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本書從基礎理論和應用實踐兩個方面，提出了海水淡化、清潔煤、綠色高耗能產業(yè)、新型智能電網(wǎng)等新能源的整體解決方案，即能源4.0戰(zhàn)略。這一戰(zhàn)略不僅是推進中國能源轉型的核心戰(zhàn)略，也是中國實現(xiàn)第四次工業(yè)革命發(fā)展道路的核心戰(zhàn)略。通過能源4.0戰(zhàn)略發(fā)展智慧能源，建立全球化的能源產業(yè)物聯(lián)網(wǎng)體系，可以有效推動中國經濟進入新常態(tài)，用具有中國特色的新型工業(yè)化道路來推動世界的新一輪工業(yè)革命，進而引領全球重塑經濟結構。

美國著名的趨勢學家、享譽全球的預測大師杰里米?里夫金出版了《零邊際成本社會》一書，并在書中預言：“未來，人們可能可以像今天通過互聯(lián)網(wǎng)近乎免費地生產和消費信息一樣，借助能源互聯(lián)網(wǎng)近乎免費地生產和消費能源�！边@將關系到我們每一個人的生活、工作和娛樂，極大地顛覆我們每一個人的生存環(huán)境和生活空間，每一個人都要從心理上、思想上做好充分準備。
哈佛大學數(shù)學與生物學教授、進化論者馬丁?諾瓦克說，“合作”是拯救人類的唯一方法。世界經濟論壇創(chuàng)始人兼執(zhí)行主席克勞斯?施瓦布正如其一貫以來的倡導，在其《第四次工業(yè)革命》中極力呼吁各方“協(xié)同”作戰(zhàn)。據(jù)他觀察，第四次工業(yè)革命所有涉及的變革領域，最重大的影響之一可能來源于賦權，即政府如何與公民“協(xié)同”，企業(yè)如何與雇員、股東和客戶“協(xié)同”，超級大國如何與小國“協(xié)同”。
本書中所提出的“能源4.0 +工業(yè)4.0”的核心，從微觀操作層面上，是通過多能源“協(xié)同”并與工業(yè)4.0融合，構建符合中國國情的“產業(yè)能源互聯(lián)網(wǎng)”系統(tǒng)，釋放我國改革開放四十年來積累的生產力，形成高效、優(yōu)質、可持續(xù)發(fā)展的零邊際成本社會，為實現(xiàn)中華民族偉大復興奠定基礎。
在中國，各種媒體以翻譯出版、編譯刊登、轉載外媒、獨家專訪等形式，對“第四次工業(yè)革命”的背景、特征、趨勢、風險、機遇等進行了深入的宣傳，引發(fā)了全社會的大學習、大討論，一些黨和國家領導人也加入討論、推薦行列。如2016天津夏季達沃斯論壇的主題即是“第四次工業(yè)革命—轉型的力量”。中國和發(fā)達國家經濟、科學技術基礎不同，但可能站在了“互聯(lián)網(wǎng)+”的同一起跑線上，一同探索移動互聯(lián)網(wǎng)、能源互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)三網(wǎng)合作共贏建設“零邊際成本”社會預言的真實性。
里夫金對于人類第一到第三次工業(yè)革命的劃分，是以三次能源“引擎”論來詮釋的。他認為，歷史上的工業(yè)革命均是通信技術與能源技術的結合，進而引發(fā)重大的經濟轉型。第三次工業(yè)革命的特征就是互聯(lián)網(wǎng)技術與可再生能源的出現(xiàn)與融合（盡管這一點與克勞斯?施瓦布的描述不同，但可認為異曲同工）。里夫金認為，第三次工業(yè)革命所帶來的新經濟模式需要五大支柱來支撐：一是能源本身，即向可再生能源轉型，是新能源技術以及新能源技術和新通信技術融合的基礎；二是能源的生產方式，即將每一大洲的建筑轉化為微型發(fā)電廠，以便就地收集可再生能源；三是能源的儲存形式，在每一棟建筑物以及基礎設施中使用氫氣和其他儲存技術，以存儲間歇式能源；四是能源的分享機制，利用能源互聯(lián)網(wǎng)技術將每一大洲的電力網(wǎng)轉化為能源共享網(wǎng)絡，這一共享網(wǎng)絡的工作原理類似于互聯(lián)網(wǎng)；五是如何更加有效地利用新能源，將運輸工具轉向插電式以及燃料電池動力車，這種電動車所需的電可以通過洲際間的共享電網(wǎng)平臺進行買賣，而這種方式也會極大地促進新能源的推廣。
