本書是未來中國能源、環境、食品安全和經濟結構等重大挑戰的前瞻性、實證性、啟發性論著。這本著作中，用能源4.0的理論作為工業4.0的原動力，引導未來中國完成城市化、工業化、城鄉現代勞動保障體系進程；實現途徑是以能源4.0產業能源互聯網這一新系統，突破人類工業革命以來傳統經濟學的禁痼，釋放(引爆)改革開放特別是近年來一系列經濟政策和科學技術成果積聚的生產力，推動中國乃至世界經濟走出低迷，開始新一輪效率優先、兼顧速度的新常態、新發展。本書可供政府部門、能源行業、互聯網行業及金融行業的從業人員和高校相關的專業師生、研究人員參考。
能源4.0戰略的實施，將推動一個高效、綠色、共享、可持續發展、零邊際成本、高效率時代的到來。
顧為東，博士、教授，南京大學首席研究員，江蘇省非并網風能與高載能工程實驗室主任，江蘇省宏觀經濟研究院院長。先后畢業于江蘇大學和南京農業大學，獲博士學位。
及時章 能源的歷史沿革 / 1
及時節 工業1.0和工業2.0：從煤炭到石油 / 2
一、工業1.0：煤炭與蒸汽機 / 2
二、工業2.0：石油與內燃機 / 3
第二節 工業3.0：互聯網與可再生能源大融合 / 4
一、第三次工業革命：新經濟模式改變世界 / 4
二、制造業數字化革命與3D打印 / 5
第三節 工業4.0：互聯網與能源協同化 / 11
一、工業4.0：德國國家戰略 / 12
二、一個網絡、兩大主題、三項集成 / 14
三、智慧工廠與機器人 / 16
第二章 重塑世界經濟結構：從工業4.0到能源4.0 / 28
及時節 能源是工業革命的基礎 / 29
一、工業革命的動力來源 / 29
二、能源4.0的模式和超越 / 31
第二節 互聯網是能源4.0的基礎 / 32
一、產業能源互聯網顛覆了傳統電網供電模式 / 33
二、能源4.0的五大特征 / 34
第三節 能源4.0和產業能源互聯網革命 / 36
一、改革：打破原有平衡，建立新的平衡 / 37
二、能源4.0：建立產業能源新平衡 / 39
第四節 工業4.0引發全球格局調整 / 42
一、美日工業4.0較量：工業互聯網和人工智能 / 42
二、德日工業4.0比較：從歷史到今天 / 48
三、中國工業4.0戰略：“中國制造2025” / 55
第三章 能源理論體系 / 61
及時節 能源研究與社會變革 / 62
一、科學家成長記：夢想照進現實 / 62
二、永不停歇的追夢人：數十年如一日的研究歷程 / 64
三、一脈相承理論體系：從非并網風電到能源4.0 / 68
第二節 我國能源現狀和思考 / 73
一、全球風電發展的指數時代 / 73
二、中國風電快速發展背后隱藏危機 / 77
三、中國棄風限電現象的理性思考 / 89
第三節 當前困境和阻礙 / 94
一、能源結構和電網構造對煤的過度依賴 / 94
二、新能源發展對電網、經濟和環境的負效益 / 97
三、產業層次對產業發展的路徑依賴 / 99
第四章 能源4.0的智慧體現 / 101
及時節 認知誕生理論 / 102
一、構想：風能資源開發蘇北灘涂 / 102
二、理論：走向世界的非并網風電系統 / 104
三、應用：非并網理論與海上風能開發 / 108
四、非并網風電在中國 / 111
五、非并網風電在美國 / 117
六、非并網風電在非洲 / 120
第二節 邏輯產生智慧 / 123
一、新理念催生新科技：智能供電系統特性 / 123
二、新科技催生新成果：智能供電系統開發 / 125
第三節 協同演化多元化 / 127
一、能源4.0的非并網多能源協同供電系統 / 127
二、能源4.0的智慧能源體系 / 128
第五章 能源平衡與構建高效零邊際成本社會 / 132
及時節 傳統電網適應能力遇到嚴重挑戰 / 133
一、一個挑戰：電網調峰能力嚴重不足 / 133
二、一個思路：開發大規模蓄能技術裝備 / 136
第二節 高耗能產業浴火重生，用戶側管理成為新型蓄電池 / 137
