法國家科學研中心能源研究概況
作者：駐法科技組 現職：駐法科技組
文章來源：法國國家科學研究中心能源專刊
發佈時間：97.11.17
概述：全球能源脈絡
掌控未來能源需求與確保能源供給是全球所面臨的一項主要政治議題，而人的因素所形成的雙重挑戰使得這項議題愈顯棘手。首先，如何滿足在未來數十年持續成長人口所需的能源，以及大部分人期待社會經濟發展所涉及更高的能源需求；其次，減少石化能源使用所造成的溫室效應氣體的排放，以及其他威脅全球氣候與環境平衡的污染氣體的排放。這些亦是「永續發展」議題的完整面向，其中「發展」的重要性並不亞於對未來能源的責任觀念，正如「永續性」概念背後所包含的經濟、社會與環境三個面向。
來自木材與動物廢棄物的「傳統」能源形式是目前20億人口能源來源的唯一管道。美國人每年的平均能源消耗為14MWh；歐洲人為6MWh；中國人或印度人則為1MWh。此外，煤、石油與瓦斯等石化能源提供現今85％的能源所需，而它們均會排放溫室效應氣體。儘管京都協議框架中首度採取了降低溫室氣體排放的措施，估計在2008與2012年間與1990的排放率平均降低5％，但仍無法趕上2050年時所預期的兩倍成長，因開發中國家，如中國、印度與巴西的儲能需求主要還是以碳為主。
因此對人類而言，生產能源方法與其公平分配背後所涉及的議題則變得十分關鍵。永續發展意味著在如此脈絡下成為一項具有雙重意義的方法：首要之務在於朝向減少能源消耗的措施，之後則是邁向以新能源來源取代石化能源的方法。能源生產方式取決於會直接影響能源取得與成本、人口成長與經濟發展的政治決策。回顧先前的歷史，這些決策於未來只會變得更為棘手，因為如果能源消費隨著國內生產總值的成長而上揚，這兩項數據在某些程度上會變得毫無關聯，其比率也將隨國家而異產生大幅的浮動。
法國國家科學研究中心的研究與行動
因此，能源部門的研究成為任何一項永續發展政策的主要元素之一，也唯有研究才能趕上科技解決方案，朝向運用替代能源的新方法邁進，從之前的石化能源直至今日的可再生能源與核能。開發新能源的研究尚須結合人文科學領域中的基礎研究，同時搭配風險分析、經濟預測與能源取得方式，以及科技的調整彈性與社會的接受度。鑑於目前所有人類與社會對於能源的普世「價值」模式尚未形成，人文社會學科的角色也愈顯重要。
從1973年的石油危機以來，CNRS便持續在能源的範疇中進行結構性的研究。後續一系列的研究鎖定了兩項主要目標，包括熱能與太陽能發電系統，以及能源轉換過程以改善能源效率的最佳化。內燃引擎與熱引擎也成為該計畫的研究重點之一。此外，與法國原子能署（CEA）及相關製造商合作的一項有關未來核廢料處理與新反應爐改善的綜合方案已經啟動，同時也得到顯著的科學結果。
2001年以降，CNRS為了回應能源需求的新設備，與能源部門中的研究組織、法國研究部及工業界開始了一項主要的研究計畫。一項跨學科的「能源」計畫也因應而生。這項新計畫將以五大主題為基礎介紹，包括新來源（太陽能與生質能源）、轉換（核廢料處理）、能源載體（電、氫、熱）、用途（居家、引擎、燃料電池），以及社會經濟衝擊。當然，其他部門的科學技術觀察依舊會持續進行。
上述每項領域皆組有其科學社群，超過百位的研究員、教授與博士生正針對不同的主題進行研究，其共同的目標在於克服目前的問題，並於科學與科技上有所突破，創造革新的觀念，以及發明未來可接受的反應爐系統。
一、資源
