當前，正在推動的新能源變革本質上是第四次產業(yè)革命，對中國而言，這是一個巨大的歷史機遇。中國要占領產業(yè)制高點，必須認真研究這場能源產業(yè)全新的變革特點，否則就有可能脫離能源革命的創(chuàng)新軌道，能源體系將再次落后發(fā)達國家50～60年的一個長周期，從而失去自*次產業(yè)革命以來中國*一次在地球產業(yè)方面革命的機遇。
推進新能源變革，其核心就是要造就下一代更具競爭力的新一代能源體系。新一代能源體系應具備經(jīng)濟、能源替代、兼容利用和互動運轉的特點，中國“新一代能源體系”能否具備這些特點，關鍵是在“十二五”時期要從國家戰(zhàn)略調高度作好“四網(wǎng)一圖”的前期基礎設計工作。
對國內能源“吃光用盡”：以分布式能源網(wǎng)絡再造能源對內利用體系
分布式能源系統(tǒng),是相對于能源集中生產（主要代表形式是大電廠加大電網(wǎng)）而言的。其特點是供電可以滿足特殊場合的需求，可以彌補大電網(wǎng)安全穩(wěn)定性不足的缺限。分布式能源網(wǎng)絡由于貼近用戶，各電站相互獨立，便于用戶自行控制，供電可靠性高;避免了遠距離送電帶來的輸變電損失以及供熱損失，同時節(jié)省了大量的輸配線路的投資成本和相關的前期、建設和運營費用，減少二氧化碳排放。
丹麥花費了近20年的時間才完成這種轉變。丹麥通過推廣應用分布式能源系統(tǒng)，不僅大幅提高了能源效率，而且實現(xiàn)了能源獨立。
在2005年，分布式能源系統(tǒng)發(fā)電量約占丹麥全國發(fā)電總量的一半，而碳排放量比上世紀90 年代的水平減少了約一半。丹麥分布式供能方式，使小型、分散、有效、清潔的可再生能源得到充分利用，而且使發(fā)展可再生能源與農村經(jīng)濟發(fā)展、與邊遠地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展起來，這不僅增加了這些地區(qū)居民的收入，還有效減少了供能成本。
分布式能源系統(tǒng)在北歐國家的發(fā)電量份額超過30%～50%。美國也表示要大力發(fā)展分布式能源網(wǎng)絡，如果不是特殊需要不再建設大型供電設施。
近10年中，美國許多企業(yè)和消費者已經(jīng)參與進來，以每年33%的速度遞增。預計到2020年分布式能源系統(tǒng)在美國的發(fā)電量份額將達到25%。
我國在分布式能源系統(tǒng)發(fā)展上一直躊躇不前，其障礙主要來自于企業(yè)。由于分布式能源系統(tǒng)有一特點，即消費者不僅可以從電網(wǎng)上購電，而且可以向電網(wǎng)售電，這對現(xiàn)有的企業(yè)利益分配是一個很大的沖擊，即企業(yè)利潤的多寡與售電量無關。
在體制上，我國發(fā)電由幾家大的電力集團所主導，而電網(wǎng)更是被兩家規(guī)模巨大的電網(wǎng)公司所強力壟斷。出于利益考慮，這些壟斷性集團并不熱衷于分布式能源的發(fā)展，甚至可能借用技術、規(guī)范和標準等理由人為拖延，從而客觀上阻礙分布式能源系統(tǒng)的發(fā)展。
“十二五”時期，我國必須進行對內能源利用體系的革命，以達到對能源“吃光用盡”、不浪費的目的。現(xiàn)階段，我國zui適宜發(fā)展應用分布式能源系統(tǒng)的地區(qū)主要有三類：*類是經(jīng)濟發(fā)展速度較快的地區(qū)。由于分布式能源系統(tǒng)的初投資大,要用好燃料;要有比較穩(wěn)定的冷、熱、電用戶,主要是第三產業(yè)和住宅用戶;要求具有環(huán)保性能較好的特點等等。
