油价的不断攀升、各国对能源安全的高度关注以及气候变化对人类产生的影响等使新能源的投资额上升。这里的新能源或者说“替代能源”大致可以分为两类:一是用生物和化石原料制成的石油替代物,如乙烷、生物柴油、生物丁醇、二甲醚、煤制油、油砂、油页岩;二是发电形式的替代,包括电力储存技术,如风能、太阳能光伏发电、太阳热发电、潮汐能、生物燃料、燃料电池、电池组等。
这些替代能源大部分是绿色清洁能源,但像煤制油和油砂这类的替代能源实际上比石油要“脏”,生物柴油等替代能源产生的环境效益还能抵消潜在的二氧化碳排放。生产替代能源的技术方法非常多,有蒸馏法、气化法、微藻法等。
传统的化石燃料历经成千上万年才能从生物能转化成含有高能量的固体、液体和气体,人们利用这些能源只需要开采技术和运输技术。而替代能源与之不同,它在很大程度上依赖于特殊的工程设备来生成或转化,需要高科技制造加工。然而,替代能源从原材料到生产的整个供应链又很难从采矿、运输和原料生产上脱离化石能源。替代能源面临着一个很大的挑战,那就是如何取代以化石燃料为基础的供应链,形成一套自己的供应链,从而打破其对化石燃料基础的依赖。
社会上关于替代能源的探讨常常简化到相对于传统化石燃料的资产成本评估和碳足迹的比较。然而,单纯用货币衡量隐藏了其背后复杂的问题,这些问题包括潜在的可行性、可扩性、合理性以及追求特殊可替代技术路线的合适性。尽管资金对替代能源的发展是必要的,但是资金只是调动一系列可用于制造能源的资源的标志而已。从物质条件来看,评估替代能源发展的潜力显得更加复杂,因为这涉及最终用途的能源需求、资源使用权衡(包括水和土地)以及原料的稀缺。
同样的,人们总是认为替代能源能够天衣无缝地替代石油、天然气或者煤。它设计的初衷确实如此,但事实并非如此。替代能源要融入到现有的能源系统中需要在新设备和新基础设施上投入巨资,生产这些设备和基础设施又需消耗大量的资源。然而这样的投资,资金已经很难保证。这就引发了一个新的问题,假如不改变当前已有的大规模集中能源系统,向替代能源转型是否合适。替代能源的原料分布非常广泛,因此有必要考虑在不同的资源产地发展不同形式的能源。
单选出一种方式来评价某种替代能源的前景是不太现实的。这个问题很复杂而且是多层面的,政治偏见、忽视基础科学以及不够重视这个问题的重要程度使之更加复杂。影响因素有很多,下面将主要讨论九个方面。