“既要减少碳排放，同时又要满足人们日益增长的能源需求”的双重挑战促使能源行业不断创新和变革。有些技术昙花一现，另一些却对未来至关重要。
哪些新技术正在成为能源领域的挑战和机遇？它们又是如何影响着我们？
1初来乍到：牢不可破的数字记录——区块链
什么是区块链？
简单来说，一个创建并存储数据记录的数字账本，称为一个区块。然后将这些区块连接成链，就是区块链。一个区块链上的数据带有时间戳，因此记录的信息无法被反向修改，从而使记录可被验证并永久存在。然后，记录被储存在一个透明的共享数据库中，用户可以从中查看数据，但无法篡改或删除数据。
这项技术能让用户以安全方式直接交易货币、合同或知识产权等资产、工具，无需银行、公用事业公司、政府等中介机构参与管理。数字货币比特币是最有名的区块链技术范例，目前估计流通值为70亿美元。
通过改变交易的执行、处理和清算方式，区块链有可能颠覆整个行业。它能促使某个行业转型，比如目前在供应链中扮演中介的银行业。
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对能源行业的影响？
在能源行业，区块链使人们有机会在交易、供应链管理和零售领域创造颠覆性的商业模式。它还可以降低运营风险和交易成本，让商业活动更加合规。
对于BP这样的企业，这些机会意义非凡。例如，在燃料零售领域，有了区块链技术，驾驶员就可以通过车辆直接用自己的区块链“钱包”和智能合约形式向零售店或商户付款，无需通过银行进行交易。
客户还可以直接从能源供应商那里采购
电力，无需第三方参与。区块链还能与虚拟电厂组合，成为一种强大工具。消费者无需使用电力公司或集中式电网就能将家中太阳能光伏电池或燃料电池产生的过剩电能拿出来交易。
存在哪些挑战？
区块链最初的设计目的并非为了主流应用，随着用户对存储、能耗、带宽、计算能力的需求增强，区块链的规模化将是重大挑战。安全性也是一个问题。2014年，当时世界上最大的比特币交易公司遭遇的黑客事件让人记忆犹新。
先行领域：
金融业
房地产
政府服务
供应链
2在路上：车辆自动驾驶技术
什么是自动驾驶？
几十年来，我们经常在电影里看到明星坐在汽车后面，看着自己的汽车自动行驶。《蝙蝠侠》、《霹雳游侠》、《少数派报告》都有类似桥段。自动驾驶（又称无人驾驶或自主驾驶）汽车如今不再是纯属虚构。能够感知环境、无需人工告知就能自动导航的汽车已经行驶在我们的公路上。针对不同车型的技术都在开发中，包括内燃机车、电动车和燃料电池电动车。
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对能源行业的影响？
这项技术的影响尚难全面评估。低水平的自动驾驶汽车预计对燃油效率影响不大。不过，更高水平的自动驾驶和自动驾驶的广泛运用可能对液体燃料和润滑油市场造成重大影响。
这些车辆加油和充电服务是油气行业另一个潜在市场。例如，加油站在同一场地提供加油和充电桩。充电的时间也能带来效益，司机在等候时可能会逛逛加油站的便利店。
自动驾驶汽车也会对生产力造成巨大影响。未来车辆无需驾驶，你在车里就可以开晨会、检查电子邮件、购物。这将节省大量时间，也能创造很多营销机会。
存在哪些挑战？
2016年，Google的兄弟公司Waymo做到了平均每自动行驶5,128英里才需要人类驾驶员介入一次。技术进步带来了喜人结果，但仍有很多重大的挑战摆在面前。不同
传感器方案的定义、处理信号的能力，还有最重要的一点：程序编写能力。这些都是挑战。
即便技术成熟，还需要克服一系列的法规难题。地面道路和空中交通都会面对这些难题。消费者接受度也是个挑战。由于发展速度快，偶发事故在所难免，这有可能削弱公众和监管机构对这项技术的支持。数字安全也是一个问题，未来的汽车和汽车之间“无线互联”，因此容易遭到入侵。
先行领域：
科技公司
原始设备制造商
3一式两份：3D打印
什么是3D打印？
3D打印是一项基于数字模型的制造技术，采用包括金属到树脂等一系列材料“打印”出实体。这种“打印机”由下至上，由面至面，将材料一层层沉积下来，从而构建出一个立体物件。
这个概念30多年前就存在。随着3D打印技术日益成熟、数字化技术进步和设备成本降低，3D打印现在终于有机会成为主流。
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对能源行业的影响？
根据埃森哲分析，3D打印对油气行业有两大驱动。第一是降低成本，提高运营效率。例如：之前无法制造的新部件或改进现有部件的设计，提高安全、效能并降低成本。
第二是在下游领域，如果油气公司可为打印机提供被用作“墨水”的化学粉末和塑料，那3D打印可以成为一个潜在的新收入来源。
存在哪些挑战？
相对而言，精密工程部件方面的3D打印技术尚不成熟。现有的技术下可打印的部件尺寸有限制，制造成本较高，打印完成后还需要大量的后期制造工序。油气行业对于极端条件下的可靠性和耐用性要求甚高，如井下的高温高压和海上的恶劣气候。
先行领域：
建筑业
航空航天
汽车业