從地域來看,珠江三角洲、長江三角洲、環(huán)渤海地區(qū)具備這些條件。第二類是總體科技文化水平和素養(yǎng)較高的地區(qū)。分布式能源系統(tǒng)既然是“分布”,也就是說與大電廠、大電網(wǎng)不一樣, 不是由一小批經(jīng)驗豐富的技術人員集中運行管理,而是分散式運行管理,這就要求使用區(qū)域的總體科技文化水平和素養(yǎng)較高。第三類是在天然氣產地附近、天然氣價格特別便宜的地區(qū)，如新疆、鄂爾多斯、川渝和青海四大天然氣區(qū)就可以發(fā)展分布式能源系統(tǒng),取得經(jīng)驗后再向其它地方發(fā)展。
對能源的“充分利用”：以洲際兼容網(wǎng)絡再造能源對外利用體系
世界各地能源分布是不平衡的，以天然氣為例，世界各地區(qū)天然氣儲量分布狀況是：中東35%、非洲7.5%、西半球9.5%、亞太地區(qū)國家7%、西歐3%、俄羅斯和其他獨聯(lián)體國家37.9%，其中俄羅斯32.2%。
而世界各地區(qū)天然氣消費量則是：經(jīng)濟合作與發(fā)展組織54.2%、中東8.1%、獨聯(lián)體 23.4%、中國1.2%、亞洲5.7%、非經(jīng)濟合作與發(fā)展組織的歐洲國家l%、拉美4%、非洲2.4%。
能源儲量在一端，而能源消費又在另一端，即處于不同的空間位置，一個國家如何zui大限度利用能源，以實現(xiàn)國內能源的穩(wěn)定性，*取決于其洲際能源兼容網(wǎng)絡的建設。
洲際能源兼容網(wǎng)絡是將廣域能源輸送網(wǎng)絡同智能電網(wǎng)結合起來的網(wǎng)絡。目前歐洲和北美都已經(jīng)實現(xiàn)了標準統(tǒng)一、互聯(lián)互通、自動控制、供氣安全的區(qū)域輸配網(wǎng)絡。意大利的有關電網(wǎng)2001年已經(jīng)實現(xiàn)了智能化。
2006年，歐盟理事會的能源綠皮書《歐洲可持續(xù)的、競爭的和安全的電能策略》明確強調歐洲已經(jīng)進入一個新能源時代，智能電網(wǎng)技術是保證歐盟電網(wǎng)電能質量的一個關鍵技術和發(fā)展方向。
歐洲洲際兼容網(wǎng)絡不僅能充分利用洲際間的能源，而且維持了能源系統(tǒng)的穩(wěn)定性和不平衡性：一是實現(xiàn)鄰國之間能源網(wǎng)絡對接。丹麥、瑞典、挪威、芬蘭四國之間建立了北歐電力市場，進行電力的相互輸送。
在無風時，丹麥會從鄰國挪威進口水電，而風力發(fā)電富余時，丹麥就會將風電通過北歐電力交易市場賣給其他國家。二是實現(xiàn)整個歐洲能源網(wǎng)絡對接。2007年7月歐洲統(tǒng)一電力市場開始運行。
在2011年歐盟首腦會議上，歐洲理事會主席范龍佩認為：“在一個單一而純粹的國家政策背景下來設計能源政策已經(jīng)是不切實際的了，歐洲（能源）框架勢在必行。” [1]歐盟決定將在2014年以前，通過立法、加強合作等手段建立一體化能源市場。為此，歐盟理事會與歐洲議會將盡快通過歐盟委員會遞交的有關能源市場一體化的法案，將改善及擴大能源基礎設施建設，加強成員國間可再生能源的研究與合作。到2015年，歐盟將不再出現(xiàn)能源孤島。
