摘自第八章〈創新未來〉
不久前，在荷蘭的大型港口城市鹿特丹的一個社區裡，出現三個奇怪的藍色立方體。它們跟貨櫃差不多大，頂部有些管子，但除此之外沒有其他線索可以解釋它們的用途。路過的人可能會想像，是不是外星人將某種奇特的新技術帶到風景如畫的羅森堡社區。事實上，這些藍色盒子使用再生電能將水分解成氫和氧，然後將這種「環保氫氣」輸送到附近的一棟公寓裡，在那裡會燃燒氫氣來點燃鍋爐，為一部分的大樓提供暖氣。直到幾年前，該建築還在使用天然氣供熱。
在五千英里之外的德州，有個更大的工業計畫出現在那裡的地平線上。這是一座很不尋常的新型電廠，雖然也燃燒天然氣，但會在捕捉碳排放後，將其埋在地下。還有一個進行中的計畫，會在英國建造一座更大規模利用這技術的電廠，而碳排放會封存在北海的地底下。
在美國遙遠的西北部，一項新型核子反應爐的計畫已進到後期階段。它的設計理念比傳統核子反應爐更安全，並且更具模組化，這麼一來許多零件都能在工廠中生產──有望克服給舊式核電廠帶來困擾的那種昂貴的大型建設失誤。這個計畫是由奧勒岡州的一間公司，為愛達荷州的一座廠址進行開發，人們對這個計畫賦予厚望，希望能重新振興美國的核能產業。
上述的三種技術目前都還沒有準備好投入大規模使用。很難說它們在未來是否可行或能夠提供經濟價值。但這些技術都值得關注，因為它們都是為了發明未來而做的努力，期待創造出能在二○三○年代和二○四○年代大規模投入使用、並降低碳排放的技術。
在這本書中我們主張，二○二○年代的現行技術，就很有可能讓我們實現氣候目標。我們需要在再生能源、電動車和電動巴士、建築的全面電氣化以及修復我們的城市各方面加強努力。但是，雖然這樣力道的加深很關鍵，仍不足以確保未來的氣候宜居。請記住，我們只能藉由將碳排放降至零來解決這個問題──而對於那些仰賴化石燃料的重要經濟活動，我們目前還不知道如何做到這一點。
例如，我們該如何應對飛機的碳排放？飛機的碳排放目前相對較少，但卻在快速增加。短程班機或許可以改用以電池供電的飛機，目前人們正在研發這類飛機，但長途班機仍然需要液態燃料。那麼消耗大量化石燃料的大型航運呢？在前一章中，我們討論到生產鋼鐵和水泥等散料的碳排放以及減少這類排放的實驗性作法──就算已付出這些努力，我們離徹底解決這些產業整體排放的問題，還有很長的路要走。
面對當前的危機，人類社會既需要將太陽能和風電等既有技術推向極限，同時也需要創新。我們必須創造出能夠在大幅減少碳排放的同時，也提供人們所需的商品和服務的新技術。在世界各地，工程師、公司和大學機構已經在積極研究。然而，實驗室規模的研究進展過於緩慢。更糟糕的是，那些在早期示範階段已證明可行的技術，其進展仍緩慢得就像蝸牛爬行。當然，最根本的問題是資金。對能源技術來說，由於規模龐大，單個前導計畫的成本可能就高達十億美元或更多。私人企業通常願意投入大筆資金，但當企業為了實現社會目標，冒著很大的風險投入未經驗證的技術時，他們通常會需要政府的一些協助。
直到最近，美國政府每年花在能源研究上的支出大約為一百億美元，其中只有不到一半被用在我們認為可能產出真正創新的項目上。這可說是國家的恥辱：美國人民每年在慶祝萬聖節上的支出，比他們花在能夠拯救地球的能源創新研究還要多。這種情況在二○二一年底有了重大改變，美國總統拜登在國會推動一項重大基礎設施的投資法案。這項法案包含用在氣候和能源研究的數十億美元，以及用在部署新能源技術的高額租稅減免。這筆新的資金應該會促使某些有前景的技術展開大規模測試。不幸的是，該法案只獲得極少數共和黨議員支持下通過。如果未來共和黨上台，那麼華府對能源創新才剛萌芽的興趣，就會有所縮減。
