陳清泉專委：【電動汽車百人會】“四網四流”助力碳中和 推助第四、第五次工業革命

導讀：

國家“雙碳”的戰略目標之下，氫能產業再迎發展東風。長三角地區的氫能和燃料電池產業已經初具規模並形成了完整的產業鏈。地理位置優越、產業資源豐富的浙江嘉興，已經率先開展氫能產業培育發展試點，聚集多家頗具實力的氫能企業。

7月23日，中國電動汽車百人會、嘉興市人民政府共同主辦的2021嘉興氫能產業發展高峰論壇召開，中國工程院院士陳清泉出席併發表《氫能和四網四流融合，助力碳中和，助推第四、五次工業革命》主題演講，以下為演講內容摘錄，百人會經嘉賓授權發佈，供各界人士參考：

01

什麼是四網四流？四網就是能源網、資訊網、交通網、人文網。前三個是經濟基礎，後一個是上層建築，經濟基礎和上層建築要互動。四流就是能源流，資訊流，物質流和價值流，能源流和物資流要互動。

利用四網四流，把本來沒有用要廢棄的東西變成有用，把無序變成有序。提高設備的利用率，降低系統的能耗。在能源生產、消費當中促進碳中和，是四網四流的理論核心。通過四網四流協調四個基本矛盾：1. 新能源和化石能源的矛盾；2.集中能源和分佈能源的矛盾；3. 一次能源和二次能源的矛盾；4.電力能源和化工能源的矛盾。通過四網四流融合，將能源革命、汽車革命、資訊革命聯動起來，取得更大的經濟效果和環保效果。

四網四流融合的哲學思想是整體大於個體的總和。四網四流的科學是能源、資訊和人的行為的互動關係。四網四流的工程是能源操作系統，採用端、邊、雲的結構。要把能源、資訊和人的行為關係找出來，最終降低能耗(降低能源強度)、降低排放強度、降低物流成本，達到碳中和。可以說，助力碳中和，也就是助推第四、第五次工業革命。

什麼是第四、五次工業革命？第四次工業革命也是以數字和人工智慧為基礎的。但是大家發現還不夠，所以就進入第五次工業革命。第五次工業革命的特點，主要在於解決問題不能光靠技術，還要在人工智慧基礎上加上人文、環境。

 

02

眾所周知，全球正在進行一場深刻的能源革命。《巴黎協定》的目標是全球溫升要控制在2℃，努力實現1.5℃。要達到這一目標，首先要減少碳排放，而減少碳排放首當其衝的是能源產業，然後是工業產業，交通產業，建築產業。

能源革命有三個原則，一個是可持續性sustainability，一個是可承受性affordability，一個可靠性reliability。達到這三個目標光靠技術不行，所以第五次工業革命提出，除了技術、人工智慧，還要人文與環境。核心解決方案是低碳化，智能化，終端能源電氣化和氫能化。

能源革命包括能源的生產革命、消費革命和體制革命。我們要達到雙碳目標，要比外國更加艱巨、困難，因為中國的能源結構跟外國不一樣，中國的能源結構是以煤炭為主。外國發達國家經濟發展程度高，碳排放已經開始下坡了。中國經濟還要發展，所以中國還要排放爬坡，爬坡以後再下坡。所以中國要實現碳中和目標比外國發達國家困難得多，但是這也體現出我們的大國擔當。

 

03

在雙碳目標引領下，我國勢必會提升新能源電力系統的比例。按照預測，2060年57%的電廠都是新能源，這是很大的挑戰。大家知道，以新能源為主體的電廠需要數倍於傳統負荷的新能源裝機容量，這會造成新能源的大幅波動，功率平衡和運行控制難度極大，新能源的不確定性給電網規劃設計、生產運行帶來極大挑戰，豐饒的市場形態必將催生商業模式，以及物質鏈、資訊鏈和價值鏈的重塑。

最近中央提出，要構建以新能源為主體的新型電力系統，這是一個至關重要的定義，需要人文系統，資訊系統，物理系統三個系統三位一體的思維，這也是四網四流核心的思想，打破純靠技術手段解決問題的局限性。

電力系統是一個超大規模的非線性時變能量平衡系統，電能以光速傳播，發電、輸電、用電暫態完成，需要時刻保持平衡，不然電網就會崩潰。怎麼能同時做到清潔、低碳、高效、安全、經濟？破解“安全-經濟-環境”的三角矛盾，就要用到四網四流理論。

 

04

四網四流有三個載體。第一個是電動汽車，它不但是交通工具，還是能源的載體，儲能的載體，資訊的載體。第二個是建築，今後建築會用光伏板，這個光伏是分佈式的。每一個人家裏都裝這個東西，從消費者變成沒有消費，從消費者變成生產者。第三個更重要的是區域智慧能源管控中心，管控資訊網、微電網、冷熱電網等。當前，大部分的交通還是要靠化石能源，以後將是真正的新能源汽車。

汽車革命就是電動化、智能化，網聯化。網聯化後汽車的性質發生了改變，不是簡單的交通工具，是移動能源、儲能能源、物聯網的節點、大數據的源泉、寬頻移動的智能終端。現在各國都在快速推出電動汽車，其實電動汽車動力部分是電動化，問題是能源的供給，能源供給有兩種，一種是靠電力電池，一個是靠燃料電池。電動機是新能源汽車的心臟，充電網或加氫網是新能源汽車的血液。

總結起來，新能源汽車要快速健康發展，一靠創新驅動；二靠雙輪驅動：政策驅動和市場驅動；三是三好：好的產品，好的基礎設施和好的商業模式；四是四網融合，交通網、能源網、資訊網、人文網的融合。

 

05

在四網四流當中，氫能可以發揮獨特的作用。氫能和電能一樣，都是二次能源，但是氫能可以做到電能做不到的事情。因為氫能有雙重屬性，既是能源也是物質，既是燃料也是材料。具體來說，氫能在四網四流當中，能夠非常好的融合電力能源和化工能源，能夠融合能源流和物質流。

氫能具有兩個特色，一個是清潔，另一個是能量密度很高，並且它較容易轉換，特別是能夠做電力能源和化工能源轉換。另外通過氫氣能把太陽能、風能耦合，做到儲能和充電的耦合，太陽能、風能和充電都耦合起來，光、風、氫、儲、充一體化。

 

總結

最後歸納總結一下，第一次工業革命促進了城鎮化，第二次工業革命促進了電氣化，第三次工業革命促進了數位化，第四次工業革命出現了智能化。但光智能化不夠，所以第四次工業革命需要演化到第五次工業革命。需要人機融合，“人”是人文，“機”代表機器、資訊。需要人文系統、物理系統、資訊系統融合。四網融合的關鍵，是通過人文網指導融合中的動態因果關係與複雜性的邏輯。最後達到降低能源強度，降低排放強度，降低物流成本。

總之，能源革命、汽車革命需要建立在人文、人工智慧和環境的融合基礎上。四網四流融合則是從第四次工業革命到第五次工業革命演化的路徑。

 

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