Jag vill att du ska föreställa dig en motorväg som uteslutande är ägnad åt att leverera världens energi.

Varje körfält är begränsat till lastbilar som transporterar en av världens sju storskaliga primärenergikällor:kol, olja, naturgas, kärn, hydro, sol och vind.

Vår nuvarande energisäkerhet har ett pris, koldioxidutsläppen från lastbilarna i de tre mest trafikerade körfälten:de för kol, olja och naturgas.

Vi kan inte bara sätta upp vägspärrar över en natt för att stoppa dessa lastbilar; de bär den överväldigande majoriteten av världens energiförsörjning.

Men vad händer om vi utökar den ren elproduktion som lastbilarna bär i sol- och vindfälten – tre eller fyra gånger om – till en ekonomiskt effektiv framtid för ren energi?

Tänk elbilar istället för bensinbilar. Tänk elfabriker istället för oljeeldade fabriker. Renare och billigare i drift. En teknikdriven ordnad övergång. Problem orsakade av teknik, löst med teknik.

Gör inga misstag, detta kommer att bli den största ingenjörsutmaningen som någonsin genomförts. Energisystemet är enormt, och även med en internationellt engagerad och fokuserad insats kommer övergången att ta många decennier.

Det kommer också att kräva respektfull planering och omskolning för att säkerställa berörda individer och samhällen, som har drivit vår energiutveckling i generationer, stöds under hela övergången.

Som Tony, en arbetare från ett kolkraftverk i Gippsland, noterade från publiken på veckans Q+A-program:"Arbetskraften är mycket innovativ, vi är redo för utmaningen, vi kommer att anpassa oss till allt som läggs framför oss och det har vi bevisat tidigare."

Detta är en påminnelse om att om regeringar, industri, samhällen och individer delar en vision, en positiv övergång kan uppnås.

De fantastiska tekniska framsteg som jag har bevittnat de senaste tio åren gör mig optimistisk.

Förnybar energi blomstrar över hela världen, och levereras nu till en markant lägre kostnad än någonsin tidigare.

I Australien, kostnaden för att producera el från vind och sol är nu cirka 50 A$ per megawattimme.

Även när variationen förstärks med lagring, Priset på sol- och vindel är lägre än befintlig gaseldad elproduktion och liknar nybyggd koleldad elproduktion.

Detta har resulterat i ett betydande upptag av sol- och vindelektricitet i Australien och, viktigast, prognoser om en minskning av utsläppen i elsektorn med 33% till 2030, jämfört med 2005 års nivåer.

Och denna prisutveckling kommer bara att fortsätta, med en nyligen publicerad FN-rapport som noterar att, bara under det senaste decenniet, kostnaden för solel sjönk med 80 %, och kommer att sjunka ytterligare.

Så vi är på väg. Vi kan göra det här. Gång på gång har vi visat att ingen utmaning för mänskligheten är bortom mänskligheten.

I sista hand, vi kommer att behöva komplettera sol- och vindkraft med en rad olika teknologier som höga nivåer av lagring, långdistansöverföring, och mycket bättre effektivitet i hur vi använder energi.

Men medan dessa tekniker skalas upp, vi behöver en energikompis idag som kan reagera snabbt på förändringar i sol- och vindproduktion. En energikompis som i sig har relativt låga utsläpp, och som bara fungerar när det behövs.

På kort sikt, som premiärminister Scott Morrison och energiminister Angus Taylor tidigare har sagt, naturgas kommer att spela den avgörande rollen.

Faktiskt, naturgas gör det redan möjligt för nationer att övergå till en pålitlig, och relativt låga utsläpp, elförsörjning.

Titta på Storbritannien, där koleldad elproduktion har rasat från 75% 1990 till bara 2% 2019.

Att driva detta har varit en ökning av solenergi, vind, och vattenkraft, upp från 2% till 27%. På samma gång, och detta är nyckeln till leverans av en pålitlig elförsörjning, El från naturgas ökade från praktiskt taget noll 1990 till mer än 38 % 2019.

Jag är medveten om att att bygga nya naturgasgeneratorer kan ses som problematiskt, men låt oss nu anta att med solenergi, vind och naturgas, vi kommer att uppnå en pålitlig, elförsörjning med låga utsläpp.

Är det här tillräckligt? Inte riktigt.

Vi behöver fortfarande en källa av transportabelt bränsle med hög densitet för långa avstånd, tunga lastbilar.

Vi behöver fortfarande ett alternativt kemiskt råmaterial för att tillverka ammoniaken som används för att producera gödningsmedel.

Vi behöver fortfarande ett sätt att transportera ren energi från en kontinent till en annan.

Gå in i hjälten:väte.

Väte är rikligt. Faktiskt, det är det mest förekommande elementet i universum. Det enda problemet är att det inte finns någonstans på jorden där man kan borra en brunn och hitta vätgas.

Få inte panik. Lyckligtvis, väte är bundet i andra ämnen. En vi alla känner till:vatten, H i H₂O.

Vi har två hållbara sätt att utvinna väte, med nästan noll utsläpp.