此外，在丹麥的推動下，歐盟正在大力發(fā)展海上風電，通過德國、波蘭等與歐洲北部電網(wǎng)相連，試圖將海上風電輸送到歐洲。這一計劃得到歐盟支持，并已經(jīng)列入歐盟支持海上風電發(fā)展的示范項目。三是努力實現(xiàn)歐盟與北非、中東等國家的能源兼容。目前英、法、意等都在加快推動智能電網(wǎng)與北非、中東等國家的對接。
“十二五”時期，洲際兼容能源網(wǎng)絡應成為中國電網(wǎng)改革模式。我國要建設洲際兼容能源網(wǎng)絡，可以采取兩步走的方針：*步是打破國內電網(wǎng)的省際間壁壘。在我國，一直存在著國家、區(qū)域、省級電力市場之間是水火不容還是彼此開放之爭。在歐洲做出加強聯(lián)網(wǎng)“同步電網(wǎng)，越大越好”的市場一體化選擇的同時，中國專家還在為電力市場的范圍和模式爭論不休。
中國要占領產業(yè)制高點，首先要實現(xiàn)國內市場的聯(lián)網(wǎng)。第二步是實現(xiàn)中國能源網(wǎng)絡與周邊國家乃至其他洲能源網(wǎng)絡的對接。“十二五”時期應加速建設以跨國管網(wǎng)、中央干線管道、聯(lián)絡支線管網(wǎng)和LNG管道互聯(lián)互通的多層次全國性的輸配網(wǎng)絡。一旦中國能源網(wǎng)變成洲際兼容網(wǎng)絡，我國便能與日本、韓國、東南亞、俄羅斯、中亞，甚至可以通過必要的線路將非洲等國家連接起來，從而可以將熱帶地區(qū)的生物能源、俄羅斯的化石能源等兼容進來。
實現(xiàn)能源“雙向互動”：以智能能源網(wǎng)再造能源運轉體系
智能能源網(wǎng)的目標是將現(xiàn)有的電力、水務、熱力、燃氣等單向運轉而且浪費巨大的能源網(wǎng)絡改造為互動的創(chuàng)新網(wǎng)絡。哪個國家能做到這一點，它就能優(yōu)先于其他國家達到能源體系更別的頂端水平，同時在這個歷史轉型中把握和整合能源體系的標準。智能電網(wǎng)對于分布式能源系統(tǒng)具有*的作用。智能電網(wǎng)能夠實現(xiàn)生產端和消費端的雙向互動。
主要是通過終端傳感器將用戶之間、用戶和電網(wǎng)公司之間形成即時連接的網(wǎng)絡互動，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)讀取的實時、高速、雙向的效果，整體性地提高電網(wǎng)的綜合效率?？梢哉f，IT產業(yè)的深度革命和能源革命是孿生兄弟，智能能源網(wǎng)改革將推動能源革命的深度擴散。通過建造互動的能源網(wǎng)，將推進IT革命進入創(chuàng)新階段;將為消費者提供更好的減少能源消耗的路徑;將為整個社會節(jié)約成本、降低溫室氣體排放，并促進綠色經(jīng)濟占統(tǒng)治地位 （武建東，2009）?？梢哉f不推進智能能源網(wǎng)技術就不可能全面推廣可再生能源發(fā)展。
目前美國已經(jīng)開始對其價值3萬億美元的電網(wǎng)系統(tǒng)實施智能電網(wǎng)技術和超導材料集成的升級改造，這將導致能源領域的重大變革。2009年美國白宮發(fā)布的經(jīng)濟復蘇計劃宣布，將鋪設或更新3000英里輸電線路，并為4000萬美國家庭安裝智能電表。智能電表的記錄數(shù)據(jù)實時查詢功能，針對階梯式電價的用電提醒功能，幫助客戶優(yōu)化用電方式，分析用電成本，及時掌握電價，做好家庭節(jié)電計劃。這意味著奧巴馬政府能源計劃的下一步戰(zhàn)略將發(fā)展智慧電網(wǎng)產業(yè)。位于科羅拉多州丹佛西北40公里的小城波爾得，已經(jīng)成為全美*個智慧電網(wǎng)城市。