斯坦福大学研究员表示电动汽车市场正在进行“构造转变”:Arun Majumdar访谈录

2019-02-21 17:23  浏览:  

可以毫不夸张地说,斯坦福大学Precourt能源研究所的高级研究员Arun Majumdar是美国电网,可再生能源和电动汽车未来采用的深层思想家之一。
 

作为奥巴马政府期间ARPA-E(高级研究计划局 - 能源)的负责人,他监督了一个旨在应对能源巨大挑战的机构 - 从电网现代化到扩大可再生能源的使用,让人们思考更加巧妙地提高能源效率 - 并制定前进方向。

在此高调演出之前,Majumdar是劳伦斯伯克利国家实验室环境能源技术部门的主任,他还是该实验室的副主任,以及加州大学伯克利分校的机械工程教授。

2012年,他加入Google,推动Google.org的能源计划,并就更广泛的能源战略向公司提供建议。

在斯坦福大学,他的大部分工作涉及热电材料,传热传质,热管理和废热回收领域。

在他辉煌的职业生涯中,他发表了数百篇论文,专利和会议论文集。

作为美国国家工程院的成员,Majumdar在2014年担任美国科学特使之一。

REM :由于冬季车展的激增,我们最近听到很多关于电动汽车以及主要制造商未来的计划。首先,我希望能够高度了解美国电动汽车的各个方面 - 以及其他方面 - 以及它们的发展方向。

Majumdar: 这是汽车工业构造转变的时期。由于正在发生的三个根本性变化,这是一个构造转变。一个是电气化,这主要是由于减少或消除了之前的障碍,即电池的成本。这与正在进行的大量技术有关,这降低了成本。

接下来,我想说,五到七年,我们将看到电池成本降低到他们将与汽油汽车的范围和成本相等的程度。那么,在那之后再给它10到15年,你会看到全世界在电气化方面的主要采用。

这是正在发生的一个转变,正如我所说,这是由于电池技术的改进以及所有相关的事情。

第二个是人们开发的服务; 我们拥有的网络系统基础设施。每个人都有联系的想法允许你做Ubers和Lyfts以及人们提出的所有其他服务。

这正在改变整个汽车行业的动态,因为如果你不买汽车,那么人们将不得不购买服务。因此,汽车行业必须勤于努力弄清楚如何处理它的这一方面。

而正在发生的第三个变化是自动驾驶汽车的整个部门 - 某种程度的自治,而不是完全自治。并且,在未来的某个时刻,我们将看到完全自动驾驶。

REM :以你刚才所说的为前提,谁需要在短期内处理这些变化?我们在谈论汽车业吗?研究机构?人们喜欢Alphabet和硅谷的其他人?公众?此时,问题出在哪?

马宗达: 好吧,我不知道这是一个问题; 这是一个机会,对吗?我想我们现在看到汽车制造商正在适应。特斯拉真的改变了景观,因为其他汽车制造商现在已经说他们必须制造电动汽车。通用汽车公司和其他公司都在向此过渡。一些制造商甚至说他们将来会全电动。这是一个很大的变化。这也是一个机会,因为如果他们能够快速过渡并降低成本,他们将具有竞争力。

所以我认为我们现在正在看到这种运动。在服务,Ubers和Lyfts等方面,他们希望看到某种程度的自动驾驶 - 最好是完全自主驾驶 - 因为那时他们的成本会下降。那你不需要司机。因此,您的成本会下降,您的利润会上升,而且服务对于消费者来说可能更便宜。当然,任何变化都有赢家和输家。但我认为我们现在所处的阶段是机会得到认可,人们追随它们的阶段。

REM :消费者如何看待这一切?很久以前,人们说,“好吧,电动汽车在理论上很不错,但是在他们对充电基础设施到位满意之前,人们不会大量购买它们......”很棒许多人过去常常看电动车说:“我很想拥有一辆......但是如果我在附近没有充电站的地方被搁浅怎么办?”

Majumdar: 我的感觉是电动车的采用将在未来五年,七年,十年或十五年内迅速发生......请记住,当今世界上大约有十亿辆轻型车,而且只有六百万辆是电动车。所以还有很长的路要走。必须安装充电基础设施。我认为这对电力公司来说是一个绝佳的机会,因为至少在美国,需求是持平的,这是他们需求增长的新来源。

但他们必须弄清楚如何投入正确的基础设施 - 事实上,我们在斯坦福大学所做的一些工作是使网络知识得以利用和利用,以创建合适的基础设施并提供服务。所以后端,软件/硬件,平台尚未创建。我们现在正在创建它。

