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第三次能源大转换转向何方
这几年关于第三次能源大转换谈得很多，但第三次能源大转换与第一次、第二次能源大转换有很大区别，前两次能源大转换的方向都很明确，能源一次比一次高级，每次转换都带来技术的进步、经济的飞跃、效益的提高。而中国在前两次能源大转换中，都没有完成转换，如今农村还大量使用薪柴、秸秆，在一次能源消费结构中煤炭还占70%左右，至今中国还处在煤炭时代。在能源大转换中也有几个问题需要考虑。
一是怎么处理好补课和第三次转换的关系。中国第一次和第二次能源大转换都没有完成，是否应当先补课，再进行第三次能源大转换；还是补课与转换同时进行；或者不补课，直接进行第三次大转换。过去认为传统利用生物质燃料不增加温室气体排放，补课不补课都不会影响气候变化，现在认为传统利用生物质和散烧煤炭，要产生黑碳颗粒，对气候有影响，因此补课是必要的，是必须的。
二是怎么处理能源污染和气候变化的关系。能源使用中产生的污染物和二氧化碳，属于两种性质不同的东西，前者影响当地百姓的身心健康，后者则会影响全球气候变化。因此存在先除污，解决雾霾，最后才是应对气候变化的说法；也可先除污与气候变化一气呵成；还有一种处理办法是跟着发达国家一心一意搞应对气候变化。发达国家采取先治污和雾霾，如伦敦烟雾事件，然后再来节能减排，应对气候变化。
三是第三次能源大转换转向何方？第三次能源大转换不像前两次大转换那么明确，所以对于第三次能源大转换有种种不同的意见。最早的意见是新能源替代化石能源，直到现在不少人认为第三次能源大转换就是用风能、太阳能替代化石能源。里夫金《第三次工业革命》一书在中国翻译出版，并经一些人大肆吹捧和宣扬之后，用风电、太阳能发电替代化石能源，并且排斥核能和水能于替代能源之外，似乎更加突出了风电和太阳能发电。但由于这两种电源具有间歇性、随机性，只有电量效益、没有容量效益。2011年英国科学联盟和亚当·斯密研究所在《可再生能源》上共同发表了一篇研究报告，报告指出“在无市场操纵的情况下，太阳能和风能不可能成为经济型可用能源”。又说：“由于能量来源的不稳定性及缺乏有效的能源储备技术，风能和太阳能无法取代煤炭、天然气及核能；……太阳能和风能在自由市场中不可能具备经济竞争力。”（《中国电力报》2011年12月29日第四版）而且，“亚当·斯密研究所指出，太阳能发电和风电随着技术进步，电力成本会不断下降，而化石能源发电成本会不断上升，若干年后新能源的发电成本会低于煤电，这确实有这种可能，但是风电、太阳能电的容量成本却不可能低下去。为解决风电、太阳能电的间歇性和随机性，除了电网要花钱，储能的耗费也很大，据说：目前阶段光伏电站造价约为8600元/千瓦，若同步配套储能10小时的铁锂电池组储能系统，此项储能设施造价为45000元/千瓦，则总造价高达53600元/千瓦，是目前光伏电池造价的6倍多，加上输配电设施则投资更高，并且铁锂电池寿命只有8年。”（《中国能源报》2014年9月1日）。储能设施造价高、寿命短、损耗大，所以目前一般都不用储能设施，采用火电（燃煤或燃天然气电厂）配合运行，我国天然气价格是美国的四五倍，天然气发电价格高，国家补贴不起，涨电价则用户承受不起，所以主要靠煤电支撑风电调峰和备用。
