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在两大发电站的燃料消耗完之后，黎巴嫩国家电网瘫痪，私人发电机成为唯一的电力来源。数个月以来国有电力公司每天只能提供几小时的电力，而现在连这也无法提供了。黎巴嫩正在经历的危机被世界银行称为是过去 150 年三大金融崩溃之一。该国的银行系统在 2019 年首先瘫痪，币值下跌 90%。政府无力支付燃料、食品和药品进口费用，数百万人陷入贫困。能源部长 Walid Fayyad 称，两大发电站 Deir Ammar 和 Zahrani 耗光柴油后，国家电网缺乏维持电力所需的最低电量。政府正努力从军队在内的来源获得紧急燃料供应，而来自伊拉克的石油即将抵达。但与伊拉克达成的每月供应 8 万吨燃料的协议仍然未能达到确保电网稳定的最低需求，只能维持每天供应 4 小时电力。
随着化石燃料带来的全球碳排放不断加剧日益严重的气候变化问题，能源企业开始将重点转向可再生能源，探索新的燃料来源。来自瑞士的 Synhelion 公司就是其中之一，他们利用太阳能将收集到的二氧化碳转化为合成燃料，由此拿出一套绿色可持续的能源转化解决方案。这套体系的设计思路相当出彩，Synhelion 使用摆满定日镜的镜场来反射太阳能辐射，之后将辐射集中在太阳能接收器中，由此实现高达 1500 摄氏度的清洁高温放热过程。接下来产生的热量会在热化学反应器中对二氧化碳和水的混合物进行转化。终产物气体随后通过气转液技术过程被转化为汽油、柴油或航空燃料。这种方法的可持续优势在于，他们的热能储存（TES）方案能够在每轮过程之后收集多余的热量以重复利用，从而保持 24/7 全天候运行。作为项目的核心，太阳接收器到底是如何运作的？该公司表示，这项技术的灵感来自大自然。为了达到超高温，太阳能接收器模仿了地球上真实存在的温室气体效应。他们在暗室中注满温室气体，一般是水蒸气或水与二氧化碳的混合物。他们将定日镜收集到的太阳辐射引入暗室，暗室的黑色表面会吸收热量、热化并传导热辐射能。温室气体由此吸收热辐射，充当传热流体（HTF），之后即可转化为任意类型的液态燃料。液态燃料易于运输，因此在使用成本方面低于固态燃料。当没有太阳时，HTF 就会以相反的方向流经 TES 以恢复之前储备的热能。存储的热 HTF 就会继续驱动反应器中的热化学过程，让整个系统继续如常运作。
《纽约时报》报道称一波新电池技术正在来临，这些技术有望激发前所未有的消费电子产品设计，有助于进一步加快汽车和飞机的电气化进程。新的电池方案甚至有助于电网电力储存，进而减少人类社会对化石燃料的依赖。
Sila 公司已经将长寿命电池引入消费级产品——先期推出的 Whoop 健身追踪器可以绑在用户手腕上，也可以作为“缝在衣服面料中的电子设备”。Silma 公司 CEO 兼联合创始人 Gene Berdichevsky 曾是特斯拉的早期员工，并在第一辆特斯拉电动车的开发期间负责监督电池技术。2008 年推出的 Tesla Roadster 使用基于锂子技术的电池，与目前在笔记本电脑、智能手机及其他消费级设备上常见的电池技术相同。特斯拉的走红加上消费电子市场的快速增长，激发电池厂商迎来一波发展高潮……美国国会还建立了 ARPA-E——即 Advanced Research Projects Agency-Energy（先进能源研究计划署），专门促进新能源技术的开发工作。该机构还通过注资与技术支持培育出更多新的电池厂商。经过十年的酝酿，如今这些努力开始结出硕果……