有趣的是,这些是经济的两个部门,公用事业和汽车行业,过去从未相互交谈过。现在他们不得不因为与电动汽车相关的充电问题,我认为你会看到各级充电。

当然,会有家庭充电,你可以做慢充电,你会做得很好。并且将提供快速充电服务,您可以在10或15分钟内填满您的车并运行一周。这几乎达到了我们今天的汽油模型。所以我认为随着行业的发展,你会看到各种各样的事情发生,你会看到各种不同的定价和商业模式。从这个意义上说,这是一个非常激动人心的时刻。

REM :让我们深入了解网格连接。当我与人们谈论风能,太阳能等时,他们经常谈论现有电网的准备进入以及对项目周围区域负荷的担忧。电动汽车充电站的扩散不会给现有基础设施带来巨大负担吗?我们是否需要找到一种方法来激励网格改进,以便在它成为问题之前解决这个问题?

马宗达: 哦,从广义上讲,电网肯定需要升级。想象一下,如果你有一个快速充电站,那里有10个充电端口......每个都有100千瓦。您需要为该特定电台提供兆瓦级电力。所以你可能需要在某个时候升级变压器,你需要一些电力电子设备,后端硬件......你将不得不考虑系统的整体老化,充电是如何进行的 - 尤其是当你在充电时高利率。所以,是的,将需要进行一些电网和基础设施改进,这些成本很可能会用于电力定价。

而另一件事是,今天的电力零售价格是按每千瓦时的美分计算的。它取决于你使用多少能量。在快速充电时,您可能需要按千瓦而不是千瓦时付费。如果您想要快速充电而不是慢速充电,那么您需要为相同的能量支付更多费用。所以我认为我们会看到各种定价和商业模式出现,是否会受到监管或是开放的商业模式将取决于当地的电力委员会。这本身就会导致一切运作方式的差异。由于涉及当地的决策,德克萨斯州和加利福尼亚州的情况可能会有所不同。

REM :这真的很有意思......这让我觉得从长远来看,我们对电动汽车充电的看法与我们今天用汽油填充汽油的方式有很大的不同。

Majumdar: 我们仍然不知道充电基础设施将如何发挥作用。有一些公司,如Chargepoint,这是一家电力运输公司,经营一个电动汽车充电站网络。有快速充电的公司即将到来。EVgo就是其中之一,它正在与各种汽车制造商等建立合作伙伴关系。

这些只是送货公司。其背后是电网骨干网和为这些公司提供电力的基础设施。换句话说,公用事业。因此,我认为整个生态系统正试图弄清楚如何开发,设计,规划和运营这种充电基础设施。这仍然是早期的事情。

REM :我想有人会看到这个并说:“为什么要花这么长时间才能实现?毕竟,看看我们在过去10年或20年间在科技领域看到的所有发展。”

Majumdar: 在我看来,我们错误地看待技术革命以及手机等所发生的一切都是短期的事情。你知道什么时候最初发明蜂窝通信?那是在20世纪60年代和70年代,在新泽西州的贝尔实验室。并且花费了很长时间来开发并降低成本。我们花了很长时间才能将乐高的蜂窝通信和卫星通信以及集成电路组合在一起并创建智能手机等消费类产品。是的,人们很容易看到今天发生的事情,并认为像智能手机革命这样的事情发生得很快,但在革命发生之前,需要花费很长时间来开发技术的各个组成部分。

REM :对。

Majumdar: 所以我认为我们在所有这些“革命”中看到的是,进步需要时间,因为它不仅仅是一件事......它是多个事物聚集在一起并在给定时间交叉的问题。现在,人们看到革命发生并认为它太棒了,这是很自然的事情,但是他们忘记了到达那里所花费的所有时间和精力。

REM :让我们谈谈到达那里所需的工作。你在斯坦福大学。你曾在Google工作过。你可以说是最前沿的。因此,它的工作是作为EV革命的孵化器以及我们讨论过的所有这些事情。是大学吗?科技巨头?大汽车制造商?

马宗达: 我认为它是一种伙伴关系。无论是谷歌还是埃克森美孚或其他任何公司,我们都与行业密切合作。在合作方面,该公司的目标是制造产品并提供服务并出售和赚钱。如果时间跨度为5到10年,他们愿意这样做。但大多数公司都不愿意接受长达20年的挑战。其中一些事情需要20年。我的意思是,看看电池革命。锂电池的工作已经持续了很长时间。因此,当您谈论更长时间尺度的挑战和问题时,大学通常会采用这些方式并以多种方式实现行业。

我要说的另一件事是,当经济有多个部门时......电力部门,例如汽车部门......以及各部门之间的竞争......大学本质上是非营利性的和非营利性的在事物计划中赚钱......经常扮演召集者的角色。我们召集这些没有相互交谈的部门,使他们能够团结起来,建立伙伴关系。如果没有大学的参与,这是很难做到的。

REM :我们暂时谈谈这个问题。你,意思是大学,把人,竞争对手聚集在一起。显然已经达成了协议 - 或者至少是心灵的会议 - 因为我们看到了电动汽车事业的发展。但是哪里仍有分歧呢?还有什么障碍需要克服?

