虽然煤、石油、天然气的替代者有很多种，如太阳能、生物燃料等，但怎么样提高这些替代能源的比例仍然是个挑战。
多年前，当英国石油公司宣布重新定义其简称BP为“超越石油”（Beyond Petroleum）时，它的竞争对手都很恼怒。因为这似乎暗示着BP正在引领着化石能源向可再次生产的能源的转变。
如今，BP身陷墨西哥湾漏油事件。在《科学》杂志退休编辑Donald Kennedy看来，BP有些食言，但不论如何，“超越石油”确实是一句美国急需的口号来帮助其摆脱对石油的严重依赖。
8月13日，《科学》刊登替代性能源专题，指出，化石燃料时代的终结可能已近在眼前，但未来如何却仍然很难说。虽然煤、石油、天然气的替代者有很多种，如太阳能、生物燃料等，但怎么样提高这些替代能源的比例仍然是个挑战。
Kennedy在社论中评价道，政府要进一步采取行政手段，如增加对可再次生产的能源投资的补贴和研究经费等。
这期专题探究了科学家研究替代性能源的进展，以及提高这些能源的比例所伴随的技术、政治及经济方面的困难，内容涉及太阳能、风能、生物质能和核能。专题表明，尽管存在很多困难，美国扩大替代能源的呼声仍然很高，众多新能源还在继续发展。
2009年10月，德国12家主要的大企业宣布成立联合企业，投资4000亿欧元在北非撒哈拉沙漠打造一座人类有史以来最大的太阳能发电站。这就是雄心勃勃的Desertec计划 一个将北非和中东沙漠中的太阳能输送到欧洲的计划。
本期《科学》杂志的替代性能源专题选择了这个欧洲项目作为太阳能发电的代表进行报道。
据报道，按计划，这项工程到2050年的时候，所产生的电能产量峰值将达到100GW，相当于100座火力发电厂的发电量，将满足欧洲地区15%的用电需求。
豪言一出，Desertec立刻吸引了很多支持者，其中不乏大企业和政界名人。有人甚至将其同阿波罗登月计划相媲美。
不过，《科学》杂志在采访了Desertec计划之父、Desertec基金会董事长Gerhard Knies博士之后认为，该计划将收获多赢的结果南地中海国家获得了自身使用的能源和有关技术，并能从中获利，而欧洲则获得了低碳、安全的能源。要知道，Knies最早产生这个想法就是在1986年乌克兰切尔诺贝利核电站事故之后。
Desertec计划主要是采用太阳能热发电（CSP）技术。由德国宇航中心（DLR）作为牵头单位，草拟了整个计划。
DLR是目前全球最为活跃的几个太阳能热发电（CSP）研究机构之一，从上世纪70年代开始，在各类太阳能热利用方面取得了巨大成就。
来自DLR的两位科学家在本期专题中著文介绍了CSP的技术优势，他们指出，太阳能和风能等间歇性可再次生产的能源都存在存储难题，而CSP的优点是：它能够如同发电站般生产大量电能，产生规模效应，并且通过热或者化学燃料的形式在白天储存能量，在夜间也能发电。另外，CSP电站可以同化石燃料和生物质能联合运行，理论上能实现100%的能量生产。
仅仅几年以前，通过农林残余制造车用纤维素乙醇还是一桩稳赚不赔的买卖。一些研究人员预测技术很快就会完善。政府部门和私人投资家也往这样的领域投入了大量资金。如美国能源部2007年宣布了一个3.85亿美元的计划支持6座商业规模的纤维素乙醇反应器，而当时国会也通过了相应的税收优惠政策。一时间，风险投资家投入了数百万美元成立纤维素乙醇公司。
如今，随着经济萧条，关于纤维素乙醇曾经的种种乐观估计都已退却。大批公司搁置了新建商业规模工厂的计划，还有些干脆放弃。即使是美国能源部许诺的百万美元补贴也没能唤回它们。结果是，美国政府计划通过扩大纤维素乙醇来降低国家对石油依赖的计划可能搁浅。
本期专题中，一篇《纤维素乙醇前景何在》的文章介绍了在美国曾经被寄予厚望的纤维素燃料乙醇如今却由于技术和经济因素而日益萎靡的现状。
不过，有分析人士仍然乐观地指出：美国国会、环境保护署（EPA）和其他部门仍旧能通过税收刺激等政策重新唤醒生物燃料产业。国会具体会采取何种措施还要等到今年晚些时候才能知晓。
观察者表示，国会和联邦政府今年的决策将会影响美国生物燃料产业未来的发展前途。如普渡大学农业经济学家Wally Tyner指出：“今年是生物燃料关键的一年。”
而EPA正在考虑将汽油中纤维素乙醇的混合比例提高到12%，甚至15%。这将大幅度的提升生物质燃料的需求量。这种方案被专家觉得比较“靠谱”。据悉EPA将在11月份作出最终决定。
不过，Tyner认为，这些方案并不一定能解决投资者积极性不足的问题。他认为，若要长久地扩大燃料乙醇的商业规模，还需要从实验室和政策两方面入手。
本期专题随后附3篇观察深入介绍了研究人员怎么样发展壮大生物燃料。分别是加利福尼亚大学和伊利诺伊大学的科学家对有前景的能源作物的调查；荷兰Wageningen大学的研究人员讨论了微藻制生物燃料；宾夕法尼亚大学的科学家探讨了生物燃料扩大使用后的供应链问题。
出于对环境的影响、噪音问题和美观问题，虽然在可再次生产的能源技术中相对成熟，但随着扩张，风能现在也正遭受到公众的反对。
本期《科学》杂志的一篇文章举例说，过去在美国，每当风电场的风力涡轮机竖起来时，附近居民总是很欢迎，因为他们可以享用到清洁的能源。但如今，居民们却普遍对风电场持不满的态度。