Sila 并不是纯粹的电池厂商。他们销售一种新材料——硅粉，能显著提高电池效率。他们还计划直接利用现有锂离子电池制造设施生产这种新型储能产品。如今该公司主要借助位于加利福尼亚州奥克兰附近的阿拉米达工厂生产这种硅粉。之后，Sila 将这些硅粉出售给某家电池制造商（Sila 拒绝透露名称）并通过现有生产流程为 Whoop 健身追踪器提供新型电池。Berdichevsky 解释道，“只需稍加升级，我们就能继续利用现有制造工厂。”Sila 和 QuantumScape 等厂商也已经与多家汽车制造商建立起合作伙伴关系，预计他们的电池将在 2025 年左右在汽车上现身。他们希望自己的技术方案能显著降低电动汽车的制造成本并增加其续航里程……他们还期待自己的电池能够成就更多新的设备与车辆设计思路。也许这种更小、更高效的电池能够推动“智能眼镜”——即嵌入有微型计算机的眼镜——迎来全面发展，使得设计师能够将更灵活的技术元素整合到更小、更轻的镜框之内。这项电池还有望开启飞行汽车的大门，也许这种新型电动飞机将在十年之后为全球各大城市缓解交通压力。
Sila 公司已经将长寿命电池引入消费级产品——先期推出的 Whoop 健身追踪器可以绑在用户手腕上，也可以作为“缝在衣服面料中的电子设备”。Silma 公司 CEO 兼联合创始人 Gene Berdichevsky 曾是特斯拉的早期员工，并在第一辆特斯拉电动车的开发期间负责监督电池技术。2008 年推出的 Tesla Roadster 使用基于锂子技术的电池，与目前在笔记本电脑、智能手机及其他消费级设备上常见的电池技术相同。特斯拉的走红加上消费电子市场的快速增长，激发电池厂商迎来一波发展高潮……美国国会还建立了 ARPA-E——即 Advanced Research Projects Agency-Energy（先进能源研究计划署），专门促进新能源技术的开发工作。该机构还通过注资与技术支持培育出更多新的电池厂商。经过十年的酝酿，如今这些努力开始结出硕果……
Sila 并不是纯粹的电池厂商。他们销售一种新材料——硅粉，能显著提高电池效率。他们还计划直接利用现有锂离子电池制造设施生产这种新型储能产品。如今该公司主要借助位于加利福尼亚州奥克兰附近的阿拉米达工厂生产这种硅粉。之后，Sila 将这些硅粉出售给某家电池制造商（Sila 拒绝透露名称）并通过现有生产流程为 Whoop 健身追踪器提供新型电池。Berdichevsky 解释道，“只需稍加升级，我们就能继续利用现有制造工厂。”Sila 和 QuantumScape 等厂商也已经与多家汽车制造商建立起合作伙伴关系，预计他们的电池将在 2025 年左右在汽车上现身。他们希望自己的技术方案能显著降低电动汽车的制造成本并增加其续航里程……他们还期待自己的电池能够成就更多新的设备与车辆设计思路。也许这种更小、更高效的电池能够推动“智能眼镜”——即嵌入有微型计算机的眼镜——迎来全面发展，使得设计师能够将更灵活的技术元素整合到更小、更轻的镜框之内。这项电池还有望开启飞行汽车的大门，也许这种新型电动飞机将在十年之后为全球各大城市缓解交通压力。
2015 年，MIT 的几位物理学家希望通过计算重新思考聚变能的解决方式。通过计算，只要能找到具备商业可用性的高温非金属超导体并借此产生更强的磁场，人类就能建立起更简单、更紧凑的聚变反应堆。但物理学家并没有止步于此，他们成立了一家名为 Commonwealth Fusion Systems 的创业公司，希望对自己的计算结果做出实践测试。 周二 Commonwealth 宣布实现在 2025 年示范性聚变工厂上线计划的第一个重大里程碑。该公司利用商业高温超导体制造了一块约 3 米高的磁铁，能实现 20 特斯拉的磁场强度。更重要的是，这块磁铁采用的实际设计与该公司计划在反应堆核心处使用的等离子体磁铁完全相同。上周测试的这块磁铁高约 3 米、宽度在 1.5 米左右。它由名为 ReBCO 的高温超导材料线圈供电，工作温度约为 20 开尔文。在超导领域，20 开尔文的温度属于高温环境，传统意义上的典型超导材料一般要求温度低于 5 开尔文。