世界的富裕國家大量投資創新技術，是道義上的必然。自工業革命以來，歐洲和美國這些最富有的地區一直是創新的源頭。這些地區很大一部分是靠著燃燒化石燃料致富的，因此他們要為我們現在的處境負很大一部分的責任。這代表美國和歐盟，以及日本、加拿大和澳洲等其他富裕國家，不僅需要減少自己的排放，還需要領銜開發出能全世界適用的新技術。因為只有這些富裕國家，兼具技術實力和所需資金。
拜登的基礎設施法案，只不過等同於政府在應對氣候危機上，需要採取的措施的頭期款。美國公民必須要求政府將投資創新能源研究的資金提高三或四倍，並督促其他富裕國家也這樣做。這類計畫需要為大學實驗室提供更多資金，以進行最早期的研究。同樣重要的是，政府需要協助實驗室將這些創新科技的規模商品化。這代表要投入一筆高額的賭注在首度問世的電廠類型和其他大型、昂貴的工程項目上。納稅人的錢是珍貴的，當然必須明智地使用。與此同時，如果這些大型項目都沒有失敗，那就代表著政府及其選擇支持的創新者不夠大膽。部分項目不可避免地會失敗，這正是私人企業不敢獨自承擔這項任務的原因。有時，這些首度問世的項目可能獲得大量的投資，因此任務失敗可能會導致公司破產。
在開始推動這類創新時，政府尤其應該遵循技術學習率的概念。最適合加速發展的技術，是那些剛開始變便宜的潔淨科技，而這計畫的目標是加快降價的速度，直到它們變得負擔得起。同樣地，當全新的技術還很昂貴時，當然應該獲得政府的補助和其他的財政支持，但只應支持到搞清楚這些技術是否具有大幅降低成本潛力的時間為止。失敗的技術需要及早放棄，而納稅人的錢應該用於進一步發展可能成功的技術。正因為如此，負責審核政府補助案的公務員，在面對新技術時，需要反覆詢問本書中多次提到的問題：這項技術是否已站在學習曲線上？
需要開發的技術可能有數千種，因為在二○二○年代，真的沒有人能預測到二○五○年代或二○八○年代的社會需要什麼。但是，值得在未來五到十年大力推動的某些技術已經出現在眼前。其中最重要的是那些有潛力跟再生電力互補的技術，能平衡風電、太陽能和水力發電的不穩定。為了實現我們的氣候目標，我們最晚要在二○四○年代（甚至更早）之前，就需要擁有這些能支援電網的技術。本章的其他部分描述這個層面中最有前景的四種方案。這些技術都
需要政府和企業之間的密切合作。
氫能：從炒作到希望
幾十年來，「氫能經濟」（hydrogen economy）即將降臨的想法一直在遠方閃爍，像是沙漠中的海市蜃樓。關於人們在開始使用氫能代替化石燃料時所期待的奇蹟，已經有幾本專書在討論。
自一九七○年代的石油危機以來，氫能經歷過至少兩波很顯著的投資熱潮。各國政府已投入數十億美元期望能夠實現氫能經濟，尤其是日本政府，他們看到一個能夠立足未來產業前緣的機會。如今，市面上已有使用氫能驅動的車輛、卡車和公車，其中大部分是日本研發的。
然而，這兩波的投資產出的氫能太少，熱議太多。
要把氫素當成燃料使用的障礙，從研發至今都依舊很大。這些氫能源車的銷量不佳，而如果你有機會在極少數提供這些車輛的地區（像是加州）租到一台氫能源車，請先有預期會遇到某些嚴重的補給障礙，像是有時候需要在數量稀少的加氫站大排長龍。開這種車進行長途旅行，也必須承擔沒有燃料的風險。
早期的炒作總是七分假三分真。氫能的確具備一些近乎奇蹟的特性，而且在減少化石燃料的某些難以消滅碳排放的這個面向來說，氫能幾乎確實能扮演重要角色。最近許多政府和企業領袖已經意識到這一點，包含那些過去對氫能源持懷疑態度的人。我們看到氫能相關的投資增加，也有人承諾會推動將氫能應用在各種目的的示範計畫。國際能源署近期的報告指出，全球有十七個國家的政府已經制定氫能源的戰略，還有二十個國家正在制定中。