生物医学
制造业
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机器人先生：人工智能
什么是人工智能？
“robota”一词来自古斯拉夫语，意为强迫劳动或苦力。1920年捷克作家卡雷尔·恰佩克的舞台剧作中首次使用了这个词作为机器人的名字。在大结局中，机器人背叛了人类创造者，从而为科幻小说中的机器人形象奠定了基调。
在现实中，人工智能是指计算机超越预先编程的处理能力，并展现出如推理等类人行为的能力。
人工智能可以让计算机系统处理对精确性要求不那么高的问题，程序员不需要再针对每种可能性一一编程。人工智能可以进行推理，在运行的环境中自我学习并逐步提高性能。我们所熟悉的苹果Siri、Google自动驾驶汽车和亚马逊的个性化推荐功能的背后都有人工智能技术的支持。
对能源行业的影响？
人工智能可以解决很多以前需要人工深思熟虑的问题。尤其是当这些问题的支持信息不确切或相冲突的时候。人工智能应用系统能够学习并且持续学习不同策略，用不同方法应对不断变化的各种状况。
人工智能技术可以在油气领域有所作为。在运营监测方面，应用人工技能技术的计算机能预测问题，然后推荐纠正措施。智能自动驾驶交通工具（如远程遥控潜艇）可以在认知系统控制下，根据运行环境指导行动并进行调整。
存在哪些挑战？
如果能将计算机科学与油气领域相结合，人工智能将获得巨大进展。油气公司知道自己效率最低的地方在哪里，成本过高或风险最大之处又是哪些。计算机科学公司则知道如何挖掘数据，应用人工智能算法来找到问题并改进性能。如果数据利用得当，钻井和设备可靠性等领域机遇无限。
先行领域：
跨国技术公司
航天机构
技术创业社区
5“电的冲击？：电燃料
什么是电燃料？
人们先发明了邮件，而后又创造了电子邮件。到了2017年，日常生活中的方方面面都有了“电子”版本，一个没有电子邮件的时代变得难以想象。在未来几十年里，电燃料会不会也大行其道？
电燃料（e-燃料）是以电力作为主要能源生产的液体和气体燃料的统称。电燃料用二氧化碳、氮、水等常见成分合成可充当燃料或原料的化合物。
如果电力成本足够低，长期来看电燃料将可能成为传统燃料的替代品（如e-柴油），现有燃料的空间将受到严重挤压。
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对能源行业的影响？
电燃料与现有的工业基础设施和供应链相兼容，并能以低成本有效储存。
二氧化碳转化为液体燃料或化学品需要大量能量，且要来自可再生能源（如风能和太阳能）或直接来自集中式太阳能（如太阳能燃料）。低成本高效催化剂的开发非常重要，速度已经随着材料科学和人工智能的进步而加快。
存在哪些挑战？
由于电燃料还处在早期发展阶段，商业化的经济可行性还是一个疑问。目前，电燃料还无法与生物燃料或传统化石燃料竞争。但和生物燃料类似，电燃料将从碳定价中受益。
生产也还在起步阶段。此外，在电燃料大规模投入市场之前，需要克服的困难还包括单位产出和电力消耗的资金成本，可能需要某种形式的可再生能源认证才能使产品可行。
随着电池的成本大幅下降和向运输电气化转型，开发电燃料作为一种“过剩可再生能源”储存介质或液体燃料的商业化动机可能削弱。
先行领域：
政府能源部实验室
初创公司
高校
6高高飞扬：风能技术
什么是风能技术？
1888年，美国第一台风力发电机开始发电。它为俄亥俄州工程师Charles Brush的屋子供电超过20年。进入本世纪后，风能作为一种零排放的可再生能源有望成为未来20年里增长最快的能源之一，它的技术也在改变。
近年来，风能已经成为一项主流的、有竞争力的、可靠的电力技术。技术改进不断降低能源成本，尤其是在陆地上。现在的工作重点是提高性能、可靠性，克服大型离岸设施的技术难题。收集风能的新方法也在研究中。
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对能源行业的影响？
技术进步不断推动风能的发展。涡轮机设计的总体趋势一直是加高塔架、加长叶片并增大功率。对冰雪、热带台风等较恶劣气候的适应能力和空气动力学的进步将起到一定作用。
非常规的风能收集方法包括无需旋转装置的无叶片风力涡轮机和高空风力涡轮机（风筝涡轮发电机），风筝涡轮发电机能悬挂在更高海拔运行，而不需要支柱作为结构支撑。这些方法仍处于初步开发阶段。
当我们谈论下一代风能时，我们其实是在谈论风筝涡轮机和飞机机翼的大小。它们被系在地面，但高飞在天上。它们的发电量巨大，飞得越高，风力就越大。
存在哪些挑战？
尽管在能量储存方面有所进步，间歇性仍是一个行业挑战。能量储存是一个关键因素，它能将有风时生成的能量在无风时提供给人们使用。传输也是一个关键要素。风能较强的地方可能远离城市（如在美国德克萨斯州），超导传输线路有助于推动传输的发展。
提高涡轮机对气候变化的耐受性，能在极端条件下运行也很重要。此外提高涡轮机的效能，增强成本效益也非常重要。
先行领域：
近阶段，大型油气公司
风能行业
电力公司
科技初创公司