作为曼哈顿计划的一部分，位于美国田纳西州东部的橡树岭国家实验室成立于上世纪40年代，其成立之初的目的是为制造原子弹开发浓缩铀和钚。今天，这个实验室已经是该地区最大的、多学科和能源技术实验室了。

　　实验室的电力传输技术项目主管托马斯·金不久前在一次会议上说：“能源是人类所面对的头号挑战。能源是造成环境和气候变化主要动因，也是国家安全、经济发展和生活质量主要推动力。”

　　提高能源利用效率固然重要，发展替代能源才是关键

　　为了应对能源需求，需要集中精力和资源解决所面对的挑战。气候变化正在发生，现在可以清楚地看到气候变化带来的影响，严重干旱和洪水交替发生。美国的能源基础设施已经老化，需要检修和维护。过去30年，由于投资不足，影响了电力的可靠供应。美国在2003年发生了大停电事故，而且这样的断电在全球都曾发生。

　　托马斯·金指出，当人们观察国际能源生产和消耗时，很多人都在讨论中国和印度的能源需求增长。最近几年，中国的GDP每年以10%的速度递增，这对全球能源和气候将带来重大影响。

　　同时，美国的能源消费依然大于能源产出。托马斯·金说：“大家都在问‘油价什么时候停止上涨？’我的回答是‘那要等到油价对维持现状构成威胁的时候’。”美国每年消耗1400亿加仑汽油，大约占全球石油供给的25%，而美国只拥有世界石油储量的3%～6%。

　　初步估计，美国如要摆脱石油对外依赖，需要增加三分之一的石油产量，并降低三分之一石油消耗。这需要从两方面着手：变更燃料（碳、氢、电力）和提高效率（选择推进装置和车辆系统）。虽然提高车辆效率十分重要，但仅靠提高效率并不能实现能源独立，替代能源才是关键。

　　生物质能植物寻求基因研究突破，非常规石油开采要解决耗能成本问题

　　有人提出，到2025年美国能源供应的25%来自可再生资源。橡树岭实验室完成了一个所谓“十亿吨研究”项目，考察美国土地资源能否提供可持续的生物质能源，了解美国能否在2030年减少30%的石油消耗。研究表明，通过利用林业下脚料和农业资源，这个目标是有可能实现的，但研究并没有指出对食物和燃料供应以及森林资源的影响。

　　在生物原料方面，生物基因是研究重点，如培养耐干旱、抗病虫害的生物能源作物。在转化过程方面，研究的重点是提高成本效率和可行性。非常规石油和生物质原料通过气化过程可以变成化工原料，用于生产氢和其他产品。

　　目前电力占美国能源消耗的45%。解决成本可再生资源问题还有很长路要走，现在的目标是在2015年前，将可再生资源（如光电技术）的成本降到其他发电技术水平。目前可再生资源的成本太高，生物质共燃技术（Co-firing）是成本最低的选项，研究人员正在搞示范项目。

　　另外一种提高能源供应的方法是直接利用非常规石油。加拿大被人们看作“沥青砂沙特”，美国被当作“油页岩沙特”。为了提取这些资源，岩石必须加热，加热这些岩石需要消耗大量能源。有一种方法是在页岩上钻孔，但仍需要加热。人们关心的是，提取石油要消耗什么资源，如果是煤，那只会使问题加剧，因为烧煤要排放大量二氧化碳。

　　混合电力汽车、风能发电、建筑节能都是选项

　　萨博公司（Saab）推出的下一代产品是生物能混合电力车，其利用生物能并将其储存在电池中。人们可以整晚为混合电力汽车充电，要是电用光了，还有液体燃料可以推动继续前进。电价只相当于汽油的一半甚至四分之一，人们可以在夜间用电低谷充电。

　　在全球的夜间全景图中，最亮的地区是美国和西欧。中国和印度也在亮起来，2005年在建电站达1200亿瓦，中国平均每周上马一个电站。发电量的增长令人关注。但由于第三世界国家75%的电厂都用的是传统煤电技术，这会对全球带来严重的影响。

　　风能的商业可行性正在提高，但其面临的挑战是如何提高效率，如何将低速风能高效的转化为电能。另外在美国，各类建筑每年消耗25亿桶石油，这将是降低消耗的一个重要突破口，建筑物消耗电力占全国总量的65%，生成的温室气体占全国的30%。

　　托马斯·金说，能源政策的变化将提升可再生能源的地位。从多种资源角度观察，能源使用将变得非常地域化，以美国为例，西南部可利用可再生能源，中西部是风能，东南部为天然气、核能和生物能。“遗憾的是，能源研究和开发在资金方面投资还相当低，未来会面对更多挑战。