原标题：搭建新型能源体系支撑平台

  ——专访中国科学院院士、太原理工大学校长 孙宏斌

  ◇新型能源互联网是以新能源为主体，通过能量耦合、物质转化、信息融合或价值互联形成的智能化能源网络系统，以实现全社会各行各业低碳转型为首要目标，是新型能源体系的核心支撑平台

  ◇新型能源体系建设绝非简单的新能源扩容增量，而是我国能源产业一次全方位、深层次的系统性重塑。其目标包括两个关键词：清洁低碳与安全高效，其本质是推动能源结构从化石能源向非化石能源转型

  全球能源格局深度调整，清洁低碳转型成为行业发展普遍共识。国家发展改革委、国家能源局近日印发《新型能源体系建设“十五五”规划》，明确提出“2030年初步建成清洁低碳安全高效的新型能源体系”。

  中国科学院院士、太原理工大学校长孙宏斌认为，构建新型能源体系，需要各行各业形成合力、协同发力，搭建一个与千行百业深度互联的能源网络平台，即新型能源互联网。

  新型能源互联网新在何处？在新型能源体系中发挥什么作用？如何搭建新型能源互联网……带着这一系列问题，《瞭望》新闻周刊记者近日专访孙宏斌院士。

  推进“双碳”需要打造新型能源互联网

  《瞭望》：《新型能源体系建设“十五五”规划》明确提出“2030年初步建成清洁低碳安全高效的新型能源体系”。这背后的考量是什么？

  孙宏斌：近年来，我国扎实推进碳达峰碳中和工作，坚决有力推动清洁低碳转型，取得历史性成就。但从“双碳”目标倒推，我国能源转型任务依然十分艰巨。

  当前，我国非化石能源与化石能源消费占比大致为“二八开”。实现“双碳”目标的理想状态是：2030年非化石能源消费比重达25%左右，2060年达80%以上，也就是要从现在的“二八开”变成未来的“八二开”，比例倒置。近五年，我国非化石能源占比每年提升约1个百分点。这已是世界瞩目的成就，但达成设定目标仍压力不小。

  加快构建清洁低碳安全高效的新型能源体系，是推进“双碳”工作的重要途径，也是我国能源革命的核心主攻方向、能源强国建设的系统工程。新型能源体系建设绝非简单的新能源扩容增量，而是我国能源产业一次全方位、深层次的系统性重塑。其目标包括两个关键词：清洁低碳与安全高效，其本质是推动能源结构从化石能源向非化石能源转型。

  《瞭望》：怎样加快构建新型能源体系？

  孙宏斌：目前存在一种认知误区，认为只要不断扩大风光新能源装机就能够实现“双碳”目标，这其实是把新型能源体系等同于新型电力系统。实际上，目前我国电能占终端能源消费比重约为30%，即便按照《新型能源体系建设“十五五”规划》的目标推进，到2030年这一比例也仅提升至35%，剩余65%用能分布在化工、冶炼、交通、建材、农牧副渔等千行百业，它们大量依靠化石燃料与化石原料，这些都是我国能源转型不可忽视的部分。即便把全部火电替换为新能源发电，目前来看，终端非化石能源占比的“天花板”也仅能到40%左右。这意味着，当下我们着力建设的新型电力系统只是能源网络中的一个关键枢纽，还不是全部。打个比方，新型电力系统是航空母舰，但不是整个战场。

  因此，构建新型能源体系不再是单纯多建风光电站，而是整套能源逻辑、结构、系统、安全、市场、产业的全方位重构。构建新型能源体系，我们需要一个与各行各业深度融合互联的能源网络平台，即新型能源互联网。从能源视角看，当前各地正在加紧建设的“六网”，即新型电网、算力网、新一代通信网、城市地下管网、水网、物流网等网络都可以看作是新型能源互联网的一部分。