德国科学家研发出至今为止最小的微型超级电容器，体积甚至不及一粒尘埃。它不仅能安全应用于人体之内，还可提供与 7 号电池相当的电压输出。此前人类开发出的最小“生物超级电容器”体积为 3 立方毫米。这种新电池的结构始于聚合物层，这些聚合物层之间夹有作为集电器的光敏光刻胶材料，而光刻胶隔膜又与名为 PEDOT: PSS 的导电生物相容性聚合物共同构成电极。这样的叠层被旋转在能够承受高机械张力的超薄表面上，使得各层以高度受控的方式彼此分离，进而以类似白纸的方式折叠成体积仅为 0.001 立方毫米的纳米级生物超级电容器——不足一粒尘埃大小。这些管状生物超级电容器成功将体积缩小至原有最小电容器的三千分之一，而输出电压仍与 7 号电池保持一致（只是电流要低得多）。
在将这些微型设备放入盐水、血浆和血液中后，它们即展现出强大的能量储存能力。这种生物超级电容器在血液当中运作效率尤其高，在运行 16 小时之后电量仍可保持高达 70%。之所以在血液中表现尤佳，是因为这种生物超级电容器会与血液中固有的氧化还原酶反应、并同活细胞一同工作，由此增强自身的电荷存储反应，性能可因此提高 40%。该团队还将这款电容器安置在存在流量与压力波动的血管当中，检验它能否承受血管中的作用力震荡。整个过程在微流体通道内进行，类似于迷你型的空气动力学风洞测试。实验同样取得了成功。科学家还将三个电容器链接起来，成功为一个微型pH传感器供电，使其能够在血管当中持续测量pH值以检测肿瘤生长等潜在疾病引发的异常体征。
在将这些微型设备放入盐水、血浆和血液中后，它们即展现出强大的能量储存能力。这种生物超级电容器在血液当中运作效率尤其高，在运行 16 小时之后电量仍可保持高达 70%。之所以在血液中表现尤佳，是因为这种生物超级电容器会与血液中固有的氧化还原酶反应、并同活细胞一同工作，由此增强自身的电荷存储反应，性能可因此提高 40%。该团队还将这款电容器安置在存在流量与压力波动的血管当中，检验它能否承受血管中的作用力震荡。整个过程在微流体通道内进行，类似于迷你型的空气动力学风洞测试。实验同样取得了成功。科学家还将三个电容器链接起来，成功为一个微型pH传感器供电，使其能够在血管当中持续测量pH值以检测肿瘤生长等潜在疾病引发的异常体征。
极端天气冲击世界各地的电力基础设施，而核电站也不可能置身事外。根据发表在《自然》期刊上的一项研究，过去十年气候相关的核电站关闭发生频率是 1990 年代的近八倍。研究人员分析了来自国际原子能机构的核反应堆公共数据库，识别与气候相关联的部分或全部停机。核反应堆的非计划关闭有着详细的记录，可以计算出过去三十年与环境相关的关闭频率。结果显示，气候相关的核电关闭频率在增加。导致核电站关闭的气候因素主要包括两类：其一是严热、干旱和火灾构成的热事故，其二是风暴（飓风、台风、闪电和洪灾）。前者主要是缺乏冷却用水，后者是因为风暴和火灾可能引发一系列问题，如结构损坏、预防性关闭、工作人员疏散等。从 2010 到 2019 年，核电站关闭的最主要原因是飓风和台风。研究人员计算出，1990 年代气候相关的核反应堆停机平均每年 0.2 次，2010 到 2019 年增加到每年 1.5 次。
当越来越多的电动汽车行驶在公路上，寿终正寝的电池该如何处理呢？在垃圾场填埋会释放出毒素，而回收电池也是一件危险的工作。比如拆特斯拉电池过程中如果不小心可能会造成短路，燃烧和释放出有毒气体。这是研究人员正着手解决的难题：如何回收预计将在未来几十年内制造出的数以百万计的电池。英国法拉第研究中心的材料科学家 Dana Thompson 称，今天的电动汽车电池不是为回收设计的。在电动汽车罕见的时代，这不是什么大问题。但汽车制造商已经宣布将在未来几十年内淘汰内燃机。行业分析师预测到 2030 年行驶在公路上的电动汽车将达到 1.45 亿辆，而去年只有 1100 万辆。电池回收日益成为一大问题。各国政府已经逐步要求电池能部分回收。
