中国科学院院士孙宏斌：新型电网在构建新型能源体系的进程中承担什么角色

来源：能源评论 时间：2026-09-28 17:20

　　近日，党和国家层面相继作出部署，明确要求加强“六张网”（水网、新型电网、算力网、新一代通信网、城市地下管网、物流网）的规划建设。

　　在我国新能源装机规模保持高速增长、新型电力系统建设迈入攻坚期的当下，新型电网在构建新型能源体系的进程中，承担什么角色？面对能源转型与数智化交汇的历史节点，如何冲破传统行业壁垒，构建支撑全社会低碳转型的能源网络平台？

　　中国科学院院士、太原理工大学校长孙宏斌表示，构建新型能源体系亟需一个与各行业深度互联的能源网络平台，即新型能源互联网。新型能源互联网承载着重要使命，是支撑我国能源革命的支点和变革性技术，是我国经济社会发展的新动能。

　　非化石能源消费占比从20%提高到80%

　　仅靠电力行业难以完成

　　《能源评论》：您曾在多个场合强调新型能源互联网的重要性，为什么新型能源体系需要一个专门的支撑平台？

　　孙宏斌：新型能源体系的目标包括两个关键词：清洁低碳与安全高效，其实质是推动能源结构从化石能源向非化石能源转型。近年来，我国风电、太阳能发电装机规模快速增长，截至2026年7月底已接近19.8亿千瓦。国家新一轮自主贡献目标提出，到2035年风电和光伏发电装机容量力争达到36亿千瓦。但到目前为止，非化石能源消费占比仍然在20%左右，化石能源消费占比仍达80%。

　　我们的目标是2030年非化石能源消费占比达到25%，2060年达到80%。从20%到80%，也就是从现在的“二八开”变为将来的“八二开”，比例倒置。这个任务非常艰巨。

　　更大的挑战在于，煤炭加工、金属冶炼、化工制造、交通运输等行业高度依赖化石能源作为原料和燃料。我在山西工作期间发现，大量的煤化工、钢铁等重工业生产依赖煤炭，这让我认识到：完成转型仅靠电力行业远远不够。构建清洁低碳、安全高效的新型能源体系，需要各行各业形成合力、协同发力，缺一不可。

　　《能源评论》：您觉得新型电力系统在其中扮演了何种角色？

　　孙宏斌：新型电力系统是能源网络平台的枢纽，但并非全部。打个比方，新型电力系统是航空母舰，但不是整个战场。我们所需的是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。

　　《能源评论》：这个平台具体需要解决哪些问题？

　　孙宏斌：首要问题是行业壁垒。电力、石油、煤炭、热力、化工、冶炼、交通等行业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。新型能源互联网旨在融入各行各业，破除各种壁垒，构建清洁低碳、安全高效、开放共享的能源生态。新型能源互联网的发展路径是从耦合走向融合，从“朋友握手”升级为“一家人”。这一目标的实现，依托于我国的制度优势。

　　化学互联与信息互联：新型能源互联网的特征

　　《能源评论》：业界提出能源互联网概念已有多年，您所阐述的新型能源互联网与过去有何不同？

　　孙宏斌：能源互联网的概念最早可追溯到2004年，早期指向融入信息通信技术的电力互联网。2015年香山科学会议后，冷、热、电、气等多种能流融合受到重视，多能流概念的形成拓展了学科边界和行业边界。站在2026年，低碳时代与人工智能（AI）时代来临，能源互联网出现了新的特征：

　　第一个特征是化学互联。传统能源互联网主要强调物理的互联，连接方式主要是物理的互联互通。但现在我们发现，化石能源作为原料进入化工产品的比重正在增大。利用绿色能量与碳氢化合物相结合，可产生氢氨醇等绿色燃料和原料，从而实现更多能源的协同。互联方式从物理互联演进至化学互联，通过化学作用将能量存储于化学键中。这一变化有趣且颇具意义，很多化学家、化学工程师已参与到这场互联互通的实践中。

　　第二个特征是纯信息互联。AI时代电力与算力的深度融合催生了新业态。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。2015年香山科学会议上，关于能源互联网，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。例如，新疆、山西等地的电力，只需要通过一个词元的调用，事实上就调动了廉价的电力。这是电力和算力融合产生的新业态。纯粹的信息互联，形成了能量的互联。

　　在低碳时代和AI时代，两种新型的互联方式开始涌现，一个是化学互联，另一个是纯信息互联。

　　《能源评论》：您能否给新型能源互联网下一个定义？

　　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。该系统以实现社会各行各业低碳转型发展为首要目标，是新型能源体系建设的支撑平台。

　　《能源评论》：您阐述的新型能源互联网采用“四流合一”架构，应如何理解？

　　孙宏斌：新型能源互联网背后有一个共性的基本架构，我们称之为“四流合一”，缺一不可。

　　“四流”包括能量流、物质流、信息流和价值流。能量流涵盖煤、油、气、电、热、冷、氢等，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运与转化。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。

