陈清泉院士：“四网四流”融合最核心的是能源网

近日，针对能源与信息、交通、人文的相互关联，本报记者专访了中国工程院院士、英国皇家工程院院士陈清泉。

《亮报》：在能源革命中，中国的核心挑战有哪些？

陈清泉：在能源革命中，中国的核心挑战有三方面，一是能源的可持续性，二是能源的可靠性，三是大家能否负担得起这些能源。能源革命的内涵是低碳化、智能化、终端能源电气化、氢能化。在这些方面，国家电网有限公司和许多国家的电力公司都有合作，不仅在中国，在全世界都有影响力。

中国的能源结构现在还是以煤炭为主。中国要进行能源革命，实现碳中和，比国外更加艰巨。时间短、任务艰巨的情况下，我们就要比其他国家更加努力创新。

《亮报》：您提出的“四网四流”融合的新理念具体是什么？可以破解当前能源领域哪些矛盾？

陈清泉：“四网四流”，即能源网、信息网、交通网、人文网；能源流、信息流、物质流、价值流。能源网、信息网、交通网是经济基础的三个支柱，而人文网是上层建筑的重要组成部分，通过能源、信息、交通和人文四大领域的融合，我们可以降低能源强度，降低碳排放强度，并通过能源流、信息流和物质流的融合创造价值流。其核心是将人文世界、信息世界和物理世界进行深度的融合，全方位发挥数字生产力的红利，产生更大的经济效益和环保效益，助推碳中和，助推第四次工业革命演化到第五次工业革命。

通过能源流、信息流、物质流和价值流的融合，我们可以破解四大矛盾，即化石能源和可再生能源之间的矛盾，集中式能源和分布式能源之间的矛盾，一次能源和二次能源之间的矛盾，以及电力能源和化工能源之间的矛盾。比如，在发电领域，如果风能和太阳能发电产生的电能超过了电网的荷载量，我们就可以使用风能和太阳能对水进行电解，从而产生氢能。如果有需要，氢能和空气中的氧气可以发生反应,通过燃料电池来发电。在能源生产的过程和能源消费的过程中，有时会产生二氧化碳，有时会产生氢气。而二氧化碳和氢气发生反应能生成甲烷或甲醇。通过这种方式，我们可以对电力、天然气、煤炭等不同的能源进行整合，然后通过这种耦合化废为宝。从理论上来说，这一过程就是将原来的熵增转化为熵减，将无序状态转变为有序，并同时推动实现碳中和。

第四次工业革命的核心是人工智能，但从实践中我们可以得出，单纯依靠人工智能是不够的。如今，数字技术已经成为一种强大的生产力，而数字生产力需要得到经济基础与上层建筑的共同支撑，人工智能也应与人和环境相融合。而这就是第五次工业革命的一大特点。因此，“四网四流”融合是从第四次到第五次工业革命演化的路径。

“四网四流”融合的关键是什么？

“四网四流”融合的关键是：建立产业革命中新型生产关系与生产力的互动融合；建立能源流与物质流的融合；通过系统耦合与设备共享，提高网络中能源与资源的利用率。 这也是数字经济下建立可持续产业生态的必然需求和基础；突破能源与交通智能化过程中遇到的可持续发展问题。

“四网四流”融合最核心的是能源网，它具有互动的特征，其特点包括跨行业、数据化、服务化等，能够产生巨大的经济效益和生态效益。

“四网四流”融合需要三种载体，其中最重要的就是能源综合管控中心。其次是作为移动能源和移动能源存储的载体的电动汽车。第三个载体是智慧建筑，因为在智慧建筑中，太阳能板是一个小型电厂，可以进行发电，并向周边出售，从而成为微电网的一部分。微电网又可以经过变电站接入地区电网和国家主干电网。“四网四流”的架构是通过“四网四流”融合，降低能源强度，降低排放强度，降低物流成本。

《亮报》：在这种趋势下，如何在交通领域进一步推进汽车革命？

陈清泉：“四网四流”融合需要通过人文网将知识转化为智能，使知识实现自动更新。拥有这种智能后，我们就可以将其应用于能源领域，产生智慧能源。智慧能源能够将废弃的能源转化为有用的能源，同时推动碳中和。同理，我们还可以将这种智能运用于交通领域，产生智慧交通，即低碳、无交通堵塞、无交通事故、高效、舒适。2018年，交通运输业在中国整体二氧化碳排放中占10%。而在全球范围内，交通运输业在整体二氧化碳排放中的占比为25%。我们可以用“四网四流”融合的原理，来探索交通领域碳排放路径并进行预测，了解交通需求和出行结构，通过排放路径，探索如何降低能源强度，以及如何降低交通运输业的碳排放强度。

汽车革命与能源革命和信息革命相关联，才能发挥更大的经济效益和环保效益，产生一加一大于二的效果。一辆汽车需要动力和能源，假如是电动汽车，它的动力来源是电动机，能源是电能，这些电能如果都来自新能源，它就变成了真正的新能源汽车。新能源汽车不仅仅是交通工具，它还是一个能源的载体，相当于一个移动应急电源，能够对电网的削峰填谷有所帮助，又不给电网添麻烦。

此外，我们需要建设的不仅是充电桩，还有充电网。充电桩和充电网的区别在于，前者是配电网下面的设备，受配电网的控制；充电网是一群充电桩形成的网络，可以和配电网交互，利用晚上电网低谷充电，也可以利用太阳能、风能、储能设备充电。我们利用数字化技术，协调慢速充电，中速充电、快速充电和换电，使得能源补充尽量来自清洁能源，并对电网起到削峰填谷的作用。电动汽车快速健康发展要遵循四个原则：第一要创新驱动；第二要政策驱动和市场驱动；第三要有三好，即好的产品、好的基础设施和好的商业模式；第四要四网融合，即交通网、能源网、信息网、人文网的融合。

《亮报》：未来，能源转型与升级需要重点关注哪些方面？

陈清泉：我认为，世界能源革命还要把以下四个要素融合：第一，有创新，特别是原创性的技术和领军人才；第二是有好的政策；第三是有市场、企业、标准；第四是有金融。只有把四个要素融合起来，我们才能充分应对气候变化，进行能源的转型和升级。

国家电网在引领能源革命，引领中国和世界的能源转型中发挥了重要作用。希望国家电网能够更加高屋建瓴、高瞻远瞩，站得高看得远，为能源革命的创新作出新贡献。