马宗达: 我会说不确定。例如,我们并不完全知道电动汽车充电基础设施将如何发挥作用。我们真的会快速充电吗?它会有多快?未来几年将会出现什么样的慢速和快速充电组合?那些是不确定的。现在,我认为公平地说我们将会有两种组合,但我们只是不知道这种组合是什么......而这部分将取决于技术,部分取决于市场和部分监管机构。与任何新事物一样,总会有一些不确定性,作为一所大学,我们的角色是帮助行业了解所有这些。

REM : 对。你知道,在我所在的南卡罗来纳州,州和企业与我们的主要大学合作创建了一个捐赠的椅子计划,其目的是促进特定行业领域的经济发展 - 汽车,航空航天,生物医学等...希望这项努力最终有助于创造就业机会并加强当地经济。但该计划主要通过国家彩票收益提供资金,并取决于我们当选官员的政治意愿。因此,鉴于你所说的关于事情要取得成果的漫长时间表以及大学如何应对长期挑战,你如何保持政治上的善意和支持?

马宗达: 我想你必须看一下这些数据。南卡罗来纳州有很棒的大学,但无论大学在哪里,专注于特定的工业部门或基础科学,或工程和技术,商业和人文学科是必要和重要的,原因有很多。您需要专业的劳动力和劳动力需要接受教育。你需要一天结束的人。你也需要想法。这就是大学的用武之地。大学培养出受过良好教育的人和思想。数据显示,只要您拥有得到正确政策支持的优秀大学,您就有可能在大学周围建立互惠互利的生态系统,从而促进经济发展。斯坦福就是一个很好的例子。伯克利也是如此。

REM :那么你目前的工作在哪里属于上面提到的构造转换的范式?

Majumdar: 我们 - 我应该说,我不是唯一一个,我们在这里有一支整个团队 - 但我们正在研究的是你如何规划和运营电动汽车充电基础设施,不仅提供为EV驱动器提供服务,同时也为电网提供服务,因此电网可以保持稳定和低成本。因此,连接是我们正在努力的事情......创建一个平台,使许多玩家能够竞争和协同工作。

REM :你在这项研究中得出了哪些初步结论?

Majumdar: 我们才刚开始考虑它。我们尚未完成大部分研究。在这一点上,我会说,这就是目标。那就是计划。但现在判断我们是否能够真正做到这一点还为时过早。

REM :在相关的说明中,关于美国的前进方向,“纽约时报”最近发表了一篇文章,阐述了各州正在努力履行特朗普政府在放弃巴黎气候协议时所走出的义务。当我们谈论电动汽车和充电站等时,国家行动可以带我们走多远?我们是否需要联邦政府作为积极的合作伙伴才能实现目标?

马宗达: 我认为它需要两者。当然加利福尼亚正试图这样做。正如纽约,马萨诸塞州和其他一些国家一样。因此,我认为各州肯定可以发挥作用,因为有些事情属于国家管辖范围,例如电力市场......零售用电的定价等等。也就是说,你确实需要联邦政府在实现国家碳排放目标方面发挥作用。所以我认为两者都有作用。

REM :当然,在州和联邦层面上吸引政治家的一件事就是创造就业机会。有时候,人们似乎忽略了电动车采用的创造就业方面以及充电站基础设施的推出。

马宗达: 现实情况是,这是一个必须建立的大型新基础设施,任何想要开发的新基础设施都需要人们来构建它。看看20世纪30年代发生的事情,那时我们所有的主要水坝和州际公路都开始建成,这是一个国家迫切需要时的重大经济刺激计划。

REM :自去年11月以来,已有很多关于“绿色新政”的讨论。在我们发言时,新协议的细节仍然非常模糊,而且非常不稳定。您对华盛顿目前正在进行的对话有何看法?

马宗达: 对于那些试图在气候和环境方面做出积极贡献的人来说,我都是。当你谈到未来的基础设施需求时,所涉问题的紧迫性非常重要 - 而不仅仅是下一个选举周期的需求,而是15年,20年。现在,正如我们所看到的那样,重要的是理解并承认我们拥有市场经济......而且规则对于解决市场失败的领域非常重要。因此,随着关于绿色新政的谈话继续进行,我认为我们确实需要了解市场在哪里工作以及哪些方面没有,我们的法规也是如此。然后,您必须创建一个反映您已达成结论的政策。这是这个过程中非常非常重要的一部分,

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