能源源自許多不同的形式：石化燃料（煤、石油、天然瓦斯）、機械能源（水力、風力、潮汐）、輻射能（太陽能）及核能。目前地球上的能源供給，75％來自石化燃料，10％為生質與再生能源，15％為水力與核能。在未來20至30年間，這些資源將會急遽減少，尤其是石化燃料。排放至大氣中二氧化碳與氣候的變化乃是導致這些現象的主因。現代社會於是面臨以無污染的可再生能源取代石化能源的情境。
某些可再生能源類型已發展到成熟的階段，核心基礎研究皆已完成，目前只需藉由機器來管理監督。除了這些再生能源開發所帶來的進步之外，對永續發展與環境保護來說，現在的研究重點則鎖定光電（photovoltaic-generated）產品、生質與地熱能源。上述領域極需在科學與科技方面有所突破。
儘管光電需要相對高的成本且效能還有需多改善的空間，光電市場成長十分快速，每年以35％的速度攀升。CNRS目前致力於薄膜儲存科技與創新的處理過程，如有機光電電池。
透過熱解與氣化來開發生質能源是以熱化學轉換為基礎。這項技術必須要達到高品質的生質氣化作為生產高品質氫合成氣體的生物燃料。經過濕處理的生質沉積物的酵素與微生物轉變是另一項CNRS正在研發的技術。這項研究經常與生物氫產品研究同步進行，短期以生物燃料與生物乙醇為目標，中程為生物柴油。
A. 光熱能與太陽能
以太陽輻射轉為電能的光電程序似乎是永續發展的有效策略。因此，不僅是刺激市場措施的提昇，相關研發的增加也是必要的。CNRS已著手既存或新興材料的研究，同時也參與法國公司光電部門中的光電科技研發。
今日太陽電能
為了降低成本，增加以矽晶模組為基礎之既存技術效率，CNRS的研究員已著手以下三個現象的研究：雜質擴散、材料的淨化及結構缺陷的鈍化（passivation）。最終的目標在於簡化光電元件整合到電子網絡中，期望達到0.1歐元/kWh的預設值。許多處理程序已經轉移到工業界，未來的目標要達到18％-20％的細胞轉換率，能夠在薄板（厚度小於100um）上更有效率來使用工業處理原料。
未來的太陽電能
在工業發展的框架下，數所隸屬於CNRS的實驗室就半導體（矽晶、非晶質材料、硫化物）薄層在不同支撐物（玻璃、金屬、陶瓷）上的使用，已研發數種前途看好的替代方案。研究側重於結晶生成學（crystallogenesis）、移動特性與測試細胞的製造。以低成本為基礎的有機聚合材料亦是光電轉換研究領域的考慮重點。目前有關聚合膜（聚噻吩與[polythiophene]與聚乙炔[polyacetylene]）與富樂希（Fullerene）衍生物互連網絡結合的研究工作已經得到令人鼓舞的結果。接下來的研究則是進一步瞭解基層的光電元素，並發展相關技術。
太陽輻射的熱能轉換
研究人員已研發出新一代高效能低溫的感應器。拜其所賜，太陽能再度喚醒世人的興趣。輻射轉換成電能或熱能的效率增加有時與光電感應器有關。高溫的太陽電能生產前途亦看好，因為CNRS的研究團隊已研發出熱能的輸送與儲存，並將其轉成電能的新概念。同時，太陽能濃縮系統的啟用可同時進行熱化氫產品循環與高溫電解水的測試。
B. 生質（biomass）的熱解與氣化所產生的能源與化學
生質是一種多元再生的能源來源，且不會產生溫室效應氣體。生質可透過不同的熱解氣化過程在高溫下進行轉換。植物性生質主要可轉換成氣體，之後可用來產生熱能、電能、替代燃料或氫。未來這類科技的工業發展需要涵蓋整體過程，從生質的生產到下游的能源使用。
生質的熱解過程
生質的合成與結構十分複雜，其本質（森林、培養）強勢主導一切，因此，生質所產生的多元反應需要進一步的深入研究。一些CNRS的研究團隊已積極投入生質構成元素（纖維素[cellulose]、木質素[lignin]、半纖維素[hemicellulose]）的熱解內在機制的各項細節。目前的困難源起於化學過程/熱度（快或慢）及生質的類型/狀態（體積、溼度、組成）間所存在的配對關係。生質研究的目的在於控制來源不同生質的熱行為，尤其是氣體。
