第三次能源大轉換轉向何方
這幾年關于第三次能源大轉換談得很多，但第三次能源大轉換與第一次、第二次能源大轉換有很大區別，前兩次能源大轉換的方向都很明確，能源一次比一次高級，每次轉換都帶來技術的進步、經濟的飛躍、效益的提高。而中國在前兩次能源大轉換中，都沒有完成轉換，如今農村還大量使用薪柴、秸稈，在一次能源消費結構中煤炭還占70%左右，至今中國還處在煤炭時代。在能源大轉換中也有幾個問題需要考慮。
一是怎么處理好補課和第三次轉換的關系。中國第一次和第二次能源大轉換都沒有完成，是否應當先補課，再進行第三次能源大轉換；還是補課與轉換同時進行；或者不補課，直接進行第三次大轉換。過去認為傳統利用生物質燃料不增加溫室氣體排放，補課不補課都不會影響氣候變化，現在認為傳統利用生物質和散燒煤炭，要產生黑碳顆粒，對氣候有影響，因此補課是必要的，是必須的。
二是怎么處理能源污染和氣候變化的關系。能源使用中產生的污染物和二氧化碳，屬于兩種性質不同的東西，前者影響當地百姓的身心健康，后者則會影響全球氣候變化。因此存在先除污，解決霧霾，最后才是應對氣候變化的說法；也可先除污與氣候變化一氣呵成；還有一種處理辦法是跟著發達國家一心一意搞應對氣候變化。發達國家采取先治污和霧霾，如倫敦煙霧事件，然后再來節能減排，應對氣候變化。
三是第三次能源大轉換轉向何方？第三次能源大轉換不像前兩次大轉換那么明確，所以對于第三次能源大轉換有種種不同的意見。最早的意見是新能源替代化石能源，直到現在不少人認為第三次能源大轉換就是用風能、太陽能替代化石能源。里夫金《第三次工業革命》一書在中國翻譯出版，并經一些人大肆吹捧和宣揚之后，用風電、太陽能發電替代化石能源，并且排斥核能和水能于替代能源之外，似乎更加突出了風電和太陽能發電。但由于這兩種電源具有間歇性、隨機性，只有電量效益、沒有容量效益。2011年英國科學聯盟和亞當·斯密研究所在《可再生能源》上共同發表了一篇研究報告，報告指出“在無市場操縱的情況下，太陽能和風能不可能成為經濟型可用能源”。又說：“由于能量來源的不穩定性及缺乏有效的能源儲備技術，風能和太陽能無法取代煤炭、天然氣及核能；……太陽能和風能在自由市場中不可能具備經濟競爭力。”（《中國電力報》2011年12月29日第四版）而且，“亞當·斯密研究所指出，太陽能發電和風電隨著技術進步，電力成本會不斷下降，而化石能源發電成本會不斷上升，若干年后新能源的發電成本會低于煤電，這確實有這種可能，但是風電、太陽能電的容量成本卻不可能低下去。為解決風電、太陽能電的間歇性和隨機性，除了電網要花錢，儲能的耗費也很大，據說：目前階段光伏電站造價約為8600元/千瓦，若同步配套儲能10小時的鐵鋰電池組儲能系統，此項儲能設施造價為45000元/千瓦，則總造價高達53600元/千瓦，是目前光伏電池造價的6倍多，加上輸配電設施則投資更高，并且鐵鋰電池壽命只有8年。”（《中國能源報》2014年9月1日）。儲能設施造價高、壽命短、損耗大，所以目前一般都不用儲能設施，采用火電（燃煤或燃天然氣電廠）配合運行，我國天然氣價格是美國的四五倍，天然氣發電價格高，國家補貼不起，漲電價則用戶承受不起，所以主要靠煤電支撐風電調峰和備用。
對于第三次能源大轉換的另一種觀點是用非化石能源作為替代能源，非化石能源對于化石能源的依賴比風電、太陽能發電低一些，但是他們的經濟性對化石能源發電的依賴仍很強，從目前情況看，也承擔不了第三次能源大轉換的責任。第三種替代能源是氣體能源，包括天然氣、煤層氣、頁巖氣、致密沙巖氣、生物質天然氣等非常規天然氣和可燃冰。海夫納三世認為氣體能源很豐富，可供人類使用幾千年，甚至認為氣體能源是可再生能源，可以用氣體能源替代煤炭、石油。（《能源大轉換——氣體能源的崛起于下一波經濟大發展》，中信出版社）。看來人類社會第三次能源大轉換尚未成熟，需要用氣體能源作為過渡。