2015年，中国政府实现经济增长6.9%，也就是说中国经济进入发展新常态后，仍将保持较高速度增长。而随着“一带一路”和“亚投行”的成立，中国也将拥有一个国际化的大舞台，那么究竟是什么可以支撑起中国的新一轮发展呢?
首先，我们应该明白：按照目前中国的能源结构现状，中国经济的增长速度同能源消耗是成正比的。而长期以来，由于中国能源的过度消耗，已经给我们的环保带来很大压力，“雾霾”已经成为中国经济发展高速的副产品，并且非常深刻的影响到了人们生活的方方面面。
因此，我们在转变经济发展方式的同时，怎么样能够更加充分、健康的利用既有能源，也将是我们应该考虑的重大问题!
2015年，习近平总书记两次提及“能源革命”，将其与科技革命、产业革命并列为新一轮全球性的“革命”。李克强总理也提出了“互联网+”的崭新概念，这是一个经济与社会发展的一个大平台，在这个平台上将演绎一场波澜壮阔大众创新、万众创业的现代史诗，一定要充分利用“互联网+”这一概念，“互联网+”的本质其实就是把互联网当成像水和电一样的基本工具。在这种思想的指导下，将自己的思考凝炼，提出第四次能源革命(即：产业能源互联网)的战略定位和理论思想，简称“能源4.0”。
令人欣慰的是，历史又给了中国新的机会。在能源4.0方面，中国走在了世界前沿。随着第四次工业革命的到来，互联网化、协作化、智能化是世界工业发展的大势所趋，而中国能源事业的发展也在这一过程中找到了立足点，并且引领了世界能源事业的大方向，能源4.0是“互联网+”这一指导思想在能源领域的重大应用，也可称为“智慧能源”。
该怎么认识能源4.0呢?
能源跟工业是一对兄弟，我们先从世界工业史说起。
纵观人类历史上的工业革命，每一次工业革命均有重大的能源革命与之伴生，并成为推动工业革命的原动力。在18世纪中叶，人类开始大规模使用煤炭替代薪柴，实现了第一次能源革命，可称之为能源1.0，它促使主要以煤炭为动力源的蒸汽机得以推广和普及，并促成了第一次工业革命，可称之为工业1.0。到19世纪中后期，人类开始大规模使用石油，人类社会实现了第二次能源革命，即能源2.0，促使以石油为动力源的内燃机得以推广和普及，并促成了第二次工业革命，即工业2.0。进入21世纪以来，人类通过互联网技术与可再生能源融合，将分散式的新能源和可再生能源进行集中使用，人类社会进入能源3.0时代，由此掀起了第三次工业革命浪潮，即工业3.0。简言之，能源1.0，使煤炭和蒸汽机结合，促成了工业1.0;能源2.0，使石油和内燃机结合，促成了工业2.0;能源3.0，互联网技术和可再生能源结合，促成了工业3.0。
如今，德国提出第四次工业革命，即工业4.0，是利用互联网信息技术与先进的精密机械工业相结合的手段，实现制造业向智能化转型。作为以智能制造为特征的工业4.0，必然需要可持续的绿色能源和节能、环保、低成本的基础材料作支撑。
我们知道工业4.0的颠覆性在于“智能化”生产，这种智能依靠的是数据、运算和连接，实现了机器和材料、机器和机器、机器和产品“无缝协作”，发挥了1+1远远大于2的综合性效应。那么不同性质的能源之间，是否可以通过互联网、互联网统一协作起来，并实现这种效应呢?就好像工业4.0并不是某种新设备、新机器的发明，而是整个工业系统在运作方面的升级一样，能源4.0并不在于某种“新能源”的开采和运用，而在于整个能源系统的升级!
这就如同在工业4.0时代，工厂需要直接对接消费者，随时需要满足消费者的要求进行生产，而在能源4.0时代，能源端也需要直接对接用户端，根据用户端的需求进行调节能源供给。
无论是太阳能、风能、地热能、还有核能，每种能源都有它自己的比较优势和不足。如果能够通过一个调节系统将这些能源平衡起来，制衡能源彼此间的差异，那么这些能源的能量就能累加起综合效应，势必爆发一场能源大革命!这就是能源4.0!
