泛的能源戰略向公司提供建議。
在斯坦福大學,他的大部分工作涉及熱電材料,傳熱傳質,熱管理和廢熱回收領域。
在他輝煌的職業生涯中,他發表了數百篇論文,專利和會議論文集。
作為美國國家工程院的成員,Majumdar在2014年擔任美國科學特使之一。
REM :由于冬季車展的激增,我們最近聽到很多關于電動汽車以及主要制造商未來的計劃。首先,我希望能夠高度了解美國電動汽車的各個方面 - 以及其他方面 - 以及它們的發展方向。
Majumdar: 這是汽車工業構造轉變的時期。由于正在發生的三個根本性變化,這是一個構造轉變。一個是電氣化,這主要是由于減少或消除了之前的障礙,即電池的成本。這與正在進行的大量技術有關,這降低了成本。
接下來,我想說,五到七年,我們將看到電池成本降低到他們將與汽油汽車的范圍和成本相等的程度。那么,在那之后再給它10到15年,你會看到全世界在電氣化方面的主要采用。
這是正在發生的一個轉變,正如我所說,這是由于電池技術的改進以及所有相關的事情。
第二個是人們開發的服務; 我們擁有的網絡系統基礎設施。每個人都有聯系的想法允許你做Ubers和Lyfts以及人們提出的所有其他服務。
這正在改變整個汽車行業的動態,因為如果你不買汽車,那么人們將不得不購買服務。因此,汽車行業必須勤于努力弄清楚如何處理它的這一方面。
而正在發生的第三個變化是自動駕駛汽車的整個部門 - 某種程度的自治,而不是完全自治。并且,在未來的某個時刻,我們將看到完全自動駕駛。
REM :以你剛才所說的為前提,誰需要在短期內處理這些變化?我們在談論汽車業嗎?研究機構?人們喜歡Alphabet和硅谷的其他人?公眾?此時,問題出在哪?
馬宗達: 好吧,我不知道這是一個問題; 這是一個機會,對嗎?我想我們現在看到汽車制造商正在適應。特斯拉真的改變了景觀,因為其他汽車制造商現在已經說他們必須制造電動汽車。通用汽車公司和其他公司都在向此過渡。一些制造商甚至說他們將來會全電動。這是一個很大的變化。這也是一個機會,因為如果他們能夠快速過渡并降低成本,他們將具有競爭力。
所以我認為我們現在正在看到這種運動。在服務,Ubers和Lyfts等方面,他們希望看到某種程度的自動駕駛 - 最好是完全自主駕駛 - 因為那時他們的成本會下降。那你不需要司機。因此,您的成本會下降,您的利潤會上升,而且服務對于消費者來說可能更便宜。當然,任何變化都有贏家和輸家。但我認為我們現在所處的階段是機會得到認可,人們追隨它們的階段。
REM :消費者如何看待這一切?很久以前,人們說,“好吧,電動汽車在理論上很不錯,但是在他們對充電基礎設施到位滿意之前,人們不會大量購買它們......”很棒許多人過去常常看電動車說:“我很想擁有一輛......但是如果我在附近沒有充電站的地方被擱淺怎么辦?”
Majumdar: 我的感覺是電動車的采用將在未來五年,七年,十年或十五年內迅速發生......請記住,當今世界上大約有十億輛輕型車,而且只有六百萬輛是電動車。所以還有很長的路要走。必須安裝充電基礎設施。我認為這對電力公司來說是一個絕佳的機會,因為至少在美國,需求是持平的,這是他們需求增長的新來源。
但他們必須弄清楚如何投入正確的基礎設施 - 事實上,我們在斯坦福大學所做的一些工作是使網絡知識得以利用和利用,以創建合適的基礎設施并提供服務。所以后端,軟件/硬件,平臺尚未創建。我們現在正在創建它。
有趣的是,這些是經濟的兩個部門,公用事業和汽車行業,過去從未相互交談過。現在他們不得不因為與電動汽車相關的充電問題,我認為你會看到各級充電。
當然,會有家庭充電,你可以做慢充電,你會做得很好。并且將提供快速充電服務,您可以在10或15分鐘內填滿您的車并運行一周。這幾乎達到了我們今天的汽油模型。所以我認為隨著行業的發展,你會看到各種各樣的事情發生,你會看到各種不同的定價和商業模式。從這個意義上說,這是一個非常激動人心的時刻。
REM :讓我們深入了解網格連接。當我與人們談論風能,太陽能等時,他們經常談論現有電網的準備進入以及對項目周圍區域負荷的擔憂。電動汽車充電站的擴散不會給現有基礎設施帶來巨大負擔嗎?我們是否需要找到一種方法來激勵網格改進,以便在它成為問題之前解決這個問題?