Först, vi kan dela vatten i en process som kallas elektrolys, använder förnybar el.

Andra, vi kan använda kol och naturgas för att dela vattnet, och fånga upp och permanent gräva ner koldioxiden som släpps ut längs vägen.

Jag vet att vissa kan vara skeptiska, eftersom kolavskiljning och permanent lagring inte har varit kommersiellt gångbart inom elproduktionsindustrin.

Men processen för väteproduktion är betydligt mer kostnadseffektiv, av två avgörande skäl.

Först, eftersom koldioxid lämnas kvar som en återstående del av väteproduktionsprocessen, det finns inget ytterligare steg, och lite extra kostnad, för dess utvinning.

Och för det andra, eftersom processen arbetar med mycket högre tryck, utvinningen av koldioxiden är mer energieffektiv och den är lättare att lagra.

Återgå till produktionsvägen för elektrolys, vi måste också inse att om väte produceras uteslutande från sol- och vindelektricitet, vi kommer att förvärra belastningen på de förnybara banorna på vår energimotorväg.

Tänk ett ögonblick på de stora mängderna stål, aluminium och betong som behövs för att stödja, bygga och serva sol- och vindkonstruktioner. Och koppar och sällsynta jordartsmetaller som behövs för ledningar och motorer. Och litium, nickel, kobolt, mangan och andra batterimaterial som behövs för att stabilisera systemet.

Det vore klokt, därför, för att skydda mot eventuella resursbegränsningar med en annan energikälla.

Väl, genom att producera väte från naturgas eller kol, använda kolavskiljning och permanent lagring, vi kan lägga tillbaka ytterligare två körfält till vår energimotorväg, se till att vi har fyra primära energikällor för att möta framtidens behov:solenergi, vind, väte från naturgas, och väte från kol.

Vidare, en gång extraherad, väte ger unika lösningar på de återstående utmaningarna vi står inför på vår framtida elektriska planet.

Först, inom transportsektorn, Australiens största slutanvändare av energi.

Eftersom vätebränsle bär mycket mer energi än motsvarande vikt av batterier, det ger en livskraftig, alternativ med längre räckvidd för att driva långdistansbussar, B-dubbla lastbilar, tåg som reser från gruvor i centrala Australien till kusthamnar, och fartyg som transporterar passagerare och gods runt om i världen.

Andra, inom industrin, där väte kan hjälpa till att lösa några av de största utsläppsutmaningarna.

Ta ståltillverkning. I dagens värld, användningen av kol i ståltillverkningen står för svindlande 7% av koldioxidutsläppen.

Att fortsätta med denna form av stålproduktion kommer att resultera i att denna andel växer frustrerande högre när vi gör framsteg med att minska koldioxidutsläppen från andra sektorer i ekonomin.

Lyckligtvis, rent väte kan inte bara ge den energi som behövs för att värma masugnarna, det kan också ersätta kolet i kol som används för att reducera järnoxid till det rena järnet som stålet är tillverkat av. Och med väte som reduktionsmedel är den enda biprodukten vattenånga.

Detta skulle få en revolutionerande inverkan på att minska de globala utsläppen.

Tredje, väte kan lagra energi, inte bara för en regnig dag, men också för att skicka solsken från våra stränder, där det är rikligt, till länder där det behövs.

Låt mig illustrera denna punkt. I december förra året Jag hade förmånen att bevittna lanseringen av världens första transportfartyg för flytande väte i Japan.

När fartyget gled ner i vattnet såg jag det inte bara som lanseringen av det första fartyget av sitt slag som någonsin byggts, men som lanseringen av en ny era där ren energi rutinmässigt kommer att transporteras mellan kontinenterna. Frakt solsken.

Och, till sist, eftersom väte fungerar på liknande sätt som naturgas, våra naturgasgeneratorer kan konfigureras om i framtiden för att drivas på vätgas – vilket på ett snyggt sätt förvandlar ett potentiellt arv till en extra bonus.

Vätgasdriven ekonomi

Vi är verkligen i början av en ny, blomstrande industri.

Det finns en nästan 2 biljoner dollar globala marknaden för väte 2050, förutsatt att vi kan driva priset på att producera väte till betydligt lägre än 2 A$ per kilogram.

I Australien, vi har den tillgängliga marken, naturresurserna, tekniken smarta, de globala nätverken, och branschexpertisen.

Och vi har nu engagemanget, med den nationella vätestrategin som enhälligt antogs vid ett möte av Commonwealth, statliga och territoriella regeringar i slutet av förra året.

Verkligen, när jag reflekterar över min period som chefsforskare, i detta mitt sista år, Att leda utvecklingen av denna strategi har varit en av mina stoltaste prestationer.

Hela resultatet syns inte över en natt, men den har sått fröna, och om vi fortsätter att ta hand om dem, de kommer att växa till en helt ny värld av praktiska tillämpningar och oanade möjligheter.

Denna artikel publiceras från The Conversation under en Creative Commons -licens. Läs originalartikeln.