為什麼氫能是如此充滿潛力的神奇燃料？最主要是因為氫素很簡單。氫素是宇宙中最輕的元素，大部分的氫素由一個質子，和繞著質子旋轉的電子組成。如果你燃燒氫素，兩個氫分子會空氣中的一個氧分子結合，產生一股能量，和一種正式名稱為一氧化二氫的新化合物──也就是水。由於氫素是如此簡單的分子，所以燃燒氫就不會像燃燒組成較複雜的燃料那般產生汙染。如果有座城市只有燃燒氫的車輛和電廠，那麼空氣汙染將大幅降低。如果我們能在全世界實現這項目標，光是更乾淨的空氣就能拯救數百萬條的人命。而且你甚至不需要燃燒氫就能使用它。所謂的燃料電池可以將氫素與空氣中的氧結合，產生電能和熱能，而且不用實際燃燒氫。現有的氫能源車和卡車實際上是由氫燃料電池所供電的電動車。它們的排氣管只會排放水蒸氣。
氫素的問題在於，從某種重大的意義來說，它根本不是一種燃料。專家們將之稱為「能源載體」（energy carrier）。氫素的活性很大，容易跟其他元素結合，因此在地球上不存在單獨的氫素，或至少數量並不可觀。這代表你無法像開採煤礦或石油那樣挖出氫能源並賣給人們。如果你想使用氫，你必須藉由分解某種化學化合物（通常是水）來製造氫素，而這會需要從另一個來源輸入能量。如果是由化石燃料提供能量的話，我們的整體碳排放還是沒有減少。所以如果我們要大規模使用氫能源，我們需要用另一種方式來生產它。
氫素有一些缺點，最大的缺點是氫素可能會爆炸，但也有一個巨大的優點：你可以儲存氫素。現代高強度的儲存槽和管線通常可以安全地儲存和輸送氫素。而氫素能夠儲存的這一點，是讓氫能源有潛力參與能源轉型的關鍵之一。我們回顧一下那些常用來反駁再生能源的論點：陽光並非總是普照，風也不是總是吹拂。我們已經證明過這種論點稍嫌誇大，而且若要在近年內大規模應用這些能源，這些特性也不會實際造成阻礙。然而就長線來看，我們確實面臨到一些難題。許多研究認為，只要發電的成本保持合理，電力系統可以使用風力機和太陽能電池板來供應高達百分之七十或百分之八十的電力，但要突破這數字就有難度。原因是，電力系統有時可能需要在幾乎沒有再生能源產出的情況下，連續運行數日。在短期內，我們正使用燃氣電廠來填補這個空缺，從長線來看，我們需要其他替代方案。
其中一個可能的選項是，把過剩的電力儲存起來，並在短缺的時候使用這些儲備電力。電池也許可以為我們儲存能用幾個小時的電力，但我們或許需要數天甚至數週的供應，而且即使在幾十年後，電池的價格可能依舊高昂，無法用於這樣長時間的儲存。我們反而可以利用多餘的電力分解水分子，再將氫素打入鹽洞或其他大型儲藏處。人們使用這種名為電解的製程來製造氫素，已有一個世紀之久。你甚至可能在高中化學課上親自動手操作過。如果我們的電解槽設備，是使用再生能源將水分子分解為氫素和氧素來大規模製造氫能源的話，我們就能夠儲存氫能源，彌補電廠發電量不足時的短缺。
目前全球每年製造出數百萬噸的氫素。這種化合物大規模應用在不同工業中，特別是生產化學品和提煉石油。但一般而言，工業並不是靠電解來製造氫素。而是由天然氣中提取氫素，因為天然氣主要由甲烷組成：這種化學化合物，是由一個碳原子與四個氫原子結合。這種生產氫素的原理，是把氫原子剝離後，將碳原子以二氧化碳的形式排放到大氣中──因而成為造成全球暖化問題的另一個來源。企業會這麼做的部分原因，是因為他們可以免費處置廢棄的二氧
化碳，所以生產這種「灰氫」（gray hydrogen）的過程比電解來得便宜。如果企業被迫在一夜之間改使用電解，氫素的生產成本大概會多四倍。
