全球能源市场需求的高速快速增长，正在更有众多一体化石油和天然气公司减缓向能源多元化转型，BP、埃克森美孚以及壳牌等大型石油公司争相重新加入这一行列。他们热衷研究和研发替代能源与可再生能源，较低碳排放能源、氢能、生物质能和太阳能沦为这些公司竞逐的热点。

较低碳排放能源成研发目标目前，世界大型石油石化公司争相致力于较低碳排放能源开发和生产，替代能源开发正在减缓。石油、天然气和煤炭这些大规模用于的能源都不存在温室气体废气（GHG）问题。即使用于天然气替代传统的燃煤，温室气体排放量也不能增加一半。

而用风能、太阳能替代发电，则可避免碳排放。今后25年内，由于各国政府的大力支持，风能和太阳能等可再生能源将以两位数速率快速增长。虽然这些替代能源的规模还比较较小，但在世界能源包含中将日贞最重要。据埃克森美孚公司的“2030年能源未来发展”报告预测，预计到2030年，石油、天然气和煤炭仍是主要的能源来源，将占到能源总需求的80%份额；生物燃料、风能和太阳能将快速增长，到2030年将占到总能源供应量大约2%。

替代能源在总能源供应中要占有最重要份额，必需超过规模经济性，并解决问题所面对的成本和技术的挑战。氢能研发研究大大加剧石油公司在提炼过程中均用于氢气，享有工业用氢的基础设施，因此大型石油公司自由选择研发氢能具备更加便捷的条件。壳牌氢能公司主要研究如何将氢气作为零售的燃料。

壳牌公司已在全世界创建氢气生产平台，每年生产和消费氢气多达5000万吨。壳牌氢能公司还和道达尔公司牵头将燃料电池汽车和充氢基础设施推上商业化，其目标是将氢气汽车自2015年在欧洲推上商业化。

另外，壳牌氢能公司和壳牌（中国）公司已与同济大学签订协议，在上海建设第一座燃料电池汽车充氢站。为了前进美国氢能应用于的商业化，壳牌公司于2006年在俄亥俄州立大学投资1亿美元研究膜分离技术，以减少从化石燃料生产氢气的成本。埃克森美孚公司与丰田汽车公司和开特皮勒公司重新组建研究联合体，研发和改良汽车内燃机和燃料系统。

他们与戴姆勒克莱斯勒公司合作开发润滑剂以提升燃料经济性、缩短换油期和增加废气。在燃料电池研发方面，埃克森美孚研究与工程公司投资220万美元与英国QuestAir技术公司研发车载氢气发生器。

由美国能源部的组织，雪佛龙技术公司联合计划到2010年将创建六个氢化车站。雪佛龙技术公司、现代起亚汽车公司和联合技术公司于2005年2月在美国加州Chino创建了现代起亚美国技术中心，有数5辆燃料电池汽车用于样板氢化车站氢气，该氢化车站可储存34MPa的氢气100千克。风能、太阳能利用快速增长很快BP公司于2005年11月正式成立了以英国Middlesex郡的Sunbury为发展基地的BP替代能源公司（BPAE），BP公司打算在10年内对该子公司投资80亿美元。

BP公司在荷兰享有大型风能发电投资项目，BP替代能源公司在2006年减缓扩展美国风能发电业务，已与风能开发商ClipperWindpowor公司签下，获得2015MW风能项目中50%的股份。埃克森美孚公司在2005年的可再生能源研发投资为7.12亿美元，用作开发技术以符合未来能源市场需求和增加温室气体废气。2002年，埃克森美孚公司在斯坦福大学启动全球气候变化和能源项目（GCEP），埃克森美孚公司、GE公司、Schlumberger公司和丰田汽车公司10年内将为此项目联合投资2.25亿美元。

为减缓向能源公司转型，壳牌公司重新组建了壳牌可再生能源公司，并自2000年起在替代能源领域投资了10亿多美元。壳牌公司于2006年与中国国华能源投资公司合作开发风能，它还在美国许多州享有风能发电项目，此外该公司还计划为英国伦敦Array公司建设1000MW风能发电场。

除风能外，太阳能投资也更有了这些公司的目光。壳牌和BP公司皆生产太阳能电池，壳牌可再生能源公司还与荷兰Saint-Gobain公司合作开发生产非硅太阳能电池板，雪佛龙能源解决方案公司在美国加州Bakersfield附近的油田设置了500KW的太阳能光伏设施，BP太阳能公司也计划投资改建其在美国马里兰州Frederick的太阳能电池厂。

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