能源互聯網的主要特征
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能源互聯網的主要特征范文第1篇
但遺憾的是能源互聯網概念自傳入中國以來，就一直存在爭議。不同的理解中不乏真知灼見，但也夾雜著某些誤解，一定程度上影響了我國能源互聯網事業的發展。為了深化和統一認識，在今天“互聯網+”的新形勢下，有必要以理性的態度對能源互聯網進行再認識。本文從分析能源互聯網概念提出的背景以及產生歧義和誤解的原因入手，對能源互聯網的內涵、技術模式、與智能電網的關系，以及如何以“互聯網+”的方式表達等問題作了深入研究，提出了新的見解。
1能源互聯網是一個有歧義的概念
互聯網(Internet)作為一個專業術語，指的是由無數計算機網絡互聯形成的覆蓋全球的信息共享網絡。將能源與互聯網結合，構成“能源互聯網”概念，這是美國經濟學家杰里米˙里夫金在《第三次工業革命》一書中正式提出來的。里夫金說，歷史上經濟和社會的變革離不開能源革命和通信革命兩大因素，正是它們的發生和結合引發了新一輪的工業革命。目前一場以可再生能源替代化石能源的革命正在興起，通信領域在過去的25年里也出現了偉大的變革，即互聯網革命，這就促使他將能源革命與互聯網聯系在一起。他認為可以通過互聯網技術與可再生能源相融合，將全球的電力網變為能源共享網絡，使億萬人能夠在家中、辦公室、工廠生產可再生能源并與他人分享。這個共享網絡的工作原理類似于互聯網，分散型可再生能源可以跨越國界自由流動，正如信息在互聯網上自由流動一樣，每個自行發電者都將成為遍布整個大陸的、沒有界限的綠色電力網絡中的節點。
這是最早也是最“正宗”的關于能源互聯網的構想。毫無疑問這一構想符合能源革命的方向，也十分美好，但不能不指出的是其中存在著不可忽視的技術失誤：能源共享網絡(即電網)與互聯網的工作原理不是類似而是截然不同，能源(電力)不可能像信息那樣在全世界自由流動。事實上由于電網與互聯網彼此的結構、功能、技術特性、傳輸方式和載體，以及運行所遵循的物理規律完全不同，電力在電網中傳輸受到的約束要比信息在互聯網中傳輸受到的多得多、大得多，不僅有電壓、頻率、功率平衡、電能損耗、傳輸能力的約束，還有暫態、動態、熱穩等各種安全穩定極限的限制，因此電力很難像信息那樣可以在任意兩個節點之間自由交互。那種認為只要電網不斷擴大，實現全球電網互聯就解決了電力從一點到任一點的輸送問題，是一種誤導或誤解;即使在較遠的將來，超導輸電在電網中的應用與今天光纖在互聯網中的應用一樣普遍，并且采用直流電網為主干網架時，也不能完全做到。
此外，由于電力具有同質化、一次性消耗、不能重復“分享”的特點(信息則具有個性化、長期保存、可重復分享的特點)，也決定了電力并非都有必要像信息一樣在任意兩個節點間傳輸。世界上不存在沒有界限、工作原理類似于互聯網的能源共享網絡，也沒有不受約束可以在任何范圍內自由傳輸的能源(電力)。但如果僅在一個局部區域，如一片社區或一座城市甚至更大范圍內，遵照電網運行的客觀規律并根據用電負荷的需求和特性，對各種分布式電源、儲能裝置、微電網、配電網以及主干網進行統籌規劃建設，同時采用先進的信息和自動控制技術進行智能化協同調度管理，實現里夫金的構想則是可能的。