  拓展能量互联方式

  《瞭望》：新型能源互联网新在何处？

  孙宏斌：新型能源互联网是以新能源为主体，通过能量耦合、物质转化、信息融合或价值互联形成的智能化能源网络系统，以实现全社会各行各业低碳转型为首要目标，是新型能源体系的核心支撑平台。

  能源互联网的概念可追溯到2004年，早期指向融入信息通信技术的电力互联网。2015年能源互联网香山科学会议后，冷、热、电、气、液等多种能流融合，学科边界和行业边界由此拓展。低碳时代与AI时代来临，能源互联网出现了两大新的特征：

  一是化学互联。传统能源互联网主要是电、热、气等能量通过线路、管网等物理方式连接，比如发电厂通过一条条输/配电线路，把电送到千家万户和车间厂矿。如今，绿色电力与碳氢化合物相结合，可以产生氢氨醇等绿色燃料和原料，能量通过化学作用存储于化学键中。例如，电能通过电解水制氢等技术转化成绿氢，绿氢再转化成氨醇。氢氨醇能量密度大，方便存储运输，也可以改变航空、炼焦、炼钢的能量驱动，进入各行各业，从而实现更多能源的协同。

  这一变化有趣且颇具意义，过去能源互联网是物理学家和电气工程师的领域，如今越来越多的化学家、化学工程师参与到这场互联互通的实践中。能源化学互联将激发许多具有想象力的应用场景。比如在农业领域，光合作用本身即为负碳技术，光能将二氧化碳转化为有机物，生产粮食。我们在青岛琅琊台构建了农业能源互联网，将现代农业与现代能源融合，优化滴灌和光照方案，可实现碳减排约40%、粮食产量净增41.8%。

  二是纯信息互联。AI时代电力与算力的深度融合会催生大量新业态。算力服务的核心载体词元（token），正是这种全新互联模式的典型体现。在传统能源互联网时代，大家未曾想到这样一种互联方式——无需物理连接，仅通过信息联通即可调动能量，AI时代的来临为这种互联方式提供了实现路径。例如，在山西依托充沛电力建设算力中心，人们不论身处何地，只需敲击鼠标、点击屏幕调用词元，就能远程使用山西绿色经济的电力资源。未来，人们还可将算力中心建在海洋或者太空，通过纯粹的信息互联形成能量互联。

  《瞭望》：当前全球气候变化引发的极端天气越来越多，新型能源互联网能否经受得住极端天气的考验？

  孙宏斌：我曾赴南极极寒冷地区考察，当地最低温度低于零下60摄氏度，风力最高超17级，环境极为艰险。2025年3月1日，全球首套极地规模化新能源系统在南极秦岭站投运，风光发电总容量达230千瓦，占秦岭站总发电容量的60%，同时采用氢能作为长周期储能，可实现极昼极夜各180天的极端能量平衡。

  这一项目由太原理工大学作为首席科学家单位牵头完成，突破了南极科考长期依赖柴油的世界性难题。为支撑该项目，太原理工大学建成了世界首个极地极端环境耦合模拟实验室，这是目前全球唯一能实现极低温（＜-100℃）、极强风（＞60m/s）、暴雪、极昼、极夜等10种极地场景耦合模拟的平台，填补了全球极地清洁能源实验验证的空白。

  这套极地清洁能源系统是一个标准的局域能源互联网，实现了物理和化学的能源互联。我们利用新能源电力将海水制成氢，并将氢存储在氢罐中。在极夜期间新能源出力不足时，通过燃料电池将氢能转化为电能，实现长周期能量平衡，同时生成水为后续制氢提供水源，形成电—氢—水协同循环。这一实践印证了能源互联网的重大价值，也拓宽了其应用边界与想象空间。

  过去南极科考站普遍依赖柴油发电，现在我国位于南极的5个科考站均已着手推进绿色能源改造。极地清洁能源系统的成功运行充分证明：新型能源互联网的边界可以拓展到人类能够到达的任何地方。在广袤的青藏高原、塔克拉玛干沙漠地带，甚至是深空、深地和深海，我们也可以发展新能源，通过信息互联等新方式，为全国能源绿色低碳转型作出贡献。