一、華麗轉身、用戶側管理：高耗能產業成為電網的大型
調峰電站 / 137
二、戰略意義：高耗能產業功能升級推動供應側改革 / 140
第三節 新型智能產業調峰與零邊際成本時代的到來 / 147
一、能源4.0的“三個顛覆、兩個重塑” / 147
二、產業能源互聯網與零邊際成本社會 / 149
三、創新要有文化基礎，要形成學派 / 152
第六章 能源4.0時代，開放型經濟放飛新夢想 / 155
及時節 突破美日TPP、TTIP、TISA競爭和扼制的利器 / 156
一、“修昔底德陷阱”下的中美關系 / 156
二、中美“最惠國待遇”的十年較量 / 158
三、WTO框架下的中國國際化進程 / 161
四、加入WTO的成功要素：中美關系微妙變化 / 164
五、重返亞太：美國二次全球化的序幕 / 167
六、TPP、TTIP、TISA：對中國的連續扼制和制衡 / 168
七、中國對策：“一帶一路”外部突破、練好內功，實現全球
價值鏈再分工 / 171
八、“一帶一路”戰略：中國已成凈投資國，外部戰略框架
必須重構 / 175
九、能源4.0戰略：中國練好內功的關鍵 / 177
第二節 新35年改革構建開放型經濟新機制 / 178
一、“大包干”星火燎原的啟示 / 179
二、深化改革急需戰略突破口 / 181
三、兩個弊端轉化為比較優勢 / 183
四、能源4.0與工業4.0的協同、協調關系 / 185
五、能源4.0水滴石穿的作用 / 188
第三節 能源4.0，“一帶一路”的路條和護身符 / 192
一、“一帶一路”構建長效合作機制 / 193
二、“一帶一路”的風險要素和風險規避 / 194
三、“一帶一路”的能源互聯互通戰略和機制 / 195
四、“一帶一路”背景下的產業能源互聯網 / 199
第四節 能源4.0時代，霧霾將自生自滅 / 201
一、霧霾產生于中國能源現狀 / 202
二、美國新能源：頁巖氣革命 / 203
三、能源4.0時代的霧霾將自生自滅 / 204
第七章 中國能源4.0塑造全球產業、能源新格局 / 206
及時節 智能供電大型鋁電池零邊際成本調峰電站 / 207
一、智能供電大型鋁電池零邊際成本調峰電站的新理念 / 207
二、經濟效益、社會效益、環境效益三位一體 / 219
三、從實驗室到產業化，從中國到世界 / 222
第二節 氯堿工業實現電網零邊際成本調峰 / 225
一、氯堿工業零成本調峰原理和機制 / 225
二、真理易被勇于實踐者所掌握 / 232
第三節 風生水起：海水淡化零邊際成本與零排放 / 236
一、淡水危機困擾全球 / 236
二、取之不盡 用之不竭=風生水起 / 241
三、政府對新能源海水淡化的垂青和支持 / 256
四、非并網風能海水淡化一體化成套裝備的實現和人類夢想 / 263
第四節 新能源汽車系統與零電費 / 268
一、零邊際成本的高效智能供電制氫系統 / 269
二、新能源汽車與中國沿海氫能高速公路 / 277
三、新能源汽車將迎來零電費時代 / 290
第五節 綠色冶金清潔化 / 292
一、快速增長的產業與日益嚴重的污染 / 292
二、新思維推動產業綠色化、清潔化轉型 / 295
第六節 城市污泥取暖制冷與污水回用 / 301
一、全球污泥、污水治理形勢與趨勢 / 301
二、濕式空氣氧化法污泥處理工藝 / 308
三、污泥、污水和新能源智能一體化利用新系統 / 312
第七節 新能源嫁接傳統能源與溫室氣體“零”排放 / 317
一、新能源 煤化工=綠色加工材料產業 / 317
二、開辟一條非石油的烯烴產業路線 / 336
第八節 城市牧場、城市糧倉與農業生物大革命 / 341
一、有機農業引領生態地球的重要基礎：微生物工程 / 341
二、城鎮化、人口增長與糧食安全 / 344
三、SCP，人類蛋白質的新來源 / 346
四、城市牧場、城市糧倉：新理念推動農業工業化大革命 / 353
后 記 / 361