据悉，由于当地居民的激烈反对，一些大型风电项目屡屡受阻，还有一些甚至已经推迟了几年。
作者认为，居民的抱怨和不满慢慢的变成了美国风电扩张道路中的一大问题。也很有可能会威胁到美国定下的风电完成总发电量20%的目标。
据介绍，为实现这个目标，美国风能产量需要从现在的35GW增加到300GW以上。这就需要新增10万台风机。
虽然支持者声称风电同火电相比在发电环节能够大大减少99%的二氧化碳排放。但这样的好处并没有让争议平息。国家可再次生产的能源实验室（NREL）的Robert Thresher预言：“风电场选址问题只会慢慢的糟。”
为了平息公众的不满，目前，政府和工业界正在努力减少可再次生产的能源项目带来的负面效应。
此外，作者还指出，其他可再次生产的能源也有类似问题。如地热能可能引发地震，安装太阳能板会影响一些历史性建筑外观，太阳能装置威胁野生生物，通过CCS技术将二氧化碳埋存在地下会污染蓄水土层，等等。
分析人士指出，哪怕这些新能源技术克服了技术和经济障碍，真正走向商业推广，为人们提供清洁能源，它们仍有可能面临着公众反对。
英国伦敦帝国理工学院教授Robin W. Grimes和剑桥大学教授William J. Nuttall在一篇联名文章中，勾画了到2030年的全球核能20年复兴计划。
两位教授提出了两阶段计划，首先是拥有核能设施的国家替换或延长现有核电站的寿命，第二阶段是到2030年全球核能工业的扩张。
现在大部分国家所用的轻水反应堆对核燃料的利用率很低，作者建议尽快开发快中子核反应堆，确保铀资源高效利用和能源安全。他们推测，基于技术的发展，快堆到2030年能投入运营。作者还建议开发具有可替换部件的反应堆，使其寿命可超过70年，而目前运营的反应堆寿命只有40~50年。
文章中列举了核能可持续发展的6条可能的、互为补充的路线，包括：利用非常规铀资源、乏燃料再处理加工成铀钚混合氧化物（MOX）燃料循环、开发快中子反应堆、利用钍燃料循环、研发加速器驱动的次临界反应堆（ADSRs）以及实现核聚变能利用。
作者还提醒，各国政府需要投资培训下一代核能工程师。否则，核工业将没有足够合格的人力资源来实现复兴。
此外，来自美国各地的16名学者也在本期《科学》上联名发表文章，呼吁奥巴马政府重视核废料处理问题。
为全力发展核能，奥巴马上任伊始便公布了新的核能发展贷款担保，贷款总额为86亿美元。此外，美国还计划在2011年的财政预算中拨出100多亿美元用于发展核能。
根据文章提供的数据，美国正在建造50多个核反应堆，并计划在未来10年内再建100多个。但在大力发展核能的同时，美国却堆积着约6万吨尚未处理的高浓度核废料。
文章认为，在怎么样处理核废料问题上，近几届美国联邦政府一直没能制定一项行之有效的政策，这是美国核能政策失去很多民众信任和进展缓慢的原因之一。
对于可再次生产的能源何时能够完全替代化石能源，建立新的能源系统的问题，《科学》杂志也进行了讨论。
其中一篇文章指出，化石燃料大量使用部分因为它们具有一些其他能源不具备的独特优势。如，石油的单位体积内的包含的能量很高，容易运输和储存，并且使用起来更便捷、效率高。
而可再次生产的能源则完全不是这么回事儿，它们的单位体积内的包含的能量远远低于石油、煤炭、天然气这样的化石能源，而种植能源作物或者建造太阳能、风能电场都需要大量用地，并提供的能量是间歇性的，不容易控制，难以储存。而目前大容量储能技术还未成熟。
另一篇文章还指出，能源问题同时也是水的问题。例如，太阳能热发电技术比燃煤发电的用水量多了68%。而生物质能源也需要大量水栽种作物。
因此，人类首次面临着从现有的方便的化石能源向很多方面都不如它的清洁能源转变。基于这种原因，作者觉得，建立以化石燃料为主的能源系统用了半个世纪的时间，而建立清洁能源为主的能源系统可能更困难、需要更长时间。
但是，不得不承认，可再次生产的能源中蕴含着取之不尽用之不竭的能量，能够完全满足人类所需。并且其降低温室气体排放的特性是化石能源无可比拟的，这使得美国人不得不选择可再次生产的能源。
不过文章同时指出，作为全球最大的温室气体排放国，美国公众对可再生能源的支持颇为冷淡。即使在遭遇了有史以来最严重的一次石油污染事件之后。6月20日，一项由《》和哥伦比亚广播公司联合进行的民意调查的最终结果显示，尽管90%的受访者认为美国的能源政策需要根本性转变或者完全重建，但仅有49%的人支持新的对汽油加收税收以资助可再次生产的能源的政策。
基于这样的一种情况，作者引用波士顿大学经济学家Robert Kaufmann的话得出结论：“最佳方案是减少能源消耗。”作者指出：节能将为美国可再次生产的能源取代化石能源赢得时间。
当然，节能并不是特别容易，在《狡猾的能源交易》一文中，作者指出，大部分专家都认为取代化石燃料需要依靠多种能源资源和技术的配合，并认为提高现存技术的效率大有潜力。但事实是，减少能源需求总量并不是特别容易。2007年，San Jose城启动了一个节能项目，希望能在15年内将人均电力和天然气消耗量降低50%。但事实上，两年以后，他们发现仅仅降低了0.5%。
