世界需要大量能源。根据国际能源署的《 世界能源展望2014》，未来25年全球能源需求预计将增长37%。要在不显著增加碳排放的情况下满足这一需求，就需要开发二氧化碳排放量低或零排放的新型能源技术。
人们普遍认识到，政府在推动创新和技术发展方面发挥着关键作用。州和联邦政策推动了 太阳能和风能 的应用，也促进了水力压裂技术的发展；该技术 助推了 美国石油和天然气钻探热潮。
许多人认为，未来我们将需要更多创新。例如， 美国能源创新委员会由一群知名商界人士组成，该委员会呼吁大幅增加政府对能源技术研究、开发和示范（RD&D）的资金投入。该组织成员包括比尔·盖茨、通用电气首席执行官杰弗里·伊梅尔特等人；他们还提出了更有效使用联邦研究资金的办法。
这份报告提出了一个关乎未来的重要问题：哪些政府政策最能有效加速能源创新？研究能源与环境领域的经济力量（其中一些因素不同于其他行业）有助于回答这一问题。
市场失灵
首先，重要的是要了解，清洁能源技术的研究、开发和示范（RD&D）存在两种根本性的市场失灵。 市场失灵 指资源配置未能有效进行的情形。这些市场失灵导致私营部门对能源创新投资不足，也为政府干预提供了理由。必须采取不同的政策工具，分别应对这些市场失灵。
一家公司投资研究时，往往会产生惠及整个社会的技术和知识。这有利于推动能源创新。但由于其他公司和用户也能利用这些知识，单个公司无法获取其在研究、开发和示范（RD&D）方面投资所创造的全部价值。
因此，市场的 无形之手 带来的创新不足。研究越基础、周期越长，这一问题往往越严重。创新的采用和扩散也存在其他市场失灵，因为新技术对某个用户而言的成本或价值，可能取决于其他用户的数量。
其次，温室气体排放构成一种“外部性”，即一种意外后果，因为气候变化的成本由排放者以外的各方承担。因此，化石燃料当前的市场价格没有反映其消费的全部社会成本。化石燃料被“错误定价”，市场的无形之手便会抑制对可替代化石燃料技术的其他能源技术的需求。
为克服知识创造方面的市场失灵，政府需要为基础研究提供资金并进行投资，同时为企业在能源创新领域的研究、开发和示范（RD&D）投资提供补贴和税收优惠。
此外，公共部门支持成本高、风险大的替代能源技术早期应用和示范，理由充分。传播新型能源技术的运行、维护和逐步改进方面的信息十分重要；这类技术目前可能比现有技术更昂贵，且/或可靠性较低。例如，一项研究计划若能研发出更好的电网储能电池，就可能使所有电力用户受益。
政府还需要应对化石燃料“错误定价”这一另一类市场失灵。政府可以对碳征税，或实行“总量管制与交易”制度，调整价格以更充分地反映环境成本。也可以制定具体的监管要求（例如排放或绩效目标）来纠正这一失灵。这类政策将增加对低排放技术的需求，并为私人投资气候友好型技术提供激励。
其他行业带来的启示
在一本引人入胜的著作《 加速能源创新：来自多个领域的启示》中，研究创新史的专家就美国联邦政府历史上在农业、化工、生命科学、计算机和半导体产业以及互联网等多个行业推动创新和技术发展所发挥的作用，提出了有趣的见解。他们发现，政府政策通过三种广泛机制加速了创新：
为基础研究“提供大量、持续且管理有效的联邦资金”；
通过政府采购或市场创造不断增长的创新需求；以及
鼓励广泛竞争，并推动新创企业进入市场。
请注意，这些行业与能源行业不同，并未面临气候和环境外部性造成的严重市场失灵。尽管如此，政府在刺激需求方面仍发挥了关键作用，尤其是在技术发展的早期阶段。因此，制定政策纠正化石燃料的“错误定价”，以增加对低排放技术的需求并促使私人投资，显得更加重要。
此外，历史表明，政府在营造激烈竞争、促进市场准入以激发创新方面发挥着重要作用。这一点对能源创新尤其重要。应对气候变化需要在电网、交通运输及其他行业等多种领域开发和部署许多不同技术。因此，政府应促进严格竞争，而不是在技术和公司之间选定“赢家”和“输家”。
本文由 The Conversation合作发表。阅读 原文。
本文的发表并不代表世界经济论坛认同其中观点。
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作者：Zhen Lei 是宾夕法尼亚州立大学能源与环境经济学助理教授。
图片：一名工人在甘肃省敦煌一处太阳能电站检查太阳能板。敦煌位于兰州西北950公里（590英里）处。路透社/Carlos Barria