高溫反應爐與氣流的淨化
生質的轉換過程均在高溫的反應爐中進行，其規模取決於操作條件與反應爐的類型：流體力學、質與熱的輸送及容量。配合最終用途的考量，氣流必須保持一定的最高純度。CNRS研究團隊的化覺工程技術已投入研究在各方面最能夠配合生質的新型反應爐。淨化標準的需求同時也需要副產品（瀝青）熱裂化及有效消除塵粒、噴霧與鹼性物質的技術研發。透過信賴度高的量測法則，這項研究的目的在於設計一套乾淨、選擇性高的工業規模流程。
工業流程的管理與獲利性
每項過程的所有階段必須從頭至尾整合到生質處理的方法中，從原料到最後的使用。因此，目前最重要的工作是發現生質的種類、可取得性、運輸與儲存，處理中的容積、能源的最佳化、下游所預設的用途（熱、電、燃料、化學），以及地理政治與社經資料等之間的最佳化組合方案。
C. 生物燃料（biofuel）
生物燃料源於一種可再生的原料，其中包含經由光合作用的二氧化碳「井」，這是對抗溫室效應氣體的一項正面因素。目前有兩類生物燃料有助於中短程之需求：生物乙醇（bio-ethanol）與甲基酯（methyl esters）。長程方面，CNRS早已投入的生物氫產品研究領域前途十分看好。
生物乙醇與甲基酯
生物乙醇與甲基酯尚有十分重要的發展空間。目前CNRS在生物乙醇領域的研究尤其側重乙醇中發酵糖幅度的擴張、新原料的使用，以及更具威力的生物觸媒設計與生產。分子生理學與微生物學的研究方法將可提昇由乙醇所產生之微生物的效能，這類微生物一般稱為酵母。目前某些已投入市場的生物柴油研究一方面正朝向酵轉換發展，企圖取代化學方法，而另一方面則透過改變海藻植物的油脂組成使其達到完善的境界，以生產品質更優的燃料。
氫的光生物學產品
海藻可由光解（photodissociation）水中產生氫。然而，這項反應僅限於對氧極為敏感的氫化酶（hygrogenase）中進行。研究人員已想出兩項方法來解決這項問題：首先，在時間（或/與空間）上分離氫產品與水光解作用（photolysis）；其次，製造對氧不會那麼敏感的氫化酶。為了達到這項目標，唯一的可能就是進一步瞭解酵的結構與功能。瞭解氫化酶的結構與功能關係將透過生物模擬的方法來進行生物觸媒與人工觸媒的設計。
未來的潛力
2010年，研究人員預估未來的新環境將促使全歐洲生物燃料市場5.75％的增長，而這意味著法國或許需生產等同於300萬頓原油，歐洲1800萬頓的生物燃料才能達到這項預測需求。法國來自農業或林業生質資源的重大價值可能促使400萬公頃的土地投入能源培養之列，每年將可生產等同於1000萬頓原油的生物燃料。與石化燃料相較之下，這項可行性極高的計畫或許可以減少2400萬頓的二氧化碳排放。
二、轉換
從原始能源種類的最終運用角度看，其需要轉換（不同的能源形式）或轉變（同種能源中的進化）。石化資源與廢棄物的燃燒及核融合是轉換的主要過程：產生的熱能可以驅動產生電力的渦輪機。熱能轉換者需要從反應爐核心汲取熱能，並將其轉為熱能注入到渦輪機之中。長久以來，這樣的循環已成為CNRS生產研究框架中的一項跨領域主題，它同時也是轉換過程中的一項關鍵經濟因素。目前的研究已將轉向整合新材料的多功能能源轉換者。
