为了开发给世界带来变革的低碳技术并将之商业化、投放市场及广泛应用，我们需要前所未有的大规模创新。

    清洁能源市场在近年里已有突飞猛进的成长，但在全球变暖解决方案中仅构成一小部份。该解决方案取决于向低碳未来的根本转变。

    清洁能源一般包括常规可再生技术，即利用太阳、风、小型水轮机、生物质、海洋热、潮汐与波浪、地热、燃料电池及相关能量储蓄与转化技术。

    但我们需要在低碳技术领域全面革新。我们必须大幅度提高对这些可再生技术的利用和显著推进低碳方案，例如脱碳煤、碳封存、超高效率化石能量生产、燃料电池、生物能源，以及基因组学、纳米技术及相关领域的派生技术。

    不仅如此，单靠目前的能源与气候政策，我们将无法以在2050年之前巩固能源保障和稳定气候所必需的规模或节奏推动清洁能源市场。我们在部署所有这些低碳选择的创新战略时必须更具创造力。此外，目前的创新技术融资与商业化结构也不足以将这些迫切需要的低碳技术推向市场。

    唯有同时解决加快低碳技术革新创造的步伐和实现大规模融资与商业化这两大难题，我们才能实现全球能源转变。

    低碳技术解决方案

    除了诸如太阳能光电池、风能、海洋能等可再生能源和效率技术外，有希望的低碳技术解决方案包括下列方面：

    脱碳煤：综合气化联合循环 (Integrated Gasification Combined Cycle，简称 IGCC) 代表着新一代的煤电厂。它们与常规电厂相比，技术上更优越且环保上更可取。这是因为它们能够气化煤炭，从而可在燃烧前降低硫氧化物、氮氧化物、微粒及汞的排放量水平。IGCC工厂也会显著减少二氧化碳排放量，且能够进一步配置为具有捕碳能力，从而免除了最终净化步骤。

    煤可用三种方式脱碳：经由管道末端的洗涤器、封存及IGCC (或IGCC加封存)。这三种脱碳方法目前均已商业化，但需要大量生产和部署才能与常规电厂竞争和阻止后者的继续兴建。在发展中国家尤其如此，因为其常规煤电厂的预测增长速度非常之高。在未来受碳限制的世界里，IGCC有可能成为首选煤电厂。

    超高效率燃气发电厂：采用先进组合循环涡轮机的天然气发电厂具有比常规煤电厂更高的效率和较低的温室气体排放量。在2005年的某些时间，天然气是比煤更昂贵且价格波动更大的燃料，这就使得成本经济效益成为一项关键因素。天然气供应的未来发展可能影响价格差距。为了推动大规模采用超高效率燃气技术，可能需要鼓励提高成本竞争力。

    燃料电池：燃料电池将氢气和氧气转化为电力，其副产品只有水和热量 (无温室气体)。这是一项有多种应用前景的技术，尤其是在具有敏感电力负荷的地点生产清洁的分布式电力，例如机场、银行、数据中心、紧急救援站、医院、电话交换站。

    现场燃料电池以持续的优质电力提供能源保障。它们能够使用天然气及可再生燃料运转。燃料电池技术的障碍有：相对大的前期资本成本、维护与操作要求、生产氢气燃料的成本、以及燃料储存和输送等问题。为了实现大面积采用，燃料电池应在关键地点得到考虑，例如医院和其他电力中断可能带来严重后果的设施。对于这类设施来说，成本差距可能属于次要因素。另外，还必须克服在公用事业一级更广泛采用燃料电池的其他障碍，例如在燃料电池停运维修时由电网供电的高昂费率。

    纤维素生物质和生物燃料：随着生产和使用生物燃料兴趣的高涨，厌氧分解器和气化器等生物质技术在利用农作物、农作物废物及粪便生产电力上将有更多的用武之地。然而，生物能源市场依然年轻，在实现生物质和生物燃料技术的快速和广泛采用前还有一段路要走。此外，从低碳角度来看，人们广泛认为，就生产生物燃料而言，使用纤维素 (基于植物的) 生物质比种植玉米等专用作物更可取；这是因为采收和运输专用作物会增加二氧化碳排放量。基因组学研究对于提升此技术可能颇为关键，但人们尚未能够借此开发高能量生物燃料和能源系统并使之商业化。