但是在近期，某些用於電解的設備價格已經下降。雖然還仍在發展前期，但隨著大學和新創公司正努力試圖讓這製程變得更便宜和更具效率，估計又會掀起一波熱潮。電解槽已經位於學習曲線上──每當這些設備的累積生產量翻倍，它們的成本就會下降大約百分之十六。
另一項關鍵因素將會是有沒有大量且便宜的電力供應電解槽的運作，而隨著風電和太陽能成本的下降，這項技術的前景一片看好。如果用這種製程所產出的便宜氫素，即所謂的「綠氫」（green hydrogen），變得愈來愈容易取得，電力的儲存只不過是我們發展相關應用的起點。譬如，綠氫也許會是消除某些工業種類碳排放的唯一可行途徑。在第七章中，我們曾提到這或許是整治鐵和鋼生產方式的最佳做法。化學工業也因為依賴天然氣，所以是大型的碳排放來源。製造對世界糧食供應至關重要的氮肥，也需要使用大量的天然氣。而因為氫素能夠在這些產業中，扮演跟化石燃料一樣的角色，因此如果氫素的供應充足，這些產業都可能變得更環保。
而且，氫能還可以經過處理變成液態燃料，會比氣態的氫素更方便運輸和處理。其中一個例子是氨，它被用作肥料，但也可以當成燃料燃燒。理論上，氫素也可以轉化成和航空煤油或柴油類似的其他液態燃料，並可直接使用於現有的飛機、卡車和船隻。這項製程所需的核心技術，從一九二○年代就存在至今，也在二戰時間用來為德國提供液態燃料。但問題仍然是成本。如今，這種製程生產出的燃料價格可能是化石燃料的幾倍。面對這情況，需要政府的集中投資來降低成本。而關鍵的第一步是替再生能源制定出更有野心的目標，才能提供足以用來生產氫素的能源。但毫無疑問的是，目前人們對於氫素的熱度和期待，有可能會因為發現到大量生產和使用上，所帶來的實際經濟效果而降溫，但是就某些特定的需求來說，也許能證明潔淨的氫素是不可或缺的。
不久前，在荷蘭的大型港口城市鹿特丹的一個社區裡，出現三個奇怪的藍色立方體。它們跟貨櫃差不多大，頂部有些管子，但除此之外沒有其他線索可以解釋它們的用途。路過的人可能會想像，是不是外星人將某種奇特的新技術帶到風景如畫的羅森堡社區。事實上，這些藍色盒子使用再生電能將水分解成氫和氧，然後將這種「環保氫氣」輸送到附近的一棟公寓裡，在那裡會燃燒氫氣來點燃鍋爐，為一部分的大樓提供暖氣。直到幾年前，該建築還在使用天然氣供熱。
在五千英里之外的德州，有個更大的工業計畫出現在那裡的地平線上。這是一座很不尋常的新型電廠，雖然也燃燒天然氣，但會在捕捉碳排放後，將其埋在地下。還有一個進行中的計畫，會在英國建造一座更大規模利用這技術的電廠，而碳排放會封存在北海的地底下。
在美國遙遠的西北部，一項新型核子反應爐的計畫已進到後期階段。它的設計理念比傳統核子反應爐更安全，並且更具模組化，這麼一來許多零件都能在工廠中生產──有望克服給舊式核電廠帶來困擾的那種昂貴的大型建設失誤。這個計畫是由奧勒岡州的一間公司，為愛達荷州的一座廠址進行開發，人們對這個計畫賦予厚望，希望能重新振興美國的核能產業。
上述的三種技術目前都還沒有準備好投入大規模使用。很難說它們在未來是否可行或能夠提供經濟價值。但這些技術都值得關注，因為它們都是為了發明未來而做的努力，期待創造出能在二○三○年代和二○四○年代大規模投入使用、並降低碳排放的技術。
在這本書中我們主張，二○二○年代的現行技術，就很有可能讓我們實現氣候目標。我們需要在再生能源、電動車和電動巴士、建築的全面電氣化以及修復我們的城市各方面加強努力。但是，雖然這樣力道的加深很關鍵，仍不足以確保未來的氣候宜居。請記住，我們只能藉由將碳排放降至零來解決這個問題──而對於那些仰賴化石燃料的重要經濟活動，我們目前還不知道如何做到這一點。