雖然核融合不會排放溫室效應氣體，但核廢料需要處理與長久的保存。在「下游電合循環計畫」（PACE：Programme sur l’aval du cycle electronucleaire）框架下，CNRS正在發展可以改善核廢料處理與安全儲存的解決方案。這些計畫同時也針對未來生產核能的新方式進行研究（污染較低的過程），同時提供法國原子能署（CEA）於熱核融合計畫（ITER）的支援。
透過燃燒的能源轉換其效率經常很低，並導致溫室效應氣體的排放、其他污染性氣體，以及以熱氣形式排放出應予再循環之高層能源。轉換整合過程最佳化的需求使得研究人員著手進行有效能源最大化與聯合生產概念的各種方式。為了達到這項目標，能源質與量所依據之既存標準已由CNRS熱電學研究部門接手發展，藉以決定比之前能源效率分析更為精確的火用效率（exergetic efficiency）基礎。在未來工業發展的過程中，CNRS支持兩項必須要達成的目標：溫室效應氣體的最小化及杜絕該氣體的源頭或儲存。
A. 廢棄物的累積與儲存
受到Bataille核廢棄物管理法的刺激，CNRS設置了跨學門的PACE計畫，專門研究核能源循環的下游面。這項計畫旨於將核廢料所帶來的污染與環境衝擊最小化。一部分的計畫鎖定提昇核廢料長期累積（材料研究）與儲存（地理科學）的解決方案之研擬。
核廢料之累積與儲存
沒有任何質變程序可以完全消弭工業過程中所產生無可避免的大量廢棄物。現代廢棄物管理多少涉及來自核融合移動輻射毒物元素（鈽與重元素、碘與銫）的仔細區隔。CNRS研究團隊對於化學合成物已做出相當之貢獻，可選擇性將這些元素抽離尚未受輻射污染的燃料，進一步加以儲存或進行質變處理。透過自然類比的研究，研究團隊對於這些元素吸收作用機制的瞭解日益增進，包括其固態，或其於地圈與生物圈之排放與移動。目前研究人員正在發展與評估新的合成固體，該固體之圈限特性（confinement property）不會受到長期輻射與其所引起之高溫而遭受破壞。
深層地質儲存
CNRS研究團隊目前正為Meuse/Haute-Marne地下實驗室鑽探兩座深達500公尺的井，因為這裡的地質材質不會讓輻射元素外洩。為了在深層地質儲存輻射廢棄物之所需，研究團隊必須著手研究地質機制、地質化學與物理狀況。目前的例子中為土壤的研究。CNRS的工作在於紀錄這個地點的初始狀態、不同岩石層的本質與狀態、確定遭受破壞的區域並予以描述、評估儲存能力與癒合特性，以及斷裂縫的消弭。這些特徵大部分取決於掩埋地點週遭水的特性，其地質歷史將透過間質水的同位素分析來取得。該地土壤的低滲透特性不利於地下水的收集，因此研究人員必須研發新的技術。瞭解有關該地之疏鬆度與滲水性將可提供掩埋場輻射外洩的重要指標。研究人員已確認鑽井所引起的不良影響，並持續追蹤。最後，超過10萬年的輻射廢棄物預定掩埋場必須排除斷裂縫與地震發生的可能性。
B. 廢棄物處理程序
Bataille核廢棄物管理法其中之一要求核廢料的衰變程序研究，涵蓋反應爐中之低能元素轉變，使輻射半衰期變得更短、更容易管理。這項研究成為PACE計畫中的第二部份。
廢棄物焚化
目前核子反應爐是藉由鈾235（佔天然鈾的0.7％）的融合來運作。輻射與輻射毒物元素是能源產生中無法避免的副產品。長期來看，鈽同位素最危險，而錼、鋂與鋦同位素則是三種知名的次輻射線元素。這些元素的半衰期可長達好幾萬年。鈾238在反應爐中的高度濃縮是產生核廢料原因。過去數十年來，許多研究投入藉由轉變來去核，亦即經由特殊設計使得在反應爐中產生融合現象以達到去核的目的。這些危險的核將轉變成生命週期較短的核之後，旋即變為無害。基於待傳變元素與中子特性有關之安全的考量，廢棄物的焚化必須可達到次臨界溫度。為了要達維持連鎖反應，反應爐需要持續從外部輸入經由強力雷射光束引發蛻變現象所產生的中子，而這也複合反應爐背後的概念。
