本文發表於《大眾科學》的前部落格網路，反映了作者的觀點，不一定代表《大眾科學》的觀點
在加拿大滑鐵盧的一家理論物理研究所考慮未來太陽能-氫經濟的前景，似乎有點荒謬。畢竟，加拿大是非常規石油之都，也被稱為油砂，也被稱為焦油砂，每天向美國供應超過一百萬桶石油。而當今現有氫經濟（每年 2000 億美元的產業）的主要用途是將高能分子新增到這些非常規石油中，使其更適合全球能源基礎設施。
但是，上週在滑鐵盧全球科學倡議的赤道峰會上，一個替代性的氫能未來以“人工光合作用”的新面貌得到了考慮。峰會的努力將“未來領導者”與老牌科學家配對，共同設想 2030 年的新能源情景，該情景將減少溫室氣體排放，限制依賴燃燒化石燃料的全球社會，併為今天數十億沒有享受到現代能源的人們提供現代能源。
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僅憑最後一個事實就可能表明，世界將需要更多能源，無論是哪種能源。“地球就像一個 14 太瓦的燈泡，始終亮著，”阿爾伯塔大學的化學家 Jillian Buriak 指出，她正在研究奈米級太陽能解決方案，並協助為峰會提供建議。到 2030 年，“根據最保守的數字，我們需要 28 到 35 太瓦的電力”才能為 70 多億人提供足夠的能源。
然而，儘管上個世紀的技術創造了奇蹟，但它們可能無法勝任滿足本世紀需求的任務。“我們在 20 世紀學到的是，我們學會了鑽入地下開採石油和天然氣，將其轉化為食物並食用，”滑鐵盧大學的政治學家托馬斯·霍默-迪克森補充道。這使得 20 世紀人類人口翻了一番，農業產量增加了三倍。與此同時，全球能源消耗增加了 80 倍。
讓能源使用趨勢繼續下去是赤道峰會的主要目標。經過四天的會談、演講和工作，投票結果出來了。未來領導人就以下方案達成一致：快中子增殖堆和其他替代核反應堆，包括基於釷的燃料迴圈；地熱；大規模可再生能源裝置和電網級電池系統；建設更多節能城市（以及改造現有建築）；電氣化交通並利用技術促進更好地利用公共交通，例如使用允許公交車跟蹤以消除不必要等待的應用程式；以及農村電氣化方案，該方案將靈活的塑膠光伏與先進電池相結合。
氫能沒有入選最終方案，可能是因為它目前主要透過混合天然氣和高溫蒸汽來製造。將這些技術擴大規模以取代化石燃料的巨大挑戰也沒有進入討論範圍。僅考慮到建立依賴高功率質子粒子加速器的釷燃料反應堆的技術挑戰，這可能已經證明任何核能結果的喪鐘。
更好的電池——或者像澳大利亞新南威爾士大學的化學家瑪麗亞·斯基拉斯-卡扎科斯所說的那樣，“瓶子裡的電”——將是許多這些解決方案的關鍵，允許儲存電能。就目前而言，沒有任何電池的能量密度能與液體燃料相提並論；汽油每公斤儲存 12,000 瓦時，而當今最好的鋰離子電池僅為每公斤 150 瓦時。“它永遠無法達到汽油的水平。否則就是炒作，”滑鐵盧大學的電池化學家琳達·納扎爾說。“大自然不允許我們達到那個水平。”
當然，最重要的是參與者未來會做什麼，或者是否會做任何事情。峰會的結論可能會在各種場合展示，從 2012 年達沃斯的世界經濟論壇到明年二月在溫哥華舉行的美國科學促進會。無論如何，峰會最重要的貢獻可能是將其中一些想法植入那些在 2030 年仍將制定政策決策的人們的腦海中。
而最重要的變革可能在於細節：更好的建築隔熱，每升汽油或柴油行駛更遠的車輛，以及更高效的冷卻和供暖系統。“最重要的能源技術是建築，”能源專家沃爾特·帕特森說。
畢竟，如果整個加拿大將其目前的爐子更換為市場上最有效的型號，天然氣的使用量將驟降，燃燒氣態化石燃料產生的溫室氣體排放量將下降 40%。“沒有任何可再生能源能在如此規模上使碳排放量減少 40%，”曼尼託巴大學的環境科學家瓦茨拉夫·斯米爾指出，他一生致力於研究能源轉型，例如從木材到煤炭的轉型。“更換爐子就是一種能源轉型。”而且是需要加速的轉型。
圖片來源：NASA 地球觀測站圖片，由 Jesse Allen 和 Robert Simmon 使用 NASA EO-1 團隊提供的 EO-1 ALI 資料製作