選擇有希望在可持續(xù)的基礎(chǔ)上長期向世界經(jīng)濟(jì)供應(yīng)能量的技術(shù)有多種,它們具有不同的優(yōu)點(diǎn)和問題。但是,它們中的許多都有各自的特征并面臨著不同的挑戰(zhàn)。在缺乏推動(dòng)生物質(zhì)新能源的政策時(shí),我們假設(shè)市場競爭力缺乏將是我們在這里所評價(jià)的各種候選的可持續(xù)能源被采納的主要障礙。為了具有競爭力,這些新技術(shù)必須使成本等于或低于市場成本。而且供應(yīng)的單位成本必須與世界能源市場的單位成本相當(dāng)。能夠成功地大量替代常規(guī)的燃料和電力的新技術(shù),必須且有與所替代的所有常規(guī)能源進(jìn)行競爭的能力。
我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn),這些候選技術(shù)處于不同的發(fā)展階段。例如,
木屑顆粒機(jī)對新能源的開發(fā)和利用,都面臨代替煤炭石油資源和降低成本的主要挑戰(zhàn),盡管對于這兩種不同的概念解決方式差別很大。考慮到技術(shù)成熟度的不同,在研發(fā)過程中,究竟從何處得到答案差別也很大。對于新能源開發(fā)的情況,成本降低有可能只通過進(jìn)一步的直接的開發(fā)和設(shè)計(jì)努力而達(dá)到,而基礎(chǔ)研究的新發(fā)現(xiàn)并不起主導(dǎo)作用。相反,通過開發(fā)來降低光伏發(fā)電成本并沒有得到所預(yù)期的結(jié)果,而且看起來也不可能在不久的將來得到所預(yù)期的結(jié)果。
其他的可更新技術(shù),比如風(fēng)力和被動(dòng)式太陽能收集集技術(shù),已經(jīng)在特定的場所和條件下具有競爭力。進(jìn)一步的技術(shù)進(jìn)步、制造業(yè)的艱新和市場的努力都有希望增加它們的市場份額。但是,進(jìn)一步占有市場對所有這些間歇的新能源都存在限度,就像太陽能和風(fēng)力發(fā)電。這個(gè)固有性質(zhì)將使它們達(dá)不到對常規(guī)的化石燃料的廣泛替代,除非成本可以接受的能量儲(chǔ)存手段已經(jīng)開發(fā)出來。在經(jīng)濟(jì)上可行的儲(chǔ)存技術(shù)的缺乏已經(jīng)限制了這些能源的聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用和獨(dú)立應(yīng)用,并且預(yù)計(jì)將來還會(huì)限制對它們的采用。
在經(jīng)濟(jì)上可行的能量儲(chǔ)存手段的缺乏反映了技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀,它與新能源技術(shù)本身的發(fā)展是同步的。先進(jìn)電池、熱儲(chǔ)存和氫氣儲(chǔ)存的發(fā)展絕不是很快的,即使在20世紀(jì)70年代能源危機(jī)時(shí)期的各種計(jì)劃的早期推動(dòng)之下。發(fā)展新電他的努力只會(huì)帶來使用壽命上的有所改善和固定式用途成本的下降。假設(shè)先進(jìn)電池的成本有所下降,風(fēng)力發(fā)電將是惟一的使儲(chǔ)存可以勉強(qiáng)帶來經(jīng)濟(jì)效益的間歇能源技術(shù)。
只要限定使用通常的(顯熱)介質(zhì),除了設(shè)計(jì)更精巧之外,熱儲(chǔ)存也不會(huì)取得什么進(jìn)展。利用相變材料的尚來完全開發(fā)出來的性質(zhì),似乎是突破這個(gè)難題的一種可能方式。以氫氣的形式儲(chǔ)存電能的三階段過程目前是,而且預(yù)計(jì)將來還會(huì)繼續(xù)是一種過于昂貴的儲(chǔ)存手段。如果試圖利用這些技術(shù),必須認(rèn)識到儲(chǔ)存供應(yīng)二次能源需要附加投資,其固定成本必須添加到初級能源的成本之上。在轉(zhuǎn)入和轉(zhuǎn)出儲(chǔ)存時(shí)還有額外的能量損失,因此能量供應(yīng)的單位成本會(huì)更高。
電動(dòng)汽車,無論是由電池或燃料電池提供動(dòng)力,似乎都受制于質(zhì)量比參數(shù),它們限制了電動(dòng)汽車的里程和速度。在提高這些車輛的質(zhì)量比功率或者能量儲(chǔ)存性能方面,電池技術(shù)的開發(fā)只取得很小的進(jìn)展。超電容器在增加成本的前提下,可以提高電動(dòng)汽車的加速能力,但是電池面臨的根本的里程限制不會(huì)得到顯著改善。盡管最近先進(jìn)電池協(xié)會(huì)加強(qiáng)了重視,因而有可能產(chǎn)生新的結(jié)果,但是這些都只是隨著時(shí)間不斷累積的小進(jìn)步,除非基礎(chǔ)研究能夠提出明顯不同的方法。利用燃料電他的電動(dòng)汽車間樣存在儲(chǔ)存氫氣的質(zhì)量比問題。具有創(chuàng)新性的替代方法,比如利用金屬氫化物,具有取得突破的可能性,但還需要進(jìn)一步的開發(fā)努力。即使對于任何一種可能的電動(dòng)汽車,質(zhì)量比問題都已經(jīng)解決,目前與常規(guī)內(nèi)燃機(jī)汽車相比令人很不滿意的成本問題仍然是它們被廣泛采用的另一個(gè)障礙。