移动互联网的去中心化，大数据的可预见性、互联网的无缝连接、云计算的超级运算，等等组合在一起，会将碎片化、多元化的能源组成一个“能源互联网”，其中互联网是“智慧能源”的基础：它利用先进的传感器和软件程序将能源生产端、传输端、消费端等数以亿计的设备连接起来，形成一个大能源生态系统。而大数据分析、云计算则使“智慧能源”具备了独立思考能力，它可以整合资源数据、环境数据、气象数据、电网数据、市场数据等，统一进行数据分析和运算。包括：负荷运算、储备运算，转化运算、平衡运算，使能源系统成为一个有机整体。
能源4.0不仅实现了多种能源累加综合效应，还实现了能源从消耗到产生之间的环环相扣。它将具备“智慧、协作、进化”的生命体特征，因此也就成为“智慧能源”。
能源4.0的提出，我想多用一些笔墨，这是基于我40多年来持续研究为基础的，常言“性趣和爱好是最好的老师”，我自小热爱科学，对科学充满憧憬，上世纪70年代在农村插队克服重重困难进行了十余项项科学实验，1978年获得江苏省政府“先进科技工作者”殊荣。“非并网风电”也是1980年在家中做实验时，无意中发现的一种自然现象，即在特定条件下多种电流不仅可以共融而且互不干扰，当给予特定的信号源时可以实现按序输出电能的现象，当时根据实验做的线路图，后经我国风电产业发展奠基人戴昌辉教授、农村能源(新能源)吴专家湘淦教授的指导，构建了多能源协同供电原理性模型，首次提出了“非并网风电”的概念。
当时确定学术名称为“多能源协同”，但为了便于和“离网”、“并网”的区别和内在联系，就简称为“非并网”。经多年研究、宣传和实践，“多能源协同”已在世界广为传播，成为目前分布式电源和智能微网的理论基础。
1980—1986年期间，我先后在《中国风能》、《江苏工学院学报》、《太阳能学报》等刊物上发表论文，直至2006年3月25日，这一原创理论在清华大学原副校长倪维斗院士、钱易院士以及电力电子实验室主任柴建云教授的支持、协调下，在清华大学电力电子实验室用现代化的设备仪器和严谨的科学方法，重新演示了1980年顾为东研究员在家的实验。实验过程中，倪维斗院士、柴建云教授等反复实验，重复实现、验证了多能源协同效果，实验报告认为：“该实验数据准确，方法科学，结果可信。非并网风电直接应用于高耗能产业是一个值得探讨的方向。可在此基础上进一步进行工业性中试”。
这次清华园的验证圆满成功，为发展具有中国特色的风电产业走出了一条创新之路，也为构建能源4.0：产业能源互联网理论奠定了基础。
非常庆幸在2007年，我作为项目首席科学家承担了国家973计划“大规模非并网风电系统的基础研究”(2007CB210300)，这是经过数十年的研究已经取得产业化成果，促使我国在宏观经济和能源科技发展的结合上，在能源4.0的战略框架下，对全球能源发展改革和经济结构调整开始了思考，并将重塑我国乃至世界经济结构!
能源4.0超越了以太阳能为核心的第三次能源革命的范畴，它构建一个有机的高效、低成本、可持续、可调控的网络系统。能源4.0核心是产业能源互联网，是互联网技术与智慧能源、智能电网、智能产业的结合，为工业4.0提供绿色、可持续的智慧能源和节能、环保的加工材料;另一方面，能源4.0为工业4.0提供清洁原材料，通过生产清洁产品，实现动态平衡生产，消除以传统能源实现工业4.0带来的“原罪”。
对中国而言，当前经济与社会发展面临的国际、国内环境已与前35年改革开放发生了根本性的变化，人口红利、环境红利和资源红利已基本殆尽，这就要求我们在把握全球经济与社会发展的全局中，找准新一轮经济新常态发展的战略定位，并引领经济与社会的发展，顺利实现新常态。作为科研工作者，有责任为解决国家重大战略需求，为实现中华民族伟大复兴中国梦做出贡献。
能源4.0是与工业4.0相适应、面向全球的能源发展战略，也是中国领先世界的原创性科学技术成果，更是我国科技工作者的原创性理论贡献。实施能源4.0战略，我们具有领先优势，因此要在全球视野下抢占世界能源发展和能源革命的先机，通过能源4.0战略发展智慧能源，建立全球化的产业能源互联网体系，从而推动我国引领全球重塑经济结构，成为经济优化升级、实现新常态、进行供给侧改革的重要抓手。同时，全面、准确贯彻落实党的十八大和十八届三中、四中全会精神、推动我国全面深化改革，为实现中华民族伟大复兴的“中国梦”做出贡献。
在能源4.0时代，雾霾失去依附，将自生自灭。而研究能源4.0的价值和意义不仅在于对能源领域的认知，而是在于起原理背后有深刻的生活原理，比如：如何协作、如何差异化、如何分配资源等，这将对我们今后工作和生活起到一定的指导作用。
这里还需要强调的是，我们的能源还可以利用“亚投行”进行融资生产，利用“一带一路”进行产能输出，这就把能源4.0上升到了国际战略!