对于第三次能源大转换的另一种观点是用非化石能源作为替代能源，非化石能源对于化石能源的依赖比风电、太阳能发电低一些，但是他们的经济性对化石能源发电的依赖仍很强，从目前情况看，也承担不了第三次能源大转换的责任。第三种替代能源是气体能源，包括天然气、煤层气、页岩气、致密沙岩气、生物质天然气等非常规天然气和可燃冰。海夫纳三世认为气体能源很丰富，可供人类使用几千年，甚至认为气体能源是可再生能源，可以用气体能源替代煤炭、石油。（《能源大转换——气体能源的崛起于下一波经济大发展》，中信出版社）。看来人类社会第三次能源大转换尚未成熟，需要用气体能源作为过渡。对于中国来说，第三次能源大转换有一个气体能源的过渡，可以为前两次能源大转换未完成有一个很好的补课可能，用气体能源去替代农村的生物质能源，用气体能源去替代分散的散烧煤炭，对于解决雾霾和应对气候变化都有好处。但中国生物质能源原始利用，煤的散烧的任务太重，还不能全靠气体能源。中国的天然气比美国贵四五倍，按热量计算，美国天然气与煤价相仿，中国天然气是煤价的三四倍。中国用煤炭发电上网电价每千瓦时约0.4元人民币，用天然气发电上网电价每千瓦时0.8元人民币以上，相差一倍，用天然气代替煤炭发电有个经济承受能力问题。所以中国还得采取习近平总书记提出的建立多元供应体系，用多元供应保安全。
大电力系统和分布式发电系统结合
世界上有电不过一百多年，但是在一百多年里，电力工业出现了多次争论，最早是直流和交流的争论，争论的结果是采用了交流电。但是后来发现直流远距离输电方面有其优点，在直流输电网技术、超导输电技术尚不具备大规模工程应用能力时，在2030年前近距离输电将主要采用特高压、超高压交流输电方式，远距离则主要采用特高压、超高压直流输电方式，我国将形成超/特高压交、直流输电技术为核心的混合输电网模式。能源技术革命要设法突破直流电网技术、超导输电技术、新型大容量输电线路技术等。（周孝信，《我国未来电网的发展模式和关键技术》，《亮报》2014年7月16日）。
20世纪80年代欧洲认为大电站加远距离输电不如发展分布式能源系统经济、能效高。分布式能源系统开始是用天然气做燃料发展热电联产、冷热性联产，能源利用效率可达80%左右；后来风电、太阳能光伏发电兴起，又增加了新能源发电。20世纪90年代在英美兴起电力改革时，认为分布式能源系统可以解决电力体制改革中的电力不足问题。美国加州在电力改革时发生电力危机，分布式能源系统并没有解决缺电问题。英国电力改革中发现发电商对建设新电源不积极，电力系统备用容量不足，分布式能源系统也未能弥补其不足。20世纪90年代我国曾提倡学习丹麦发展小热电（即分布式能源系统），由于中国缺少天然气，结果发展了很少小煤电，以煤为燃料的热电厂，这些小煤电、小热电在21世纪初期在“以大代小”中被淘汰。这证明以煤为燃料发展分布式能源系统污染环境是不可行的。近年来国家重视天然气的开发利用，开始发展以天然气为燃料的分布式能源系统，也鼓励发展风电、太阳能发电分布式电源，但由于成本高，需要补贴才能发展，影响发展速度。因此，对我国来说电源的供应主要靠集中式电源为主，分布式为辅，大电力系统和分布式发电系统结合的模式。
关于电力网模式大小问题是经常争论的问题，未来应该选择超级电网还是加强电网智能化建设？这些问题由于风电、太阳能发电的迅速发展，雾霾的威胁带来挑战被重新思考，分布式能源的建设原来以为可以控制电网规模，可是分布式能源发展到新能源，为了间歇性、随机性电源的出现，为了消纳这些不稳定电源，不得不扩大电网。在这些问题上不同国家有不同的选择，专家和业内也有诸多不同的看法。国内对电网规模有不同看法，一种意见主张大电网，全国一张网、洲际联网、全球能源互联网（杰里米·里夫金所说的能源互联网，实际上就是电力互联网，因为能源不同于信息，煤炭、石油、天然气、电力不可能在一张互联网上输送。）全球能源互联网已经是最大的电力网络了。另一种意见主张电网不是越大越好，电网也不是越小越好，在设计电网时要多考虑成本和效益，把停电风险纳入损益计算中，随着边际成本向上升与边际收益下降，电网就不宜再扩大。但实际上电网扩大并不完全决定于损益计算，实际上电网在不断扩大，2008年11月，欧盟通过了构建跨国界的欧洲超级电网的设想。目前西欧各国的跨边界电网工程已经基本完成。随着中东欧各国逐步加入欧盟，中东欧与西欧联网也很快可以实现。但是要建设全球能源互联网，在能源和电力技术上需要有新的突破。