里夫金所有的分析，都是基于一種背景，即第二次工業(yè)革命的成果已無法再支撐世界經濟的發(fā)展，人類急需為日益失速的全球經濟找到一個新的推動引擎。歷史上第一次工業(yè)革命始于18世紀的英國紡織業(yè)，以煤炭和蒸汽機相結合支撐的機器化代替手工紡織，促成工廠的誕生。20世紀初，亨利?福特發(fā)明的裝配制度將人類引入大規(guī)模的生產時代，開啟了第二次工業(yè)革命的大繁榮。這兩次工業(yè)革命實現(xiàn)了人類的城市化、工業(yè)化和現(xiàn)代化的偉大進程。尤其是第二次工業(yè)革命，它以煤、石油和內燃機相結合的高效能源成就了當今世界的大規(guī)模生產和工業(yè)現(xiàn)代化。在全球經濟體系下，任何商業(yè)活動都與石油和化石能源息息相關，整個人類文明都建立在石炭紀儲存的碳資源上。然而，這所有的一切繁榮背后是能源的大量消耗，化石燃料的環(huán)境危害性已成為遏制人類可持續(xù)發(fā)展的重大瓶頸。能源問題和環(huán)境危機已成為有關各國的重大戰(zhàn)略問題，必將國際化、全球化、政治化，將會帶來一系列可怕的連鎖反應，直接影響到人類生存模式和人類文明的延續(xù)。
就在第四次工業(yè)革命尚在積極探索和規(guī)劃過程中，德國政府提出了“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略�！肮I(yè)4.0”，也就是克勞斯?施瓦布描繪的以智能制造為主導的第四次工業(yè)革命，或革命性的生產方法。它將以可植入技術、數(shù)字化身份、物聯(lián)網(wǎng)、 3D打印、無人駕駛、人工智能、機器人、區(qū)塊鏈、大數(shù)據(jù)、智慧城市等技術變革，通過數(shù)字技術、物理技術、生物技術有機融合在一起迸發(fā)出強大的力量，影響著我們的經濟和社會發(fā)展。
縱觀人類歷史上的工業(yè)革命，每一次工業(yè)革命均有重大的能源革命與之伴生，并成為推動工業(yè)革命的原動力。在18世紀中葉，人類開始大規(guī)模使用煤炭替代薪柴，實現(xiàn)了第一次能源革命，可稱之為能源1.0，它促使主要以煤炭為動力源的蒸汽機得以推廣和普及，并促成了第一次工業(yè)革命，可稱之為工業(yè)1.0。到19世紀中后期，人類開始大規(guī)模使用石油，人類社會實現(xiàn)了第二次能源革命，即能源2.0，促使以石油為動力源的內燃機得以推廣和普及，并促成了第二次工業(yè)革命，即工業(yè)2.0。進入21世紀以來，人類通過互聯(lián)網(wǎng)技術與可再生能源融合，將分散式的新能源和可再生能源進行集中使用，人類社會進入能源3.0時代，由此掀起了第三次工業(yè)革命浪潮，即工業(yè)3.0。簡言之，能源1.0，使煤炭和蒸汽機結合，促成了工業(yè)1.0；能源2.0，使石油和內燃機結合，促成了工業(yè)2.0；能源3.0，使互聯(lián)網(wǎng)技術和可再生能源結合，促成了工業(yè)3.0。
如今，德國提出第四次工業(yè)革命，即工業(yè)4.0，是利用互聯(lián)網(wǎng)信息技術與先進的精密機械工業(yè)相結合的手段，實現(xiàn)制造業(yè)向智能化轉型。作為以智能制造為特征的工業(yè)4.0，必然需要綠色、環(huán)保、安全、低成本、可持續(xù)的能源和基礎材料作支撐。在幾十年的研究積淀和完成了國家“973”計劃“大規(guī)模非并網(wǎng)風電系統(tǒng)的基礎研究”（2007CB210300）并取得產業(yè)化成果的基礎上，我在宏觀經濟和能源科技發(fā)展的結合上，對全球能源發(fā)展改革和經濟結構調整開始了思考。黨的十八大、十九大以來，習近平總書記多次提及“能源革命”，將其與科技革命、產業(yè)革命并列為新一輪全球性的“革命”。在這一思想的指導下，我提出了第四次能源革命和戰(zhàn)略定位的理論，簡稱“能源4.0”，并在此基礎上，從理論和實證上與德國提出的“工業(yè)4.0”相融合，在我國領先的第五代移動通信技術基礎上，構建能源4.0產業(yè)能源互聯(lián)網(wǎng)。
中國是世界上最大的火力發(fā)電國，煤電的比重約占電網(wǎng)的75%；同時中國也是世界上最大的能源消耗國和最大的二氧化碳排放國；另一方面，中國擁有世界上最豐富的風力資源，也是世界上最大的風力渦輪機生產國，其太陽能光電產業(yè)生產總值更是占世界的30%以上。2016年，我國太陽能電池產量超過49 GW，同比增長19.5%以上，占世界太陽能電池產量的71.01%，生產技術不斷進步，生產成本持續(xù)下降，是世界上最大的太陽能電板生產國。可以說，中國在可再生能源方面的地位正如沙特在石油產業(yè)中的地位一樣，中國每平方米的可再生能源潛力要遠高于世界上大多數(shù)國家。