    封存：封存 (捕获和锁闭过多的碳排放而非将它释放到大气中) 分为两类：(1) 生物方式，由已知会吸收大量碳且种植在特定地区的植物捕获：以及 (2) 地质方式，即将碳注入岩层中。人们正在探索关于这两种封存的许多技术，但尚未形成能够大范围使用的方案。政府和民间的所有参与者都应采取更积极的行动，尽快解决以最佳方式捕获和长期储存碳所涉及的多种科学与技术问题。

    还有更多能够打破传统能源技术垄断的许多其他低碳技术有待发明。这方面的挑战不只是在发明创造，还在于为未来低碳技术建立和快速扩展市场。

    加速革新

    我们面临许多低碳技术挑战和机会。专家们一致认为，清洁能源的成功开发不只需要关注基础和应用科学的发展，亦应重视新兴技术的商业环境变化。

    八国集团 (简称G8) 在2005年7月于苏格兰格伦伊格尔斯市举行的气候变化、清洁能源 及可持续发展对话 (G8 Dialogue on Climate Change, Clean Energy, and Sustainable Development) 中，认识到对技术创新及其商业化的迫切需要。世界银行 (World Bank) 制定 了一个“投资框架”作为此对话的基石，表明为了支持低碳技术投资、研发及 商业化的大规模扩展，技术革新是当务之急。

    世界银行投资框架报告的结论是：当前政府和民间的政策与资金不足以推展通过减少碳来稳定排放量的技术。

    碳封存选项

 

    由排放中捕获或从大气中提取的二氧化碳 (CO2)可在植被、土壤及地下库中长期储存，注入深海，或者转化成类似岩石的固体材料。压缩的CO2可用于加强从油田中开采石油或从不可开采的煤层中回采甲烷。一旦用于此目的， CO2将安全永久地留在地表下。

    能源更替的挑战

    世界能源系统的更替殊为不易，因为能源是全世界资本密集度最高的工业，有着复杂 且相互依赖的金融、法规及机构网络以及一个多世纪的政府保护与支持。然而，能源革命能够迅猛推展——汽车作为运输工具取代马车用了约30年，而在全美各地 普及集中供电仅用了不到40年。

    目前转变的规模将需要等同于过去100年里工业化国家由能源带动的技术转变。在这个世纪中，我们看到的变化是：从工业上使用的水车、木柴取暖和煤油照明、马车运输到几乎遍及世界各地的电气化、至煤炭发电、亿万辆汽油和柴油驱动的车辆、喷气式飞机、以及最终由此带来的微芯片和数码经济。

    为了实现类似规模的转变，我们必须做到：

    • 最重要的是，政府、学术界及私营企业应把技术研发与应用及商业化联系起来，而非只将注意力集中在研发上。

    • 关于低碳技术的辩论不仅应在联合国气候变化框架会议 (United Nations Framework Convention on Climate Change) 和八国集团气候变化、清洁能源及可持续发展对话中进行，而且要在各个层次 (国际、国内、地区) 和多种框架中展开，由国内各地区利益相关者参与。

    • 在全球范围内减少碳排放的任务应分配至政府和民间的各个级别。如此将打开创造性解决问题的大门，从而克服市场缺陷，促进低碳技术转让和信息分享，建立不同学科之间的联系，并取得真正的成果。

    • 能源融资必须积极朝向新的资本积累形式转移，以构建未来的低碳能源基础设施。

    • 八国集团投资框架和其他国际协作形式有必要回答关于技术革新和商业化的更广泛问题。革新链中的空缺必须得到填补，从而使工业化国家和发展中国家可同时向低碳技术转移。为了取得成果，上述努力必须与资源和具体预算的显著扩展相结合。公私合作需要将加快低碳技术革新与采用的步伐作为头等大事。

    能否全面解决这些问题构成了二十一世纪面临的能源保障挑战。