谷歌正在開發(fā)一項公益性研究“電表”軟件（Power Meter），用來實時顯示你家中電器的耗電情況。PowerMeter軟件的工作原理是：該軟件將對用戶家中電器和照明設備進行智能分析，然后把相應結果返回到用戶家用電腦當中，用戶便可隨時查看到相應耗電數(shù)據(jù)。電力公司的賬單只能告訴你一個月的總耗電量，但谷歌“電表”軟件卻可以告訴你任意時間段各種電器的耗電量。用戶只有知道這些詳細的信息，才能因地制宜，制定相應的節(jié)電措施。谷歌希望通過使用這個軟件，達到節(jié)電5～15%的目的。
在美國推出智能網(wǎng)研究標準的同時，中國“智能能源網(wǎng)”規(guī)劃研究，也已列入國家“十二五”戰(zhàn)略規(guī)劃。日前，國家電網(wǎng)公司公布了三個階段的“堅強智能電網(wǎng)”建設規(guī)劃，意味著中國已正式確立了建設智能電網(wǎng)的路線圖，中國智能電網(wǎng)有望升格為智能能源網(wǎng)。未來中國新能源網(wǎng)絡不僅要實現(xiàn)不同能源之間的互動，而且要實現(xiàn)生產端與消費端之間的互動。一方面，智能能源網(wǎng)能夠將新型可替代能源接入電網(wǎng)，比如太陽能、風能、地熱能等，實現(xiàn)不同能源之間的互動。如農村使用太陽能，如果天氣不好，能源就會自動切換到煤氣或電力系統(tǒng)，而不至于因沒有太陽而洗不成澡。另一方面，智能能源網(wǎng)能夠實現(xiàn)雙向互動的智能傳輸數(shù)據(jù)，生產端與消費端之間的互動，實行動態(tài)的浮動電價制度。以往只有生產端主動向消費端提供能源，而消費端卻無法主動向生產端發(fā)出需求，正是由于缺乏互動電網(wǎng)系統(tǒng)，以致經(jīng)常出現(xiàn)區(qū)域性、季節(jié)性的“氣荒”“電荒”等短缺現(xiàn)象。如果生產端與消費端之間能發(fā)生雙向互動，就不會發(fā)生這樣的情況?；幽茉淳W(wǎng)將使有插座的地方就有能源，它將使互聯(lián)網(wǎng)極大地普及，顛覆和重構我們的生活方式，建立21世紀的公共服務等現(xiàn)代化體系，使我國農村更快地整體進入網(wǎng)絡世界，此舉也將成為世界上zui大規(guī)模的智能體系的擴張。據(jù)專家測算，建設智能能源網(wǎng)將會把我國能源效率提高至少15%，以2009年中國能源消費總量而論，全國每年大約可節(jié)省至少近4億噸的標準煤，而且中國智能能源網(wǎng)建設還將帶動以萬億計的產業(yè)鏈。
當前，中國智能能源網(wǎng)不僅在理論框架上日趨成熟，在實際應用中也取得了一些進展。為此提出以下兩個建議：一是中國制定智能能源網(wǎng)絡標準。鑒于中國在上提出智能能源網(wǎng)概念，并得到了上的高度認可，建議中國抓緊制定智能能源網(wǎng)絡標準與規(guī)范，擇時向世界輸出，以得到組織、各國政府和公眾的認同，以推動能源網(wǎng)的共同轉型，從而達到中國能源變革事半功倍的目的。二是選擇上海浦東新區(qū)和河北唐山試點。作為智能能源網(wǎng)規(guī)劃與實施的示范區(qū)，上海浦東新區(qū)和河北唐山已參與了智能能源網(wǎng)示范項目的子課題研究，目前已經(jīng)初見成效，如果智能能源網(wǎng)在這兩個地區(qū)試點成功，意味著該項目為智能能源網(wǎng)的大范圍推廣積累了產業(yè)基礎，具有在全國推廣的價值。