例如，我們該如何應對飛機的碳排放？飛機的碳排放目前相對較少，但卻在快速增加。短程班機或許可以改用以電池供電的飛機，目前人們正在研發這類飛機，但長途班機仍然需要液態燃料。那麼消耗大量化石燃料的大型航運呢？在前一章中，我們討論到生產鋼鐵和水泥等散料的碳排放以及減少這類排放的實驗性作法──就算已付出這些努力，我們離徹底解決這些產業整體排放的問題，還有很長的路要走。
面對當前的危機，人類社會既需要將太陽能和風電等既有技術推向極限，同時也需要創新。我們必須創造出能夠在大幅減少碳排放的同時，也提供人們所需的商品和服務的新技術。在世界各地，工程師、公司和大學機構已經在積極研究。然而，實驗室規模的研究進展過於緩慢。更糟糕的是，那些在早期示範階段已證明可行的技術，其進展仍緩慢得就像蝸牛爬行。當然，最根本的問題是資金。對能源技術來說，由於規模龐大，單個前導計畫的成本可能就高達十億美元或更多。私人企業通常願意投入大筆資金，但當企業為了實現社會目標，冒著很大的風險投入未經驗證的技術時，他們通常會需要政府的一些協助。
直到最近，美國政府每年花在能源研究上的支出大約為一百億美元，其中只有不到一半被用在我們認為可能產出真正創新的項目上。這可說是國家的恥辱：美國人民每年在慶祝萬聖節上的支出，比他們花在能夠拯救地球的能源創新研究還要多。這種情況在二○二一年底有了重大改變，美國總統拜登在國會推動一項重大基礎設施的投資法案。這項法案包含用在氣候和能源研究的數十億美元，以及用在部署新能源技術的高額租稅減免。這筆新的資金應該會促使某些有前景的技術展開大規模測試。不幸的是，該法案只獲得極少數共和黨議員支持下通過。如果未來共和黨上台，那麼華府對能源創新才剛萌芽的興趣，就會有所縮減。
世界的富裕國家大量投資創新技術，是道義上的必然。自工業革命以來，歐洲和美國這些最富有的地區一直是創新的源頭。這些地區很大一部分是靠著燃燒化石燃料致富的，因此他們要為我們現在的處境負很大一部分的責任。這代表美國和歐盟，以及日本、加拿大和澳洲等其他富裕國家，不僅需要減少自己的排放，還需要領銜開發出能全世界適用的新技術。因為只有這些富裕國家，兼具技術實力和所需資金。
拜登的基礎設施法案，只不過等同於政府在應對氣候危機上，需要採取的措施的頭期款。美國公民必須要求政府將投資創新能源研究的資金提高三或四倍，並督促其他富裕國家也這樣做。這類計畫需要為大學實驗室提供更多資金，以進行最早期的研究。同樣重要的是，政府需要協助實驗室將這些創新科技的規模商品化。這代表要投入一筆高額的賭注在首度問世的電廠類型和其他大型、昂貴的工程項目上。納稅人的錢是珍貴的，當然必須明智地使用。與此同時，如果這些大型項目都沒有失敗，那就代表著政府及其選擇支持的創新者不夠大膽。部分項目不可避免地會失敗，這正是私人企業不敢獨自承擔這項任務的原因。有時，這些首度問世的項目可能獲得大量的投資，因此任務失敗可能會導致公司破產。
在開始推動這類創新時，政府尤其應該遵循技術學習率的概念。最適合加速發展的技術，是那些剛開始變便宜的潔淨科技，而這計畫的目標是加快降價的速度，直到它們變得負擔得起。同樣地，當全新的技術還很昂貴時，當然應該獲得政府的補助和其他的財政支持，但只應支持到搞清楚這些技術是否具有大幅降低成本潛力的時間為止。失敗的技術需要及早放棄，而納稅人的錢應該用於進一步發展可能成功的技術。正因為如此，負責審核政府補助案的公務員，在面對新技術時，需要反覆詢問本書中多次提到的問題：這項技術是否已站在學習曲線上？