馬宗達: 哦,從廣義上講,電網肯定需要升級。想象一下,如果你有一個快速充電站,那里有10個充電端口......每個都有100千瓦。您需要為該特定電臺提供兆瓦級電力。所以你可能需要在某個時候升級變壓器,你需要一些電力電子設備,后端硬件......你將不得不考慮系統的整體老化,充電是如何進行的 - 尤其是當你在充電時高利率。所以,是的,將需要進行一些電網和基礎設施改進,這些成本很可能會用于電力定價。
而另一件事是,今天的電力零售價格是按每千瓦時的美分計算的。它取決于你使用多少能量。在快速充電時,您可能需要按千瓦而不是千瓦時付費。如果您想要快速充電而不是慢速充電,那么您需要為相同的能量支付更多費用。所以我認為我們會看到各種定價和商業模式出現,是否會受到監管或是開放的商業模式將取決于當地的電力委員會。這本身就會導致一切運作方式的差異。由于涉及當地的決策,德克薩斯州和加利福尼亞州的情況可能會有所不同。
REM :這真的很有意思......這讓我覺得從長遠來看,我們對電動汽車充電的看法與我們今天用汽油填充汽油的方式有很大的不同。
Majumdar: 我們仍然不知道充電基礎設施將如何發揮作用。有一些公司,如Chargepoint,這是一家電力運輸公司,經營一個電動汽車充電站網絡。有快速充電的公司即將到來。EVgo就是其中之一,它正在與各種汽車制造商等建立合作伙伴關系。
這些只是送貨公司。其背后是電網骨干網和為這些公司提供電力的基礎設施。換句話說,公用事業。因此,我認為整個生態系統正試圖弄清楚如何開發,設計,規劃和運營這種充電基礎設施。這仍然是早期的事情。
REM :我想有人會看到這個并說:“為什么要花這么長時間才能實現?畢竟,看看我們在過去10年或20年間在科技領域看到的所有發展。”
Majumdar: 在我看來,我們錯誤地看待技術革命以及手機等所發生的一切都是短期的事情。你知道什么時候最初發明蜂窩通信?那是在20世紀60年代和70年代,在新澤西州的貝爾實驗室。并且花費了很長時間來開發并降低成本。我們花了很長時間才能將樂高的蜂窩通信和衛星通信以及集成電路組合在一起并創建智能手機等消費類產品。是的,人們很容易看到今天發生的事情,并認為像智能手機革命這樣的事情發生得很快,但在革命發生之前,需要花費很長時間來開發技術的各個組成部分。
REM :對。
Majumdar: 所以我認為我們在所有這些“革命”中看到的是,進步需要時間,因為它不僅僅是一件事......它是多個事物聚集在一起并在給定時間交叉的問題。現在,人們看到革命發生并認為它太棒了,這是很自然的事情,但是他們忘記了到達那里所花費的所有時間和精力。
REM :讓我們談談到達那里所需的工作。你在斯坦福大學。你曾在Google工作過。你可以說是最前沿的。因此,它的工作是作為EV革命的孵化器以及我們討論過的所有這些事情。是大學嗎?科技巨頭?大汽車制造商?
馬宗達: 我認為它是一種伙伴關系。無論是谷歌還是埃克森美孚或其他任何公司,我們都與行業密切合作。在合作方面,該公司的目標是制造產品并提供服務并出售和賺錢。如果時間跨度為5到10年,他們愿意這樣做。但大多數公司都不愿意接受長達20年的挑戰。其中一些事情需要20年。我的意思是,看看電池革命。鋰電池的工作已經持續了很長時間。因此,當您談論更長時間尺度的挑戰和問題時,大學通常會采用這些方式并以多種方式實現行業。
我要說的另一件事是,當經濟有多個部門時......電力部門,例如汽車部門......以及各部門之間的競爭......大學本質上是非營利性的和非營利性的在事物計劃中賺錢......經常扮演召集者的角色。我們召集這些沒有相互交談的部門,使他們能夠團結起來,建立伙伴關系。如果沒有大學的參與,這是很難做到的。
REM :我們暫時談談這個問題。你,意思是大學,把人,競爭對手聚集在一起。顯然已經達成了協議 - 或者至少是心靈的會議 - 因為我們看到了電動汽車事業的發展。但是哪里仍有分歧呢?還有什么障礙需要克服?
