粗略地讲，能源领域有四个部分：1、能源产生;2、能源载体;3、能源传输;4、能源使用。能源产生现在主要靠煤炭、石油、原子能、水电、风电、太阳能、地热等等。除了前两个，后面都是没有碳排放的能源，是考虑发展的方向。尤其是原子能，如果安全性提高使大众接受，也许可以取代煤炭和石油。汽车交通需要的能源载体，现在主要是汽油。这方面正在发生一场革命，也许不久的将来我们就会用蓄电池代替汽油作为主要的能源载体。这是一场影响很大的工业革命。掌握最好的蓄电池技术就和掌握石油一样，是一个国家国力的表现。能源输送，包括电力输送，一个有效的大规模电网，能够帮助我们调剂各地不同的能源需求，开发利用不稳定的能源(像风能和太阳能)。能源使用在家庭方面，主要是取暖、制冷和开汽车(可能还要加上烧饭)。空调制冷是利用热泵原理，把热从冷的地方(室内)抽到热的地方(室外)，效率比较高。但现在的取暖方式，没有利用热泵原理。如果取暖都改用热泵原理(空调反转)，能节省不少能量。现在人们在试图开发高效电热材料，使我们能够很便宜地用热泵原理取暖。另外提高建筑的隔热标准，也应是简单有效的办法。
这些都是我们可以努力的方向，当然还有其他更多需要创新的方向。新的能源计划将是一场新的工业革命，是关系到人类生存地球生存的工业革命。
1拯救地球，急需新能源突破
盖茨说;“世界上还有13亿人从来没有用上电，如果我们真的想帮助这些世界上最贫穷的家庭，当务之急是为这些最贫穷的人提供能源。但是现有的常规能源提供方式却不可避免的会带来环境的恶化。 我们必须要尽快找到一个办法让他们可以获得清洁高效，每个人都能够负担得起的，干净的不排放任何二氧化碳的能源。”利用太阳能和风能可以产生足够的零碳能源，然而在一些地方，并没有充足的太阳光或足够的风力作为能源的可靠依赖。而且，目前在一些贫穷国家，选择这些或其它清洁能源技术依然非常昂贵，难以广泛推广。尽管这些技术正变得日趋成熟，但这些发展中国家不可能一直等待到这些技术便宜到他们可以负担得起，才开始使用更多能源。现在他们依然在建设大量的煤炭和其他矿物燃料的基础设施来满足能量需求。这非常糟糕，但却是可以理解的。我们不可能要求他们置自己经济发展的巨大能量需求不顾，愿意在接下来的几十年里，停止发展，等待可替代的清洁能源技术的产生。
河北钢厂，图片来源：Getty Images
据美国政府的评估，2010至2040年期间能源需求将增长50%以上。也就是说，在未来的几十年，世界将需要更多的能源。但在今天我们最大的能源来源，同时也是产生二氧化碳的主要来源，是造成气候恶化的主要原因。面对如此困境，我们急切需要在清洁能源的发展和研究方面做出巨大创新，包括对太阳能和风力的稳定控制、便宜高效的太阳能板、先进的能源传输和管理设备、更为安全的核能发电厂等等。可再生绿色能源技术已经取得了很大的进步，利用太阳能和风能可以产生更多的零碳能源，这是达到未来零碳排放的一个路径。盖茨说：“仅此一项努力并不能满足世界能源需求，我们仍需要更强大，更便宜的解决方案。 实现这一目标的唯一途径是通过开发新的能源来驱动我们的世界。将大规模的公共研究领域和真正耐心灵活的投资计划紧密联系起来，共同致力于开发和创造一个新的能源结构技术。”
他说: “我问过很多科学家，我们是否可以把目标定在把碳排放量减少一半?” 但这些科学家都一致认为这是不够的。因为二氧化碳在大气中已经徘徊了几十年，即使我们明天停止碳排放，气温仍然会上升。所以我们不仅不能再排放，还需要让已经存在的碳排放一路下跌至零。
2清洁能源开发倚靠政府和私人支持
科学家、工程师和企业家可以发明和扩展创新技术，限制气候变化的影响，同时给大家提供负担得起的和可靠的能源。但是，目前的基础研究、清洁能源投资、监管框架和补贴方案等方式并不能激励投资者将资金投入到那些能真正引起未来能源革命的方案中。而气候变化和世界最贫困地区的能源需求的紧迫性已经不容许我们等待系统地通过正常的操作程序来获得可靠的能量。它要求一个大胆的对零排放能源创新开发的全球化新模式。这个新模式将依赖于政府、研究机构、投资者之间的公私合作伙伴关系。
新模式的基础是必须承诺对基础研究和应用研究给以足够大的经费支持，这里政府应该发挥关键作用。政府有义务保护公众利益，同时也有资源和机制做到这一点。政府在研究方面的投资所创造的初期条件，最终会带来公共利益和私人资本驱动的产业的兴旺发达。
之前，在太空、国防、科技和医学研究等活动中，我们已经看到了政府资助的研究项目所取得的巨大成功。造就我们目前生活方式的许多私人创造力，它们最初的种子正是孕育于这些政府资助项目。可以看到，在清洁能源领域，当前政治意愿正在兴起，试图再次做到这一点。通过快速增加在基础和应用能源研究领域的政府资助，很可能会为我们的能源未来带来突破性技术。
