能源部长史蒂文·楚（Steven Chu）最近呼吁“诺贝尔水平”突破和能源技术的“第二工业革命”，以克服世界上互联的能源和气候挑战。
Chu的含义：我们目前缺乏完全避免灾难性全球变暖所需的技术。他的告诫：美国必须大大加快清洁能源技术的发展。
楚有它。
这项任务很明确：要更新美国经济，应对全球气候变化，促进美国的能源安全，并帮助提供可持续发展的全球发展所必需的能量，美国必须改变其过时的能源政策。创新及其商业化必须转移到能源系统改革的中心。国家必须紧急发展和利用一大批清洁能源的投资组合，这些资源足够负担得起，可以在整个美国和世界各地进行大规模部署。简而言之，我们必须便宜清洁能源。
在碳上投入价格将带给我们一部分，但还不够远。为了使革命性转向低碳经济，我们提出了一个大胆的新研究范式：随着时间的流逝，全国几十个可再生能源研究中心的创造。这些中心（称为能源发现创新机构或电子diis）将通过联邦，州，大学和私人资金组合建立，并将带头加速价格合理的替代能源技术的发展，并将其带给他们。到市场。
网络中的机构将增长清洁能源的突破。那些没有的人会死。
布鲁金斯机构的大都会政策计划 - 由许多领先的大学，地区联盟和公司合作伙伴加入已经制定了详细的计划在全国范围内启动了能源创新机构网络。在西南部，该机构可能会专注于推进太阳能技术。大湖地区的中心可能会加快高级电池技术或氢燃料电池的开发。大平原的能源创新机构可能会着重于开发可持续的非食品生物燃料来源。
个人能源创新机构不仅会因主题而而且规模而异，有些中心每年的预算低至1000万美元至1500万美元，而另一些中心（最成功和雄心勃勃）可能会看到他们的预算增长到100美元每年百万到2亿美元，使其像大型学术医疗中心一样强大。那些在5到10年内“交付商品”的能源研究机构将增长；那些没有的人会死。最终，联邦对能源研究机构的总投资每年可能增长到60亿美元。
需要这样的雄心勃勃的计划来应对我们面临的巨大挑战：在接下来的四十年中，预计全球能源需求将三倍。同时，全球温室气体的排放必须迅速下降，到本世纪中叶至少下降了50％至85％，以避免破坏性的气候变化。
随着中国，印度和巴西等国家继续将其公民摆脱贫困并建立现代社会，能源需求的大部分增长将发生在发展中国家。总体而言，这是一件非常好的事情：增加获得能源的机会会带来电力吸水和处理饮用水，灯光以阅读和学习，获得现代医疗保健，缓解逆向体力劳动等等。
但是，问题是化石燃料仍然便宜且丰富。这意味着，在没有类似负担得起的大规模清洁能源的情况下，发展中国家的国家将转向煤炭和其他化石燃料，就像我们在美国所做的那样。这实际上将确保大规模的气候不稳定，而不管世界发达国家发生了什么。
因此，我们时代的主要气候政策议程是：被市场逻辑和复杂的监管计划所吸引，主流气候政策倡导者首先关注的是利用基于市场的机制和价格信号，例如碳税和诸如碳税和贸易计划 - 用于使肮脏的能量更昂贵。根据这种方法，最终的价格信号将刺激私营部门的投资和清洁能源替代方案的创新，并确保我们需要的能源技术转型。
但是有一个并发症：政策制定者和公众都不愿通过碳排放量更高的价格大大提高能源价格。在深层经济衰退时期，公众对高能价格的容忍度下降。
在发展中国家，该信息甚至更清晰，由一位中国官员Lu Xuedu在全球环境事务办公室总结。卢说：“您不能告诉努力赚钱的人吃饭，他们需要减少排放量。”
这并不意味着在碳上定价是一个坏主意。将燃烧肮脏的燃料的许多成本内在化为早就应该了。但是，在经济衰退期间，当前国会设法制定的任何碳定价计划都可能以远低于充分刺激清洁能源技术快速部署所需的碳的价格。
此外，仅价格信号只能完成一些工作，因为即使雄心勃勃的价格也不会完全解决许多与价格相关的市场故障，而以更清洁，更有效的能源系统为止。
我们不能仅仅依靠市场信号来使清洁能源便宜。政府必须发挥更积极的作用。
没有什么比在创新游戏中更清晰的地方。私人能源公司在能源研发中长期投资不足，因为它们无法完全捕捉其创新的未来回报，这些创新将溢出给竞争对手。与消费电子，制药和计算机行业相反，能源领域的早期采用者很少愿意支付五倍以拥有最新，最出色的小工具，这意味着新兴的能源技术必须更快地变得更快地变得更快生存。这使得私人公司不愿意押注新的清洁能源技术。能源行业仍然是经济中研究密集型行业之一。结果：对能源研发的私营部门投资几乎肯定会比气候挑战要求更慢。