必須承認作為一個翻譯的漢語詞組，能源互聯網是一個有歧義的概念。這里的“互聯網”如果看作是專業術語Internet，按詞面理解的意思應當是“傳輸能源的Internet”，顯然這在技術上不成立。如果將“互聯網”看作是一個普通漢語名詞而非Internet，則可認為能源互聯網就是“能源的互聯互通網絡”。在此前提下還有兩種不同的理解：一是認為各種能源，如水能、核能、風能、太陽能、天然氣、煤炭轉化為電能后都要匯入電網，因此電網是天然的能源互聯網;二是認為真正的能源互聯網應當是包括電網、油網、氣網、熱力網在內的綜合能源網。盡管兩種理解都講得通，但不把“互聯網”看作是Internet，顯然不符合這個概念的本意。這種因語言表達規律差異而帶來的困擾是客觀存在的，因此通過認真討論，統一認識十分必要。
2能源互聯網的內涵與新能源革命思想
由于能源互聯網的構想在技術上受到質疑，作為經濟學家的杰里米˙里夫金后來解釋說，提出能源互聯網主要是源于哲學和經濟學層面的思考，他承認能源互聯網不是一種新的能源技術模式或體系，而只是一種新能源經濟思想。這是一個十分重要的說明，可以說是正確認識能源互聯網概念本質和內涵的一把鑰匙，但遺憾的是里夫金的這個解釋幾乎被人們完全忽視了。
新能源經濟思想實質上就是新能源革命思想。根據里夫金的論述以及世界各國能源革命的實踐經驗，它的要點可以概括如下：一、新一輪的能源革命是不可抗拒的歷史潮流，能源革命的目的是以可再生能源逐步取代化石能源，阻止地球生態環境的惡化，實現能源以及人類的可持續發展。二、能源的生產和消費方式將融入互聯網理念和現代信息技術，可再生能源的開發將以分布式為主，公眾既是能源的消費者同時又是生產者，世界將迎來能源綠色化、分散化、多元化、民主化的新時代。三、具有集中、垂直、單向特點的傳統電網將向相對分散、扁平和雙向互動的新型電網轉型，與此同時傳統的電網公司也將由單一的自上而下的電力供給者，轉變為包括能源信息在內的服務提供商，與用戶雙向共同管理能源的生產和消費。四、能源的綠色化需要經歷一個化石能源與可再生能源并存的混合能源時期，要充分利用現代信息技術，采用智能化手段協調控制各類能源的開發和利用，優化能源配置，最大限度提高能源利用率。五、分布式能源生產方式和能源民主化將為社會創造出數以百萬甚至千萬計的就業崗位，成為第三次工業革命和新經濟的重要支柱。
不難看出新能源革命思想的精髓，就是通過在能源革命中融入互聯網理念和現代信息技術，實現能源的綠色化、高效化和民主化，能源互聯網概念正是這一思想的集中體現。因此，能源互聯網的內涵可表述為“在規劃建設中融入互聯網理念和現代信息技術，實現低碳、綠色能源高效、分散、智能和民主化利用的輸送和配置能量的網絡”。建設能源互聯網就是建設符合這一內涵要求的能源網絡。
3智能電網是能源互聯網的主要技術模式
智能電網(Smart Grid，或稱智慧電網)是融入了互聯網理念，以“綠色、高效”為目標，以雙向互動和扁平化為主要特征，以現代信息和儲能技術為支撐的新一代智能化電網。智能電網有狹義和廣義之分，狹義的智能電網指以分布式電源為基礎的低碳綠色小微電網，它們既可單獨運行亦可與大電網聯網運行。廣義的智能電網指包括有集中式電源的整個區域性和全國性的低碳綠色電網。電網特有的功能以及智能電網在能源綠色化中不可替代的地位和作用，決定了智能電網是能源互聯網的主要技術模式。事實上，杰里米˙里夫金在《第三次工業革命》一書中構想的“能源共享網絡”，指的就是智能電網。
能源互聯網與智能電網的關系是內涵與外延的關系，智能電網是能源互聯網概念(內涵)的外延。它們之間也可以看作是宏觀指導思想與具體技術模式的關系，能源互聯網概念揭示能源和電網的發展方向，智能電網建設提供具體的技術方案。