但只依靠政府资助远远不够，还必须让有经验的投资者加入进来，利用他们的技能和资源以驱动从实验室到市场化的创新。私营部门知道如何建立公司，评估成功的潜力，也能够承担创新的思路走向市场的风险。但在目前的商业环境下，由于早期投资的高风险和回报率的不确定性，只有等到能源领域的经济基础进一步转向清洁能源，这些潜在的变革能源系统才可能在传统的天使或VC投资者领域里通过市场考验。经验表明，即使是最有希望的新能源构想也面临着严峻的商业化挑战，充满希望的概念和可行的产品之间有着几乎不可逾越的鸿沟。而目前，这一鸿沟既没有政府资助也没有传统的私人投资可以弥合。要跨越这道鸿沟，一方面需要按比例大规模增加公共研究管道的投资，另一方面要与不同类型的私人投资者紧密合作。这些私人投资者必须富有耐心，愿意投入灵活的风险资本，能够长期致力于新技术开发，愿意支持由公共研究管道所产生的创新理念。
3盖茨和他所倡导的“突破能源联盟”
去年底，在巴黎举行的世界气候变化会议期间，由来自10个国家的超过25个投资者组成的“突破能源联盟”(Breakthrough Energy Coalition)宣布成立，承诺将大力投资可再生能源新研究开发计划。美国微软公司联合创始人比尔˙盖茨是“突破能源联盟”的强力推动者。在宣布联盟成立之前，他已经将多方跨国投资者拉到一起，筹集到数十亿美元的资金。 “突破能源联盟”将致力于私人投资者在新能源开发中所应承担的那部分责任。私人资本将通过创新联盟走到一起，填补新能源开发的资金缺口。这个私人资本组成的投资网络，将通过明智的决定，帮助那些可以为我们的星球带来先进能源的创新项目加速实现。这个计划的成功需要与政府和科研机构的密切合作，以透明和可行的方式客观地评估项目。只有这样，这种全球性问题才有望得到解决。投资者必定面临能源跃变的不确定性的巨大风险，但长期来说，也具有高额回报的可能性。一旦成功，他们将掌握未来主流市场的清洁能源，成为地球未来发展所需要的经济基础。在接下来的几年里，联盟各成员将共同努力，制定有效的和创造性的机制，分析已知研究管道的投资潜力，建立多样化投资工具以使用这些投资，同时招募更多的投资者加入联盟。
“突破能源联盟”的创新项目将主要投资于众多早期阶段的清洁能源企业。最革命性的想法一定产生于研究机构，而最大的资金缺口是使这些想法走出实验室并走向市场。联盟将采取灵活的做法，在早期阶段，提供种子、天使和A系列的投资，一旦这些投资去风险化后，期望传统的商业资本将投资于接下来的各个阶段。
我们不知道最好的想法，即那些能让世界过渡到近零排放的未来能源的想法，将出自哪里，所以联盟将在多个领域进行投资，包括新的发电和存储方案、交通运输、工业和农业用途、提高能源系统效率等各方面。联盟一方面致力于开发新技术，同时也寻求可以使目前的能源技术效率大幅提高、更规模化和花费更合理的创新技术。无论是核心技术还是高效有利的技术，关键的因素必须是通过一个可靠的途径，可以迅速规模化的为最多人口提供负担得起的能源的，并无须对包括土地在内的重要资源依赖过重。
在新能源开发领域，有效的融资所面临的挑战之一是在技术审查和基础科学及技术的分析方面对投资决策的指导缺乏深度。为了解决这个问题，联盟将与世界上最优秀的人才合作，与世界领先的公共和私营机构结成伙伴关系去指导投资决策。由于创新的基础很可能来源于政府研究管道，联盟的投资将重点放在已承诺参与“创新使命”(Mission Innovation)的国际项目的那些国家。这些国家政府承诺为其资助的研究管道提供更多资金，愿意使用政府的智能开发资金加大其国内研究部门的创新速度，同时也承诺会帮助世界寻找由气候恶化、电力成本增高、能源价格波动造成的严重问题的解决办法。
4寄语青年人——投身新能源挑战
今年2月，盖茨在以他和妻子的名字命名的慈善组织的年度信里向年轻人表达了他对未来的看法。他对我们的未来持乐观态度，预言研究人员将在未来15年之内“发现一个清洁能源的突破，拯救我们的星球并驱动我们的世界”，但这需要青年人、投资者和政府机构的共同努力。
比尔˙盖茨，图片来源：Shannon Stapleton/Reuters
盖茨说：“总之，我们需要一个能源奇迹，而我所说的“奇迹”，并不是指那些不可能的事。我曾经见证过奇迹的发生。个人电脑、互联网、脊髓灰质炎疫苗，这些都不是偶然发生的。它们是研究和创新的结果，是人类能力的体现。 如果我们要在本世纪结束时得到零排放，我们需要巨量的研究，获得数以千计的新思路——甚至是那些听起来有些疯狂的思路。也许大部分的想法都不可行，但没关系，每一个失败都会让我们从中学到有用的东西，并带领我们前行。正如托马斯˙爱迪生所说;‘我不是失败了10，000次，而是找到了10，000 种不可行的方法。’”
盖茨鼓励青年人投身到寻找新能源的挑战中去，他说：“为帮助这个事业，你可能想知道你可以来做些什么。首先，要让每个人知道接受这个能源挑战是非常重要的。许多年轻人已经积极参与到气候和能源问题中，但我相信他们可以做得更多。你们这一代人是历史上最具全球视野的一代人，擅长用超越国界的目光看待我们世界的难题。这将是一笔宝贵的财富，因为在未来数十年我们将着力于全球解决方案的工作。而且，如果你正是那个对解决世界能源挑战具有某些看起来非常疯狂的想法的人，那么这个世界需要你。从现在开始，格外努力地学习数学和科学会帮助你找到答案。”
致力于消除贫穷、拯救地球，盖茨的全球新能源“登月计划”已经起航。它将以更大胆更激进的方式推进创新，呼招全人类的智慧和良知，跨越国家、宗教和种族的藩篱，共同努力，为后世创造美好家园。