需要開發的技術可能有數千種，因為在二○二○年代，真的沒有人能預測到二○五○年代或二○八○年代的社會需要什麼。但是，值得在未來五到十年大力推動的某些技術已經出現在眼前。其中最重要的是那些有潛力跟再生電力互補的技術，能平衡風電、太陽能和水力發電的不穩定。為了實現我們的氣候目標，我們最晚要在二○四○年代（甚至更早）之前，就需要擁有這些能支援電網的技術。本章的其他部分描述這個層面中最有前景的四種方案。這些技術都
需要政府和企業之間的密切合作。
氫能：從炒作到希望
幾十年來，「氫能經濟」（hydrogen economy）即將降臨的想法一直在遠方閃爍，像是沙漠中的海市蜃樓。關於人們在開始使用氫能代替化石燃料時所期待的奇蹟，已經有幾本專書在討論。
自一九七○年代的石油危機以來，氫能經歷過至少兩波很顯著的投資熱潮。各國政府已投入數十億美元期望能夠實現氫能經濟，尤其是日本政府，他們看到一個能夠立足未來產業前緣的機會。如今，市面上已有使用氫能驅動的車輛、卡車和公車，其中大部分是日本研發的。
然而，這兩波的投資產出的氫能太少，熱議太多。
要把氫素當成燃料使用的障礙，從研發至今都依舊很大。這些氫能源車的銷量不佳，而如果你有機會在極少數提供這些車輛的地區（像是加州）租到一台氫能源車，請先有預期會遇到某些嚴重的補給障礙，像是有時候需要在數量稀少的加氫站大排長龍。開這種車進行長途旅行，也必須承擔沒有燃料的風險。
早期的炒作總是七分假三分真。氫能的確具備一些近乎奇蹟的特性，而且在減少化石燃料的某些難以消滅碳排放的這個面向來說，氫能幾乎確實能扮演重要角色。最近許多政府和企業領袖已經意識到這一點，包含那些過去對氫能源持懷疑態度的人。我們看到氫能相關的投資增加，也有人承諾會推動將氫能應用在各種目的的示範計畫。國際能源署近期的報告指出，全球有十七個國家的政府已經制定氫能源的戰略，還有二十個國家正在制定中。
為什麼氫能是如此充滿潛力的神奇燃料？最主要是因為氫素很簡單。氫素是宇宙中最輕的元素，大部分的氫素由一個質子，和繞著質子旋轉的電子組成。如果你燃燒氫素，兩個氫分子會空氣中的一個氧分子結合，產生一股能量，和一種正式名稱為一氧化二氫的新化合物──也就是水。由於氫素是如此簡單的分子，所以燃燒氫就不會像燃燒組成較複雜的燃料那般產生汙染。如果有座城市只有燃燒氫的車輛和電廠，那麼空氣汙染將大幅降低。如果我們能在全世界實現這項目標，光是更乾淨的空氣就能拯救數百萬條的人命。而且你甚至不需要燃燒氫就能使用它。所謂的燃料電池可以將氫素與空氣中的氧結合，產生電能和熱能，而且不用實際燃燒氫。現有的氫能源車和卡車實際上是由氫燃料電池所供電的電動車。它們的排氣管只會排放水蒸氣。
氫素的問題在於，從某種重大的意義來說，它根本不是一種燃料。專家們將之稱為「能源載體」（energy carrier）。氫素的活性很大，容易跟其他元素結合，因此在地球上不存在單獨的氫素，或至少數量並不可觀。這代表你無法像開採煤礦或石油那樣挖出氫能源並賣給人們。如果你想使用氫，你必須藉由分解某種化學化合物（通常是水）來製造氫素，而這會需要從另一個來源輸入能量。如果是由化石燃料提供能量的話，我們的整體碳排放還是沒有減少。所以如果我們要大規模使用氫能源，我們需要用另一種方式來生產它。