複合反應爐
這類的次臨界點系統需要許多創新，包括物理與科技，而CNRS內部正著手研發高密度質子加速器。這項研究目的在於發展可產生100萬瓦的雷射光束。目前這項工作已在不同的領域中進行：基礎核子物理方面對於蛻變反應的特殊參數；物理化學中鎖定可保存物理完整性長達數年的材料。許多實驗已量測出這類型反應爐尚未完全揭密的反應速率、蛻變目標材料中所產生元素所帶來的破壞、焚化能力，以及次臨界點反應爐中子特殊的行徑。最後找出轉變的材料基質必須要包含位於高密度中子流中的可焚化元素。這些研究受到歐盟放射性能源第六期科研架構計畫（Euratom）的資助。目前，歐洲實驗複合反應爐的興建計畫正在討論階段，預計於2015年運作，屆時將展示焚化技術的可行性。
C. 未來的核能
CNRS已投入大量技術與專業研究方法於未來核能的研究及核能生產程序，因為我們需要污染性最低的程序來回應21世紀永續發展的需求。
核能生產與永續發展
全球近75％的能源來自石化能源，核能在未來所扮演的角色的重要性將日益提昇，不只是生產無溫室效應氣體的電能方面，同時在其他能源形式，如熱能、氫、海水去鹽作用等方面亦是如此。不論目前以鈾循環為基礎的反應爐的需求有多麼迫切，這項設備畢竟也是暫時的解決方案，因為其對資源的使用效率不高，且能源循環一旦開始便24小時持續進行。為了達到核能所預定的新目標，研究人員必須將資源最佳化，提供可信賴的廢棄物處理系統，並改善反應爐的安全。CNRS與法國原子能署（CEA）已積極合作，著手研究針對目前以鈾循環程序為主所產生的廢棄物處理的最新一代反應爐；或是以釷循環程序為主的永續能源生產反應爐，其會產生更少的超鈾元素、不需要複合反應爐焚化手續，以及消耗更少的可融合材料。
未來的核能
未來的核能新選擇將以鈾與釷最佳化為基礎的反應爐，在2050年時將提供全球20％的能源。這些反應爐所產生的核廢棄物最少，並可得到最佳的妥善管理。
融鹽反應爐中的液態燃料循環使其本身成為載熱體，將可能成為使用釷為主的最佳化系統。由於這類系統理論上的優勢，已引起了廣泛全面的研究與建檔。CNRS正著手進行相關實驗，企圖有效證實一項融鹽反應爐關鍵點：燃料部份但持續的再循環。法國境內（法國電力公司與原子能署）與國際合作計畫（歐盟重點計畫）亦進行這類相關實驗。
願景
目前的研究輪廓正朝向上述兩種互補程度相當高的反應爐的可行性研究。CNRS的研究工作尤其集中在以釷燃料為主之反應爐，其彈性極高且廢棄物少。既存核能轉為未來核能是一項無可避免的研究，包括布局方法與廢棄燃料清點與管理的演變。
D. 熱核融合（thermonuclear fusion）控制
熱核融合控制是一項極富潛力的目標，因為它能夠在地表上產生恆星之間撞擊的現象：些許元素的融合即可產生巨大能量的釋放，既不會產生溫室效應氣體，也不會產生生命週期長的輻射廢棄物。融合所需的氘與鋰「燃料」充滿於海水中，因此來源的供給與全國性能源的獨立也許可獲得保障。法國現已著手興建大型的設備，符合熱核融合的磁性與慣性兩項程序，其分別為國際熱核實驗反應爐（ITER：International Tokamak Experimental Reactor）與兆焦耳雷射器（Laser Megajoule）。
磁約束程序