这使我们陷入了问题的症结：如果我们不能仅仅依靠市场信号来使清洁能源便宜，那么国民政府必须发挥更积极的作用。再一次，正如铺设铁路和高速公路并刺激电子和生物技术爆炸所做的那样，联邦政府必须对活动和基础设施进行大量投资。这包括监督建造现代的全国智能电网，该网格将通过允许灵活的可再生能源分配来为新能源的私人投资打开道路。政府还必须进行直接投资，以支持新兴的清洁能源技术的部署，推动规模经济并降低价格。最后，政府必须通过数量级来增加联邦研发预算，同时以根本新的方式部署其一些投资。
当前的联邦支出在非防御上，能源研发仍然太小了。目前的支出约为40亿美元，不到1980年以实际美元计算的一半。最近的经济刺激套餐的新输入将提高当前数字，每年还会有150亿美元的额外数字。clean-tech investments from the cap-trade system projected by President Obama’s recent budget outline. Still, such investments will likely come in below the $20 billion to $30 billion per year in federal clean energy R&D that many analysts believe is needed to address the climate and security threats posed by the nation’s fossil fuel dependence.
同时，联邦能源研究仍然过时和分散。首先，美国能源部（DOE）确实没有在能源创新业务中。该部门的大部分资金和运营能力仍然集中在该国庞大的核武器系统上进行管理和清理。否则，DOE内部确实存在哪些能源研究工作，这在很大程度上侧重于武器开发，并且通常围绕“年度能源技术”组织，而不是国家复杂的能源挑战所要求的综合方法。DOE的研究活动（尽管在某些领域都出色，但仍在从市场上脱颖而出，以快速发展和商业化清洁能源创新。
为了完全动员整个国家研究企业（大学，联邦实验室和公司研发中心），该国需要开始建立一个能源创新机构网络。能源创新概念由美国国家工程学院开发，其特征是机构合作伙伴关系，跨学科研究，技术商业化，教育和外展。该机构将在协作，商业化和绩效方面高度重视。
该机构将利用当地的劳动力，科学家和企业来快速部署新技术。
能源创新机构可能会进行哪种研究？一两个肯定会为低成本太阳能电池板上的新材料和设计带来积极的推动。其他人可能会导致大规模，具有成本效益的能源存储的发展；新的电池化学反应将导致真正可行的电动汽车；更好的植物生长和生物技术转化率可提供负担得起的生物燃料；超导传输线，可有效电源分布；用于隔离碳甚至从空中捕获的新技术；以及更多。
该机构将针对快速技术转移，旨在最大程度地发挥新的可再生技术的经济和社会影响。突破性发明可以受到知识产权法的保护。根据该地区的不同，能源创新机构可以通过大学校园，国家实验室，其他机构甚至实际上是在大学校园形成。竞争性奖励程序将寻求针对其起源的最佳建议。中心的区域性质是关键：该机构将利用当地的劳动力，科学家，企业和其他资源来快速部署应对当地挑战并刺激当地经济发展的新技术。
大学，政府和工业之间有效，实践合作的成功实例已经存在。这样的企业之一是能源生物科学研究所，这是一个可再生能源研究小组，涉及加利福尼亚大学伯克利分校，伊利诺伊大学Urbana-Champaign大学，劳伦斯·伯克利国家实验室和石油巨头BP。
从重要方面来说，能源创新研究所的概念代表了通过国会在19世纪通过的土地授予行为创造的研究范式的当代适应。然后，联邦投资建立了一个基于大学的农业和工程实验站的网络，该网络通过扩展服务的增强，能够直接与市场互动。该计划有助于开发和部署20世纪建立现代工业国家所需的技术，同时刺激当地的经济增长。
如今，美国需要一项类似大胆的运动来吸引美国的大学，实验室和公司解决该国曾经面临的最复杂和最重要的问题之一 - 向清洁能源经济的过渡。
布鲁金斯机构的研究分析师戴维·沃伦（David Warren）和突破研究所的能源和气候政策总监杰西·詹金斯（Jesse Jenkins）也为本文做出了贡献。