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第一章 能源的历史沿革 1

第一节 工业1.0和工业2.0：从煤炭到石油 2

一、工业1.0：煤炭与蒸汽机 2

二、工业2.0：石油与内燃机 3

第二节 工业3.0：互联网与可再生能源大融合 4

一、第三次工业革命：新经济模式改变世界 4

二、制造业数字化革命与3D打印 5

第三节 工业4.0：互联网与能源协同化 11

一、工业4.0：德国国家战略 12

二、一个网络、两大主题、三项集成 14

三、智慧工厂与机器人 16

第二章 重塑世界经济结构：从工业4.0到能源4.0 28

第一节 能源是工业革命的基础 29

一、工业革命的动力来源 29

二、能源4.0的模式和超越 31

第二节 互联网是能源4.0的基础 32

一、产业能源互联网颠覆了传统电网供电模式 33

二、能源4.0的五大特征 34

第三节 能源4.0和产业能源互联网革命 36

一、改革：打破原有平衡，建立新的平衡 37

二、能源4.0：建立产业能源新平衡 39

第四节 工业4.0引发全球格局调整 42

一、美日工业4.0较量：工业互联网和人工智能 42

二、德日工业4.0比较：从历史到今天 48

三、中国工业4.0战略：“中国制造2025” 55

第三章 能源理论体系 61

第一节 能源研究与社会变革 62

一、科学家成长记：梦想照进现实 62

二、永不停歇的追梦人：数十年如一日的研究历程 64

三、一脉相承理论体系：从非并网风电到能源4.0 68

第二节 我国能源现状和思考 73

一、全球风电发展的指数时代 73

二、中国风电快速发展背后隐藏危机 77

三、中国弃风限电现象的理性思考 89

第三节 当前困境和阻碍 94

一、能源结构和电网构造对煤的过度依赖 94

二、新能源发展对电网、经济和环境的负效益 97

三、产业层次对产业发展的路径依赖 99

第四章 能源4.0的智慧体现 101

第一节 认知诞生理论 102

一、构想：风能资源开发苏北滩涂 102

二、理论：走向世界的非并网风电系统 104

三、应用：非并网理论与海上风能开发 108

四、非并网风电在中国 111

五、非并网风电在美国 117

六、非并网风电在非洲 120

第二节 逻辑产生智慧 123

一、新理念催生新科技：智能供电系统特性 123

二、新科技催生新成果：智能供电系统开发 125

第三节 协同演化多元化 127

一、能源4.0的非并网多能源协同供电系统 127

二、能源4.0的智慧能源体系 128

第五章 能源平衡与构建高效零边际成本社会 132

第一节 传统电网适应能力遇到严重挑战 133

一、一个挑战：电网调峰能力严重不足 133

二、一个思路：开发大规模蓄能技术装备 136

第二节 高耗能产业浴火重生，用户侧管理成为新型蓄电池 137

一、华丽转身、用户侧管理：高耗能产业成为电网的大型调峰电站 137

二、战略意义：高耗能产业功能升级推动供应侧改革 140

第三节 新型智能产业调峰与零边际成本时代的到来 147

一、能源4.0的“三个颠覆、两个重塑” 147

二、产业能源互联网与零边际成本社会 149

三、创新要有文化基础，要形成学派 152

第六章 能源4.0时代，开放型经济放飞新梦想 155

第一节 突破美日TPP、TTIP、TISA全面竞争和扼制的利器 156

一、“修昔底德陷阱”下的中美关系 156

二、中美“最惠国待遇”的十年较量 158

三、WTO框架下的中国国际化进程 161

四、加入WTO的成功要素：中美关系微妙变化 164

五、重返亚太：美国二次全球化的序幕 167

六、TPP、TTIP、TISA：对中国的连续扼制和制衡 168

七、中国对策：“一带一路”外部突破、练好内功，实现全球价值链再分工 171

八、“一带一路”战略：中国已成净投资国，外部战略框架必须重构 175

九、能源4.0战略：中国练好内功的关键 177

第二节 新35年改革构建开放型经济新机制 178

一、“大包干”星火燎原的启示 179

二、全面深化改革急需战略突破口 181

三、两个弊端转化为比较优势 183

四、能源4.0与工业4.0的协同、协调关系 185

五、能源4.0水滴石穿的作用 188

第三节 能源4.0，“一带一路”的路条和护身符 192

一、“一带一路”构建长效合作机制 193

二、“一带一路”的风险要素和风险规避 194

三、“一带一路”的能源互联互通战略和机制 195

四、“一带一路”背景下的产业能源互联网 199

第四节 能源4.0时代，雾霾将自生自灭 201

一、雾霾产生于中国能源现状 202

二、美国新能源：页岩气革命 203

三、能源4.0时代的雾霾将自生自灭 204

第七章 中国能源4.0塑造全球产业、能源新格局 206

第一节 智能供电大型铝电池零边际成本调峰电站 207

一、智能供电大型铝电池零边际成本调峰电站的新理念 207

二、经济效益、社会效益、环境效益三位一体 219

三、从实验室到产业化，从中国到世界 222

第二节 氯碱工业实现电网零边际成本调峰 225

一、氯碱工业零成本调峰原理和机制 225

二、真理易被勇于实践者所掌握 232

第三节 风生水起：海水淡化零边际成本与零排放 236

一、淡水危机困扰全球 236

二、取之不尽＋用之不竭＝风生水起 241

三、政府对新能源海水淡化的垂青和支持 256

四、非并网风能海水淡化一体化成套装备的实现和人类梦想 263

第四节 新能源汽车系统与零电费 268

一、零边际成本的高效智能供电制氢系统 269

二、新能源汽车与中国沿海氢能高速公路 277

三、新能源汽车将迎来零电费时代 290

第五节 绿色冶金清洁化 292

一、快速增长的产业与日益严重的污染 292

二、新思维推动产业绿色化、清洁化转型 295

第六节 城市污泥取暖制冷与污水回用 301

一、全球污泥、污水治理形势与趋势 301

二、湿式空气氧化法污泥处理工艺 308

三、污泥、污水和新能源智能一体化利用新系统 312

第七节 新能源嫁接传统能源与温室气体“零”排放 317

一、新能源＋煤化工＝绿色加工材料产业 317

二、开辟一条非石油的烯烃产业路线 336

第八节 城市牧场、城市粮仓与农业生物大革命 341

一、有机农业引领生态地球的重要基础：微生物工程 341

二、城镇化、人口增长与粮食安全 344

三、SCP，人类蛋白质的新来源 346

四、城市牧场、城市粮仓：新理念推动农业工业化大革命 353

后记 361