可再生能源稟賦優(yōu)勢，為中國成為全球新工業(yè)革命的領跑者提供了機遇，然而中國也面臨著發(fā)展的瓶頸。中國工業(yè)正處于起飛階段，剛剛適應工業(yè)化發(fā)展的中國能否轉變觀念，把握住新型經濟發(fā)展模式成為關鍵所在。中國從1995年就提出轉變經濟發(fā)展方式，但是直到現(xiàn)在依然沒有一條行之有效、適合中國的實施路徑。中國制造業(yè)缺乏科技創(chuàng)新的靈魂，所依賴的人工成本和基礎資源成本的優(yōu)勢已經式微。更重要的是，新能源與通信技術并沒有有效結合起來。中國具有新能源的優(yōu)勢，發(fā)展速度也全球領先；中國通信技術也發(fā)展很快，最顯著的就是物聯(lián)網(wǎng)技術，但沒有找到一條將兩者結合的有效途徑。對于能源革命，要搶占先機，我們只能依靠創(chuàng)新發(fā)展、科學發(fā)展、跨越式發(fā)展，以大無畏精神的勇氣，頑強奮斗、艱苦奮斗、不懈奮斗，勇往直前，永不退縮，朝著我們的目標奮勇向前。習近平總書記指出：“實現(xiàn)中國夢必須走中國道路。”
“能源4.0+工業(yè)4.0”是通過物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)云計算，將非并網(wǎng)多能源與高耗能產業(yè)實現(xiàn)智能化深度融合，形成智慧能源，實現(xiàn)了三個“顛覆”、兩個“重塑”：在應用上顛覆傳統(tǒng)電網(wǎng)的供求關系，實現(xiàn)用電側無條件服從供電側；顛覆傳統(tǒng)產業(yè)功能，通過科技進步和創(chuàng)新，實現(xiàn)高耗能產業(yè)功能升級，達到動態(tài)變負荷生產；顛覆傳統(tǒng)商業(yè)模式，為電網(wǎng)實現(xiàn)“零”成本深度調峰的同時，數(shù)十種經濟支柱產業(yè)達到結構優(yōu)化、節(jié)能減排、綠色發(fā)展和效益上升；重塑電網(wǎng)結構，從幾百年來供電的并網(wǎng)、離網(wǎng)成為三足鼎立的并網(wǎng)、離網(wǎng)和非并網(wǎng)新結構；重塑我國乃至世界經濟結構。能源4.0超越了以太陽能為核心的第三次能源革命的范疇，通過物聯(lián)網(wǎng)與電網(wǎng)，將太陽能、風能、化石能源、核能等供電側能源與電解鋁、氯堿、大規(guī)模海水淡化、制氫、煤炭清潔化、煤化工、石油化工、冶金等高耗能產業(yè)用電側進行融合，也是幾億家庭能源系統(tǒng)的融合，構建一個有機的高效、低成本、可持續(xù)、可調控、全社會化的網(wǎng)絡系統(tǒng)。能源4.0核心是能源產業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，是互聯(lián)網(wǎng)技術與智慧能源、智能電網(wǎng)、智能產業(yè)的結合，為工業(yè)4.0提供綠色、環(huán)保、安全、高效、低成本、可持續(xù)的智慧能源和智能加工材料產業(yè)保障。
中國首倡的“能源4.0”與德國提出的“工業(yè)4.0”融合協(xié)同，也是東西方發(fā)展文化的一次大融合，并以此指導實現(xiàn)我國產業(yè)能源互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)工程，實現(xiàn)大數(shù)據(jù)、云計算支撐下的網(wǎng)絡空間與實體經濟無縫融合，構建我國零邊際成本高效發(fā)展的新型社會。這也是以中國為主導之一形成2008年金融危機以來新型全球治理的最大契機和動力。對中國而言，當前經濟與社會發(fā)展面臨的國際、國內環(huán)境已與前四十年改革開放發(fā)生了根本性的變化，人口紅利、環(huán)境紅利和資源紅利已基本殆盡，這就要求我國在把握全球經濟與社會發(fā)展的全局中，找準新一輪經濟新常態(tài)發(fā)展的戰(zhàn)略定位，并引領經濟與社會的發(fā)展，順利實現(xiàn)新常態(tài)。作為科研工作者，有責任為解決國家重大戰(zhàn)略需求，為實現(xiàn)中華民族偉大復興的中國夢做出貢獻。能源4.0是與工業(yè)4.0相適應、面向全球的能源發(fā)展戰(zhàn)略，也是中國領先世界的原創(chuàng)性科學技術成果，更是我國科技工作者的原創(chuàng)性理論貢獻。實施能源4.0戰(zhàn)略，我們具有領先優(yōu)勢，因此要在全球視野下?lián)屨际澜缒茉窗l(fā)展和能源革命的先機，通過能源4.0戰(zhàn)略發(fā)展智慧能源，建立全球化的能源產業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系，從而推動我國引領全球重塑經濟結構，形成新型工業(yè)體系，走出中國特色第四次工業(yè)革命的發(fā)展路徑。

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