馬宗達: 我會說不確定。例如,我們并不完全知道電動汽車充電基礎設施將如何發揮作用。我們真的會快速充電嗎?它會有多快?未來幾年將會出現什么樣的慢速和快速充電組合?那些是不確定的。現在,我認為公平地說我們將會有兩種組合,但我們只是不知道這種組合是什么......而這部分將取決于技術,部分取決于市場和部分監管機構。與任何新事物一樣,總會有一些不確定性,作為一所大學,我們的角色是幫助行業了解所有這些。
REM : 對。你知道,在我所在的南卡羅來納州,州和企業與我們的主要大學合作創建了一個捐贈的椅子計劃,其目的是促進特定行業領域的經濟發展 - 汽車,航空航天,生物醫學等...希望這項努力最終有助于創造就業機會并加強當地經濟。但該計劃主要通過國家彩票收益提供資金,并取決于我們當選官員的政治意愿。因此,鑒于你所說的關于事情要取得成果的漫長時間表以及大學如何應對長期挑戰,你如何保持政治上的善意和支持?
馬宗達: 我想你必須看一下這些數據。南卡羅來納州有很棒的大學,但無論大學在哪里,專注于特定的工業部門或基礎科學,或工程和技術,商業和人文學科是必要和重要的,原因有很多。您需要專業的勞動力和勞動力需要接受教育。你需要一天結束的人。你也需要想法。這就是大學的用武之地。大學培養出受過良好教育的人和思想。數據顯示,只要您擁有得到正確政策支持的優秀大學,您就有可能在大學周圍建立互惠互利的生態系統,從而促進經濟發展。斯坦福就是一個很好的例子。伯克利也是如此。
REM :那么你目前的工作在哪里屬于上面提到的構造轉換的范式?
Majumdar: 我們 - 我應該說,我不是唯一一個,我們在這里有一支整個團隊 - 但我們正在研究的是你如何規劃和運營電動汽車充電基礎設施,不僅提供為EV驅動器提供服務,同時也為電網提供服務,因此電網可以保持穩定和低成本。因此,連接是我們正在努力的事情......創建一個平臺,使許多玩家能夠競爭和協同工作。
REM :你在這項研究中得出了哪些初步結論?
Majumdar: 我們才剛開始考慮它。我們尚未完成大部分研究。在這一點上,我會說,這就是目標。那就是計劃。但現在判斷我們是否能夠真正做到這一點還為時過早。
REM :在相關的說明中,關于美國的前進方向,“紐約時報”最近發表了一篇文章,闡述了各州正在努力履行特朗普政府在放棄巴黎氣候協議時所走出的義務。當我們談論電動汽車和充電站等時,國家行動可以帶我們走多遠?我們是否需要聯邦政府作為積極的合作伙伴才能實現目標?
馬宗達: 我認為它需要兩者。當然加利福尼亞正試圖這樣做。正如紐約,馬薩諸塞州和其他一些國家一樣。因此,我認為各州肯定可以發揮作用,因為有些事情屬于國家管轄范圍,例如電力市場......零售用電的定價等等。也就是說,你確實需要聯邦政府在實現國家碳排放目標方面發揮作用。所以我認為兩者都有作用。
REM :當然,在州和聯邦層面上吸引政治家的一件事就是創造就業機會。有時候,人們似乎忽略了電動車采用的創造就業方面以及充電站基礎設施的推出。
馬宗達: 現實情況是,這是一個必須建立的大型新基礎設施,任何想要開發的新基礎設施都需要人們來構建它。看看20世紀30年代發生的事情,那時我們所有的主要水壩和州際公路都開始建成,這是一個國家迫切需要時的重大經濟刺激計劃。
REM :自去年11月以來,已有很多關于“綠色新政”的討論。在我們發言時,新協議的細節仍然非常模糊,而且非常不穩定。您對華盛頓目前正在進行的對話有何看法?
馬宗達: 對于那些試圖在氣候和環境方面做出積極貢獻的人來說,我都是。當你談到未來的基礎設施需求時,所涉問題的緊迫性非常重要 - 而不僅僅是下一個選舉周期的需求,而是15年,20年。現在,正如我們所看到的那樣,重要的是理解并承認我們擁有市場經濟......而且規則對于解決市場失敗的領域非常重要。因此,隨著關于綠色新政的談話繼續進行,我認為我們確實需要了解市場在哪里工作以及哪些方面沒有,我們的法規也是如此。然后,您必須創建一個反映您已達成結論的政策。這是這個過程中非常非常重要的一部分,