在這項程序中，氘與鋰在熱漿狀態下混合，並受磁場約束於知名的熱核反應爐中。法國是主持ITER計畫的候選人。這座熱核反應爐的體積十分巨大，其目標之一為在長達500秒的週期中，控制比輸入能量超出10倍以上之電漿融合能源。CNRS在電漿物理方面的成就全球有目共睹，並參與了主要計畫的基礎物理部份。CNRS的實驗室與CEA攜手合作，研究電漿的穩定性、特性、熱度與適當診斷發展。這項研究工作鎖定電漿的瞭解與控制，包括電漿壁互動、干擾與其對熱運輸的影響、連續電流的產生，以及熱核狀態中超熱族群之動態。研究人員透過ITER計畫同時也可著手研究未來實驗性反應爐之相關領域，並援用材料物理與核子物理等專業知識。
慣性約束融合程序
在「慣性」融合程序中，雷射光束或粒子光束將壓縮氘與鋰之混合物成為莢囊，藉此產生密度高之熱電漿。這種電漿的熱核燃燒發生時間小於兆分之一秒。CNRS已持續支持這項基礎程序研究超過20年，包括理論、數位模組與實驗。 法國強雷射使用實驗室（LULI）擁有一項強力的雷射設施，同時也是一項歐洲大型儀器。在LULI儀器所作的實驗與高強度、非線性或相對之雷射-電漿互動有關，旨於分析與恆星電漿中類似的情境，包括雷射的熱度、熱傳輸、流體動力學、高密度與熱物質狀態之對等、熱電漿之原子物理與高離子化狀態等。
E. 二氧化碳之燃燒與捕捉
燃燒依舊是轉換能源最常見的方式，無論是給運輸、工業或第三產業，但其所排入大氣層所產生之污染造成地球環境相當程度之惡化。能源效率的最佳化、污染化學氣體排放的減少，甚是捕捉以保護環境與人體健康，同時考量設備長期設置之安全，這些均是目前急需達成的首要目標。
燃燒的最佳化
流體機械學、熱傳輸與化學領域基礎研究之目的，在於進一步瞭解燃燒物理有關之現象。CNRS實驗室瞭解目前工業界所擔憂的發展，已著手開發可接受新燃料能源的系統，來自包括生質、提煉殘渣、碳及工業或家庭廢棄物。為了達成這項目地，這些燃料以氣化或熱解的方式處理似乎是得到合成氣體（CO與H2）無污染燃燒最得宜的管道。這些程序的最佳化經常導致不穩地的燃燒狀態，可能阻礙設備的運行，甚至造成毀壞。CNRS與工業界合作所得到的資料已用來發展革新性、無污染、高效率且信賴度高的燃燒程序，可運用於引擎、工業界或家庭、焚化爐或烯汽輪機。這些系統的設計配有一分離、捕捉與保管碳之單位。
二氧化碳的捕捉
目前為止，研究人員已經發展出四種捕碳的主要方式：低溫技術、氣液吸收、活碳或篩的吸附作用，以及膜分離。CNRS已多方投入有關吸附與膜之研究，結合多項領域的研究人員鎖定三項主要發展方向：新材料的研發、選擇性膜與高容量膜的構思，以及結合觸媒過濾與轉變之混合程序之改進。這些程序是針對工業燃燒排入自然界的CO2儲存前之回收。為了達到這項目標，部份實驗研究、實驗室中與科技平台的模組化可進一步瞭解其中所涉及之整體物理現象，為未來工業界使用儀器鋪路，並研擬科技暨經濟計畫。
能源需求決定性因素的分析涵蓋了四項標準：（一）能源獨立；（二）全球氣候巨變脈絡下二氧化排放對環境所產生的衝擊；（三）不論是期望提昇工業化的開發中國家，抑或已屬於經濟合作開發組織（OECD：Organisation for Economic Co-operation and Development）的國家，對於能源的需求皆與日俱增；（四）21世紀後半葉石化能源預估將持續遞減。前三項標準的答案最為棘手，因為2050時能源需求將是現在的兩倍，屆時為了要穩定大氣二氧化碳濃度，二氧化碳的排放量則需縮減為目前的四分之一。為了達到這項目標，上述的四種情境皆需妥善面對：能源必須有效儲存、發展不含二氧化碳的能源（可再生或核能）、使用石化能源時所排放的二氧化碳需要予以捕捉與儲存，以及提昇能源使用效率。