  当下极端天气频发，成熟的极地清洁能源技术可以反哺我国能源体系，提升其面对台风、极寒、暴雨等极端气候的韧性。

  激活绿色低碳新动能

  《瞭望》：搭建新型能源互联网需要做哪些工作？

  孙宏斌：新型能源互联网要深入各行业的工艺流程，需要突破共性关键技术。在山西，我们正在推进智慧能源操作系统的研发。由于能源领域各行各业的物理对象呈现多元化、异构化特征，需要借鉴计算机操作系统封装各类硬件的思路，通过智慧能源操作系统对各类物理对象进行封装，实现各类能源服务的透明化调用。比如，我们将电路原理推广到能路原理，提炼出电网、气网、氢网、热网、水网等复杂网络能量输运的共性规律，建立起统一的数学和物理模型。

  将千行百业纳入新型能源互联网，需要更广阔的系统思维。过去，电力、石油、煤炭、化工、冶炼等各自拥有其能源和动力系统，运行逻辑和利益主体各异，运行体系呈分割状态。新型能源互联网的使命在于融入各行各业，从耦合走向融合，从“朋友握手”升级为“一家人”。

  政策制定需将能源行业和各行各业统筹考虑，促进能源“生产者”和“消费者”深度合作，避免搞能源的不懂工业生产工艺，搞产业的不懂能源低碳规律；同时要探索更为共赢的商业模式，进一步完善能源市场和碳市场机制，健全体现容量及各类调节能力价值的市场机制，推动以“一体化”和“协同融合”为特征的各种新业态蓬勃发展，激发千行百业低碳转型的积极性。

  从耦合走向融合，新型能源互联网将释放出各行各业潜在的巨大灵活性。以城市级电-热融合能源互联网为例，我国冬季集中供暖的北方城市都有庞大的热水管网，这本身就是一个巨大的热储能系统，且早已存在，只是尚未实现协同利用。在吉林，我们开展了电-热融合能源互联网实践。热源从电厂输送至用户需要4个小时，这4个小时的传输时延给电网带来了新灵活性。风电多的时候，让电厂多烧热少发电，把热量存进管网；风电少的时候，管网里存的热量顶上去供热，电厂可以多发电。通过为热水管网数字建模、热电协同调控，不用新建储能电站，热水管网就可以帮助电网削峰填谷，促进可再生能源消纳。以长春市为例，仅一级热网就可无成本新增广义储能200万千瓦时，若计入二级、三级分支管网，整体储能潜力更为可观。

  总的来说，新型能源互联网背后有一个“四流合一”的基本架构。“四流”包括能量流、物质流、信息流和价值流。能量流实现非化石能源与化石能源的融合，物质流体现为各行业工艺流程中的物质输送与转化，信息流涵盖互联网、人工智能、自主决策、智慧大脑等，价值流基于能源共享经济，包括综合能源服务、虚拟电厂、共享储能、碳交易等。

  《瞭望》：新型能源互联网将会带来哪些改变？

  孙宏斌：能源体系是各个国家经济社会发展的支撑体系，新型能源互联网是支撑我国能源革命的支点和变革性技术。这一领域有着巨大空间，大量学科交叉点有待填补，将为年轻学者开辟崭新的研究方向。正如互联网领域一样，新型能源互联网的成功将意味着能源开放共享的生态得以建立，将激发综合能源、算电协同、车网互动、低碳园区、绿电直连、水风光一体化、火风光一体化、源网荷一体化等新业态持续涌现，使得能源领域成为创新创业的热土。届时将会有众多的互动者积极参与进来，整个能源系统的生产力和创新力得到极大释放。

  不仅如此，若我国建成了新型能源体系，建设了新型能源互联网，将为其他国家摆脱石油依赖、走出一条有别于西方国家的能源变革实践提供参考。（文 |《瞭望》新闻周刊记者 梁晓飞 李紫薇）