　　“四流”缺一不可，以价值流为例，若缺乏利益分配机制，参与各方就难以实现共赢，能源互联网将难以可持续发展。

　　新型能源互联网需深入各行业的工艺流程

　　《能源评论》：您提到的共性关键技术——智慧能源操作系统，其内涵是什么？

　　孙宏斌：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。该系统的核心功能包括：贯通融合多个系统数据、构建数据的标准化接口、提供通用化能力和服务。举个例子，我们将大学阶段学习的电路原理推广到能路原理，针对电网、气网、氢网、热网、水网等约束于一维管道中的能量输运，提炼共性规律，建立起统一的数学模型。

　　《能源评论》：相关技术在哪些场景中得到了验证？

　　孙宏斌：我们做了不少尝试。在工业领域，广州万力轮胎厂是大型轮胎生产企业，厂内11台密炼机几乎同时投料，负荷波动剧烈，容量费与能耗都很高。我们将11台密炼机调整为循环队列，通过错开启动时间降低峰值。时间平移20秒，峰值下降35%。这并非高难度技术，关键在于深入工艺流程，发掘优化空间。

　　在农业领域，我们在青岛琅琊台构建了农业能源互联网。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。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%、干物质累积量净增41.8%。这是一个共赢的结果。

　　在算力领域，在乌兰察布开展算电协同项目时，我们发现大语言模型的推理负荷具有类似“风光”的间歇性、波动性特征，而训练服务则呈现长时间稳定运行的特点。因此，可以类比电力系统的发电机启停计划，对图形处理器（GraphicsProcessingUnit，GPU）进行调度优化，不但使其节能效益显著，而且使算力负载变成具有一定上调和下调能力的灵活资源，服务于新能源消纳。

　　《能源评论》：您如何评价供热领域的能源互联潜力？

　　孙宏斌：供热领域很有意思。我国冬季集中供热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的实践。热源从电厂输送至用户需要4个小时，这4个小时的延时本身就是储能过程。以长春市为例，仅一级热网的广义储能就达到了200万千瓦时，这还只是一级热网，若计及二级热网、三级热网、建筑热容，整体储能潜力极其可观。

　　从耦合到融合

　　构建立体化的能源网络

　　《能源评论》：您认为未来能源互联网要覆盖所有产业，空间尺度从建筑延伸至国家乃至全球。如何实现这一愿景？

　　孙宏斌：这个愿景可以概括为：千行百业重构生产方式、优化工艺流程、革新能源动力底座，潜力巨大。目前，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、源网荷一体化等以“一体化”和“协同融合”为特征的新业态已加速涌现、初见成效。未来，新型能源互联网的发展将覆盖千行百业。

　　如果用一张坐标图来描述：横坐标为各类产业，包括农业、算力、工业、商业、交通、牧业、渔业等，无一例外，缺一不可。唯有所有行业均投身能源革命，方能实现从“二八”到“八二”的转变；纵坐标为空间尺度，从建筑到园区、城镇、省份、国家，先是局部形成局域网，然后互联范围越来越大，形成广域网。通过各类“一体化”新业态，实现融合、互补、协同，达到举一反三之效。

　　《能源评论》：从科研视角看，如何拓展学科边界？

　　孙宏斌：可以向极宏观、极微观、极交叉、极端环境四个维度拓展深度和广度。极宏观方面，“三深一极”，即深空、深地、深海、南北极，凡是人类所到之处，能源必须跟上，否则难以立足。太空电站是未来能源战略的重要组成部分，信息联通后即可呈现以地球为尺度的立体能源互联网络。极微观方面，可深入人体内部乃至器官层面，“人体电网”亦开始出现。在交叉方面，需与各行各业深度融合，无一例外。极端环境方面，则需要不断拓宽能源装备与系统的性能参数边界，保障其能够在极寒、极热、暴雪、极强风、强辐射等极端工况下稳定可靠运行。

　　《能源评论》：您在南极参与过清洁能源系统建设，极端环境下的能源互联网有何特殊之处？

　　孙宏斌：我曾赴南极极寒地区考察，当地最低温度低于零下60摄氏度，风力最高超过17级，环境极为艰险。但就是在这样的地方，能源也得跟上。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，占整个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。该项目由太原理工大学作为首席科学家单位牵头完成，攻克了南极科考长期依赖柴油的世界性难题。

　　南极科考站过去都烧柴油，国际上部分科考站年消耗量巨大。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。这验证了一点：能源互联网的边界可以拓展到人类能够到达的任何地方。

　　《能源评论》：您对能源互联网的未来，作何展望？

　　孙宏斌：能源互联网承载着使命，是支撑我国能源革命的支点和变革性技术。检验能源互联网成功与否，唯一的试金石就是能源电力领域是否已成为创新创业的沃土。若能源开放共享的生态得以建立，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将会得到巨大释放。能源互联网并非单纯的技术概念，而是我国经济社会发展的全新动能。若脱离这一使命，所有技术与商业形态创新都将偏离初衷。能源互联网的愿景是构建清洁低碳、安全高效、开放共享的能源生态，目标是实现千行百业低碳转型，系统支撑新型能源体系建设。（王伟）

责任编辑：江蓬新