无碳的未来需要数以百万计的电池，这些电池或者用于驱动电动汽车，或者用于储存来自风电和太阳能的电力。主流电池的化学反应依赖于金属锂，而锂的全球供应很可能将会面临短缺。分析师估计，随着电动汽车产量的增加，锂的供应将会跟不上需求。今天电池制造商每年需要大约 30 万吨的碳酸锂当量（Lithium Carbonate Equivalent），而现有的采矿能力是 52 万吨。分析师估计到 2028 年电池制造商对锂的需求将会增加到 280 万吨，而采矿能力只能达到 200 万吨。容易开采的锂矿主要位于澳大利亚、智利和阿根廷，要增加锂产量需要去开采成本更高的地方采矿。
化学电池统治了日益增长的全球能源储存市场。因为可更新能源如太阳能和风能的功率经常发生变动，而电力的需求在一天中也频繁变动，因此需要能源储存方案在低需求时蓄能在高需求时向电网释放能量。除了化学电池蓄能，有一种传统的蓄能方法是抽水蓄能，在低需求时抽水高需求时放水发电。抽水蓄能电站通常建在山上，需要特定的地形和昂贵的基础设施，没有电池蓄能方便。苏格兰创业公司 Gravitricity 提出了一种新的基于重力的蓄能方案，利用了绞车、重达 50 吨的压铁和矿井。它能从电网获得能量提升压铁，在需要时再释放储存的势能。该公司称它的成本为每兆瓦时 171 美元，相比下液流电池的成本为每兆瓦时 274 美元。
电池在过去三十年进步显著。1990 年代，为一栋房屋供电一天所需要的蓄电量需要花费 7.5 万美元，电池重 113 公斤，大小相当于啤酒桶。今天相同的蓄电量只需要 2000 美元，重 40 公斤，小型背包大小。电池技术的进步对全球的去碳化至关重要。可再生能源的一个缺点是不稳定，太阳并不总是闪耀，风不是一直在吹。储存电量的电池可以解决这个问题。改进电池对于电动汽车同样至关重要。自 2008 年特斯拉 Roadster 成为第一款量产电动车以来，公路上跑的电动汽车的数量已达到 700 多万辆。电池占到了电动汽车价格的三分之一，降低电池成本将有助于电动汽车与燃油汽车竞争。
在地震和海啸引发了福岛核电站堆芯熔毁事故后，核能的未来似乎充满了不确定性。而核能行业的不确定性更多与天然气过剩和可更新能源的崛起有关。当 2011 年 3 月 11 日事故发生时，日本有 54 个核反应堆，事故打击了日本人民对核能安全性的信心，此后有三分之一的核反应堆被永久关闭，只有 9 个恢复运营。事故也加速了德国淘汰核能的计划，它宣布将在 2022 年底淘汰核能，西班牙、比利时和瑞士也都计划在 14 年内结束核能。但包括美国在内的其它主要核电大国没有采取类似的措施。美国仍然是最大的核能大国，之后是法国、中国和俄罗斯，它仍然在投资建造新的核电站。
欧洲联合环形加速器( Joint European Torus，JET )从去年 12 月开始用氚进行聚变实验。JET 的费用是国际热核聚变实验堆（ITER）的十分之一，同样采用托克马克设计。JET 计划在 6 月开始融合氚和氘。这些聚变实验将帮助科学家预测 ITER 托卡马克装置中的等离子体将会如何表现。正在法国建造的 ITER 计划在 2025 年进行低功率的氢反应，2035 年开始混合 50:50 的氘和氚进行聚变融合反应。