研究工作在這些領域中扮演著關鍵的角色，因其必須提出新解決方案或找出科學理論的矛盾與障礙。研究人員必須藉由建立可達成之執行底限來確保研究工作的持續進行。此外，以混合能源為基礎的全球方法亦得予以採用，讓新發展的科技能夠符合經濟效益、社會接受度及環境保護的標準。
如果考慮短期的需求，與電力供給、整體居住狀況與交通有關之研究皆須投入相當的努力。利用太陽能、地熱能與新材料，並搭配新的建築設計將可大幅降低住宅與第三產業的能源需求。
關於運輸方面，內燃引擎（combustion engine）尚有進步的空間，而這也是未來15至20年引擎的主要形式。此外，廢氣的排放管理是另一項重點，研究人員必須使廢氣成為混合引擎所需的另一種燃料。生物燃料是石化燃料的另一項有趣替代方案，然其中會衍生出社會接受度的問題：對於以工業為前提所發展的農業，以及森林妥善的管理問題。隨著材質的研發與結構的機密計算，運輸車輛必須變得更加輕盈，運輸模式也必須隨著新的研究成果而有所調整，以便達到有效的發揮。
關於電能，可再生能源的發展將刺激搭配低功率發電機的零星產品，甚至是間歇性產品。這個現象將使與能源載器、分配網絡及主要歐洲國家網絡相關之問題愈顯重要。
已邁入運用之風力能源尚有發展空間。廢棄物與生質燃燒也已加入電與熱的生產行列。如何遠距輸送這類型的能源將成為另一項研究重點。儘管高效能的自然瓦斯廠已成為一項誘人的替代方案，核能的短期發展依舊不容忽視。核廢棄物的處理與新一代反應爐的積極研究將提供社會一項可接受的解決方案。新的反應爐必須絕對安全，可信賴度高，杜絕核擴散的風險，同時符合經濟永續的效益。最後，國際熱核聚變實驗堆（ITER）計畫必須儘快啟動，以提供2050年以降的能源解決方案。
如果能夠加強太陽能光電與氫系統方面的研究，同時有新的突破，從2015至2020的中程目標來看，這兩種系統將有其開發的價值。太陽能光電產品成本逐年降低，其於零星能源產品方面的運用將逐漸提高，搭配太陽能可達到住宅區與第三產業的使用需求。
如果氫產品（天然瓦斯、電解、熱化學循環，或甚至微細藻類）、未來的儲存與運輸可獲得控制，未來將吸引更多的研究與發展。未來燃料電池的控制依舊需要投入大量的研究人力，尤其是成本的降低，無論是固定或是可攜式產品。如果燃料電池不會排放溫室效應氣體，並具有產生熱與電的潛力，同時可運用於汽車引擎，氫將成為未來的能源載器。二氧化碳的捕捉與儲存已成為法國國家科學研究中心（CNRS）研究計畫的一部分，這項研究主要在由「環境暨能源管理署」（ADEME：Agence de l'environnement et de la maitrise de l'energie）起草、「地理暨礦物研究局」（BRGM：Bureau de recherches geologiques et minieres」負責協調的「二氧化碳俱樂部」（CO2 Club）框架下完成。
從長遠的眼光來看，不同能源組合或許是針對上述這四項標準的回應，包括再生能源（太陽與風力）、氫、熱核融合與石化能源，但必須建立兩項先決條件。首先，人文社會科學的研究人員必須參與這些調適問題的解決方案，包括新科技研發部門的評估、改善科技管理新方向的內外成本，以及節約能源的新生活樣式。這項研究代表著社會觀感接受這些需求改變之主要條件。其次，法國公共研究組織必須與歐洲及國際研究機構與公司建立密切之合作關係，以涵蓋新主題的基礎研究與科技發展。
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