氫素有一些缺點，最大的缺點是氫素可能會爆炸，但也有一個巨大的優點：你可以儲存氫素。現代高強度的儲存槽和管線通常可以安全地儲存和輸送氫素。而氫素能夠儲存的這一點，是讓氫能源有潛力參與能源轉型的關鍵之一。我們回顧一下那些常用來反駁再生能源的論點：陽光並非總是普照，風也不是總是吹拂。我們已經證明過這種論點稍嫌誇大，而且若要在近年內大規模應用這些能源，這些特性也不會實際造成阻礙。然而就長線來看，我們確實面臨到一些難題。許多研究認為，只要發電的成本保持合理，電力系統可以使用風力機和太陽能電池板來供應高達百分之七十或百分之八十的電力，但要突破這數字就有難度。原因是，電力系統有時可能需要在幾乎沒有再生能源產出的情況下，連續運行數日。在短期內，我們正使用燃氣電廠來填補這個空缺，從長線來看，我們需要其他替代方案。
其中一個可能的選項是，把過剩的電力儲存起來，並在短缺的時候使用這些儲備電力。電池也許可以為我們儲存能用幾個小時的電力，但我們或許需要數天甚至數週的供應，而且即使在幾十年後，電池的價格可能依舊高昂，無法用於這樣長時間的儲存。我們反而可以利用多餘的電力分解水分子，再將氫素打入鹽洞或其他大型儲藏處。人們使用這種名為電解的製程來製造氫素，已有一個世紀之久。你甚至可能在高中化學課上親自動手操作過。如果我們的電解槽設備，是使用再生能源將水分子分解為氫素和氧素來大規模製造氫能源的話，我們就能夠儲存氫能源，彌補電廠發電量不足時的短缺。
目前全球每年製造出數百萬噸的氫素。這種化合物大規模應用在不同工業中，特別是生產化學品和提煉石油。但一般而言，工業並不是靠電解來製造氫素。而是由天然氣中提取氫素，因為天然氣主要由甲烷組成：這種化學化合物，是由一個碳原子與四個氫原子結合。這種生產氫素的原理，是把氫原子剝離後，將碳原子以二氧化碳的形式排放到大氣中──因而成為造成全球暖化問題的另一個來源。企業會這麼做的部分原因，是因為他們可以免費處置廢棄的二氧
化碳，所以生產這種「灰氫」（gray hydrogen）的過程比電解來得便宜。如果企業被迫在一夜之間改使用電解，氫素的生產成本大概會多四倍。
但是在近期，某些用於電解的設備價格已經下降。雖然還仍在發展前期，但隨著大學和新創公司正努力試圖讓這製程變得更便宜和更具效率，估計又會掀起一波熱潮。電解槽已經位於學習曲線上──每當這些設備的累積生產量翻倍，它們的成本就會下降大約百分之十六。
另一項關鍵因素將會是有沒有大量且便宜的電力供應電解槽的運作，而隨著風電和太陽能成本的下降，這項技術的前景一片看好。如果用這種製程所產出的便宜氫素，即所謂的「綠氫」（green hydrogen），變得愈來愈容易取得，電力的儲存只不過是我們發展相關應用的起點。譬如，綠氫也許會是消除某些工業種類碳排放的唯一可行途徑。在第七章中，我們曾提到這或許是整治鐵和鋼生產方式的最佳做法。化學工業也因為依賴天然氣，所以是大型的碳排放來源。製造對世界糧食供應至關重要的氮肥，也需要使用大量的天然氣。而因為氫素能夠在這些產業中，扮演跟化石燃料一樣的角色，因此如果氫素的供應充足，這些產業都可能變得更環保。
而且，氫能還可以經過處理變成液態燃料，會比氣態的氫素更方便運輸和處理。其中一個例子是氨，它被用作肥料，但也可以當成燃料燃燒。理論上，氫素也可以轉化成和航空煤油或柴油類似的其他液態燃料，並可直接使用於現有的飛機、卡車和船隻。這項製程所需的核心技術，從一九二○年代就存在至今，也在二戰時間用來為德國提供液態燃料。但問題仍然是成本。如今，這種製程生產出的燃料價格可能是化石燃料的幾倍。面對這情況，需要政府的集中投資來降低成本。而關鍵的第一步是替再生能源制定出更有野心的目標，才能提供足以用來生產氫素的能源。但毫無疑問的是，目前人們對於氫素的熱度和期待，有可能會因為發現到大量生產和使用上，所帶來的實際經濟效果而降溫，但是就某些特定的需求來說，也許能證明潔淨的氫素是不可或缺的。