虽然中国仍然在建设燃煤电厂，与此同时风力发电和太阳能发电也得到了大力进展。财新网援引中国国家能源局发布的数据显示，2020年，风电能源快速增长。风电新增装机量飙升，达到 7167 万千瓦，同比大增 178%。这一数字已超过此前三年装机量之和。据彭博社报道，尤其是 2020 年最后几周，风能和太阳能的新增装机量大幅增加。数据如此之高，以至于分析师怀疑中国政府是否调整了其计算方式。不过招银国际证券分析师萧小川表示，风能和太阳能补贴的截止日期是去年 12 月 31 日，一些项目因疫情而被推迟了几个月：“统计数字或囊括了没有全部完成并网的部分机组。”
南澳大利亚州实现了可更新能源的里程碑：成为世界上第一个完全依靠太阳能供电的管辖区。南澳面积 983,482 平方公里，人口 176 万，10 月 11 日周日下午的一个多小时内， 100% 的电力来自于太阳能，其中安装在居民屋顶的太阳能系统提供了 77% 的电力，大型太阳能发电场提供了 23% 的电力。分析师表示，随着太阳能的继续增长，类似的事件将会越来越常见。南澳曾以供电不足而闻名。
宜家宣布将于 2021 年 10 月之前在全球宜家家居产品系列中停止销售一次性碱性电池。此举旨在鼓励常用电池的消费者转而使用充电电池。长期使用充电电池，有助于消费者省钱和减少浪费。当前有多项电池生命周期评估对比研究表明，对于高能耗、需要定期供电的普通家用设备，譬如玩具、手电筒、便携式音箱或照相机，使用碱性电池比使用镍氢充电电池(NiMH)对环境的影响更大。宜家在 2019 财年售出了约 3 亿颗碱性电池。据估算，假如所有宜家顾客都放弃碱性电池改为购买充电电池来为高能耗设备供电，按充电 50 次计算，则全球每年可减少多达 5000 吨的废物。
智能手机的电池如果坏了，你可以更换电池或干脆花钱更换整部设备，抱怨下电池寿命太短。电动汽车无法按照这种模式工作，汽车需要电池能和汽车一样耐用。实现这一目标的一种方法是密切跟踪每一辆电动汽车里的电池状况，了解如何延长电池使用寿命的知识，设计寿命更长的新版本。这就是通用汽车无线电池管理系统的任务，这套系统由通用和 Analog Devices 合作打造，包括特斯拉在内的电动汽车制造商尚未研发出同类系统。通用的系统利用了整合在电路板上的 RF 天线，天线能通过 2.4 GHz 无线协议传输数据，能将测量的电池电压等数据传输给通用的云端服务器。它能全面监视电池的健康状况和运行状况，包括在不同气候和用例下的实时驾驶数据。无线管理系统能在电池组之间平衡电荷以实现最优性能。软件和电池节点能通过无线方式重编程，为防止黑客入侵它在设计时就采用了端对端加密。
根据发表在《Nature Communications》期刊上的一项研究，华盛顿大学的化学家将普通的建筑砖头变成储能电池，能为 LED 灯直接供电。化学系助理教授 Julio D’Arcy 和同事利用砖的多孔结构，使用气相沉积技术为整块砖添加了一层名为 PEDOT 的导电聚合物，让砖变成一个储能电极。砖本身的红色色素——氧化铁(铁锈)，对于诱发聚合反应来说十分关键。研究人员用一个概念验证装置证明，可以用一块砖直接给一个 LED 充电。根据研究人员的计算，这些储能砖砌成的墙或能储存大量电能。他们总结认为，该项研究工作或能为具有储电功能的多用途增值建筑材料的开发带来启示。
自 30 年前商业化以来，锂离子电池取得了很大进展。今天的锂离子电池比十年前续航力更持久，容量更大，成本降低了 85%，它是智能手机革命的驱动力。但安全仍然是锂离子电池的一大问题，它会导致发热起火。全聚合物电池发明家 Hideaki Horie 称，从物理学角度看，锂离子电池是人类创造的最伟大的加热器。他发明的新电池试图让电池的制造和钢铁的生产类似。他的发明用一种树脂结构取代了锂离子电池使用的金属衬里电极和液体电解质。这种电池使用双极设计防止浪涌导致的发热情况。但新的电池不是没有缺点，聚合物的导电性不如金属，这将影响其携带的电容量。