中国人历来崇尚是“和而不同”，只有“不同”才能产生“和”。但是在工业4.0之前，这种情况很难发生。因为大部分产品都是标准化产品，标准化产品的区别是等级之别，有高有低，三六九等，产品的等级造成各种等级。在一个等级遍布的社会，其实是很难和谐的。但是工业4.0就会制造出各种“不同”。
同样，能源4.0时代，各种能源也会彼此协作，依托互联网的连接和大数据、云计算的应用，形成一个由各种能源组成的能源生态体系。
在《周易》里，事物的最高境界是“群龙无首”，其实我们往往都是把这个词曲解了，因为“群龙无首”被理解成混乱而没有带头人的局面。实际上这个词的意义是：一条条的龙首尾相接，在天上盘旋。既然是首尾相接，也就不再有前后之分，大家地位平等，只是位置不同，彼此协作但又没有等级，“群龙无首”被认为是大吉之相，但是需要经过前面曲折的过程才能实现，比如“飞空在天”指的是事物发展的鼎盛阶段，“亢龙有悔”指的是事物鼎盛之后的低调，最后才是“群龙无首”的最高境界。
而能源4.0就是中国能源的最高境界!
能源4.0：产业能源互联网，也为我们建设低成本或零边际成本社会”奠定了基础!
2014年底，《第三次工业革命》的作者里夫金又出版了《零边际成本社会》一书，并在书中预言：“在分布式太阳能和风能等得到充分发展和利用的未来，人们可能可以像今天通过互联网近乎免费地生产和消费信息一样，借助能源互联网近乎免费地生产和消费能源。”
能源4.0：产业能源互联网让“零边际成本”由概念到实践脱颖而出。在这一系统中可供挖掘的大数据和可以共享的丰富资源，提供了近乎免费且充分多样化和个性化的商品和服务。所以能够降低边际成本，有时甚至接近于零边际成本。因此，我国广袤、高耗能的传统行业一旦插上移动互联网的翅膀，站在风口上的“猪”也会飞。
通过对新能源革命研究，科技创新是实现产业能源互联网根本性的动力。“互联网+”的年代让过去不可想象的事情变得容易，我们需要做的就是进一步拓宽视野，去探索低成本或零边际成本的产业能源互联网。当前，在本文介绍的能源4.0的“产业能源互联网体系”中，使用“高载能调峰工业”作为错峰储能载体，开拓了储电的新思路。海水淡化、氢能源汽车、电动汽车和污水处理及水回用等10多个高耗能行业也可以尝试借助互联网调峰，让发电、用电和高耗能产业降低或接近零边际成本。也就是说在一些特定时段通过大数据、云计算可以实现免费为家庭汽车充电、洗衣、空调和冰箱冷冻，免费生产淡化海水、氯碱、铝锭。可以说，能源4.0是一个真正的低成本或零边际成本的产业能源互联网，随着“随时使用，何必拥有”观念被世人接受，闲置资源的利用和分享，让“零边际成本”随处而出(包括交通、运输互联网)，为我们创新让供应商和制造商、消费者和生产者之间得以建立协同关系，汇成一个合作共赢的互联网新经济时代。
能源4.0是与工业4.0相适应、面向全球的能源发展战略，也是中国领先世界的原创性科学技术成果，更是我国科技工作者的原创性理论贡献。随着能源4.0战略的实施，将推动一个高效、绿色、共享、可持续发展零边际成本时代的到来。
实施能源4.0战略，我们具有领先优势，因此要在全球视野下抢占世界能源发展和能源革命的先机，通过能源4.0战略发展智慧能源，建立全球化的产业能源互联网体系，从而推动我国引领全球重塑经济结构，成为经济优化升级、实现新常态的重要抓手;也是全面、准确贯彻落实党的十八大和十八届三中、四中、五中全会精神，深入贯彻五大发展理念，推动全面深化改革，为实现中华民族伟大复兴的“中国梦”做出贡献。