對于中國來說，第三次能源大轉換有一個氣體能源的過渡，可以為前兩次能源大轉換未完成有一個很好的補課可能，用氣體能源去替代農村的生物質能源，用氣體能源去替代分散的散燒煤炭，對于解決霧霾和應對氣候變化都有好處。但中國生物質能源原始利用，煤的散燒的任務太重，還不能全靠氣體能源。中國的天然氣比美國貴四五倍，按熱量計算，美國天然氣與煤價相仿，中國天然氣是煤價的三四倍。中國用煤炭發電上網電價每千瓦時約0.4元人民幣，用天然氣發電上網電價每千瓦時0.8元人民幣以上，相差一倍，用天然氣代替煤炭發電有個經濟承受能力問題。所以中國還得采取習近平總書記提出的建立多元供應體系，用多元供應保安全。
大電力系統和分布式發電系統結合
世界上有電不過一百多年，但是在一百多年里，電力工業出現了多次爭論，最早是直流和交流的爭論，爭論的結果是采用了交流電。但是后來發現直流遠距離輸電方面有其優點，在直流輸電網技術、超導輸電技術尚不具備大規模工程應用能力時，在2030年前近距離輸電將主要采用特高壓、超高壓交流輸電方式，遠距離則主要采用特高壓、超高壓直流輸電方式，我國將形成超/特高壓交、直流輸電技術為核心的混合輸電網模式。能源技術革命要設法突破直流電網技術、超導輸電技術、新型大容量輸電線路技術等。（周孝信，《我國未來電網的發展模式和關鍵技術》，《亮報》2014年7月16日）。
20世紀80年代歐洲認為大電站加遠距離輸電不如發展分布式能源系統經濟、能效高。分布式能源系統開始是用天然氣做燃料發展熱電聯產、冷熱性聯產，能源利用效率可達80%左右；后來風電、太陽能光伏發電興起，又增加了新能源發電。20世紀90年代在英美興起電力改革時，認為分布式能源系統可以解決電力體制改革中的電力不足問題。美國加州在電力改革時發生電力危機，分布式能源系統并沒有解決缺電問題。英國電力改革中發現發電商對建設新電源不積極，電力系統備用容量不足，分布式能源系統也未能彌補其不足。20世紀90年代我國曾提倡學習丹麥發展小熱電（即分布式能源系統），由于中國缺少天然氣，結果發展了很少小煤電，以煤為燃料的熱電廠，這些小煤電、小熱電在21世紀初期在“以大代小”中被淘汰。這證明以煤為燃料發展分布式能源系統污染環境是不可行的。近年來國家重視天然氣的開發利用，開始發展以天然氣為燃料的分布式能源系統，也鼓勵發展風電、太陽能發電分布式電源，但由于成本高，需要補貼才能發展，影響發展速度。因此，對我國來說電源的供應主要靠集中式電源為主，分布式為輔，大電力系統和分布式發電系統結合的模式。
關于電力網模式大小問題是經常爭論的問題，未來應該選擇超級電網還是加強電網智能化建設？這些問題由于風電、太陽能發電的迅速發展，霧霾的威脅帶來挑戰被重新思考，分布式能源的建設原來以為可以控制電網規模，可是分布式能源發展到新能源，為了間歇性、隨機性電源的出現，為了消納這些不穩定電源，不得不擴大電網。在這些問題上不同國家有不同的選擇，專家和業內也有諸多不同的看法。國內對電網規模有不同看法，一種意見主張大電網，全國一張網、洲際聯網、全球能源互聯網（杰里米·里夫金所說的能源互聯網，實際上就是電力互聯網，因為能源不同于信息，煤炭、石油、天然氣、電力不可能在一張互聯網上輸送。）全球能源互聯網已經是最大的電力網絡了。另一種意見主張電網不是越大越好，電網也不是越小越好，在設計電網時要多考慮成本和效益，把停電風險納入損益計算中，隨著邊際成本向上升與邊際收益下降，電網就不宜再擴大。但實際上電網擴大并不完全決定于損益計算，實際上電網在不斷擴大，2008年11月，歐盟通過了構建跨國界的歐洲超級電網的設想。目前西歐各國的跨邊界電網工程已經基本完成。隨著中東歐各國逐步加入歐盟，中東歐與西歐聯網也很快可以實現。但是要建設全球能源互聯網，在能源和電力技術上需要有新的突破。
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