目前國內關于能源互聯網的研究，絕大部分內容其實都屬于智能電網建設的范疇，比如分布式能源接入電網、微電網的運行控制和互聯、需求響應資源的整合利用、電動汽車充放電設施的建設運行、家庭用電智能化，以及能量(電力)路由器的研發建設等。這些內容或者以電網為基礎、對象，或者本身就是電網的一個部分、一種設施，無論它們怎樣融入信息技術，無論它們的信息與電力設施一體化程度有多高，目的都是為了使電網更好地實現綠色化、柔性化、智能化和高效化。
有一個情況值得深思，歐美不僅沒有關于能源互聯網的爭論，實踐中更是很少使用這一概念。比如美國還有一本以新能源革命為主題的書，叫《重塑能源：新能源世紀的商業解決方案》(中譯本2014年6月出版)，作者是著名能源專家艾默里˙洛文斯。他在書中分析了美國到2050年可再生能源發電量達到電力總需求80%應采取的途徑，肯定了智能電網在重塑能源和加速傳統電力系統變革中的作用，卻自始至終沒有提到能源互聯網這個概念。觀察德國的情況也能發現，國內談論的幾乎所有能源互聯網的東西，都包括在他們的智能電網建設中。
中國人曾經對智能電網(Smart Grid)也充滿了熱情，但似乎一夜之間這種熱情都轉向了能源互聯網，究其原因是我國智能電網的建設出現了大的偏差。必須指出，智能電網建設是在新一輪能源革命的大背景下提出來的，因此它不是傳統電網原有的自動化、智能化建設的簡單延續和提高，而是傳統電網走向綠色化、民主化的一場深刻變革。但由于目前我國的智能電網建設基本上以傳統電網的智能化建設為主，導致很多人產生了誤解。還有一個重要原因，就是智能電網的建設被交流特高壓綁架了。多年來我國大部分地區電網的建設都是以交流特高壓電網建設為中心，電網的建設工作基本上都要服從于和服務于這個中心，智能電網的建設也不列外。由于看不到智能電網建設在推動我國能源綠色化、民主化，提高能源利用率，促進分布式能源大發展中應當發揮的重要作用，因此無數以能源革命為己任的有志之士，自然將希望寄托在了能源互聯網上，不惜重新回到源頭，再次起航。其實這是本不應當出現的情況，既可嘆亦可贊。
4第二種技術模式與“互聯網+”表達式
智能電網是能源互聯網的主要技術模式，但不是唯一模式。由于能源的綠色化不可能一蹴而就，特別是在我國，可再生能源與化石能源混合作用的時期可能會更長。為了提高各類能源的綜合利用效率，促進能源向低碳化、綠色化方向更好更快發展，能源互聯網無疑還有第二種技術模式，這就是智慧能源網。該網絡是由輸配電網、天然氣網、冷熱氣網等構成的包含分布式能源轉換和儲存設施在內的綜合能源網，通過統籌規劃建設，利用現代信息技術和智能化控制技術進行協同調度管理，適時提供氣、電、冷、熱多品種能源，互助互補滿足用戶需求，實現能源的梯級利用和產能端與用能端的智能匹配，最大限度提高能源綜合利用率。
智慧能源網與智能電網都是能源互聯網的技術模式，但兩者側重點各有不同。智能電網以電力系統為研究對象，以綠色化為主要目標;智慧能源網則重點研究各類能源的相互轉換以及各種能源網間的協同配合和優勢互補等問題，主要目標是最大限度提高能源的利用率以及清潔能源的消費比例。在一個園區、一座城鎮，或一個更大的區域里，能源互聯網建設采用何種技術模式，需要因地制宜根據實際可利用的能源資源情況確定。可以肯定，隨著可再生能源轉換、利用、儲存技術的進步，以及能源綠色化程度的不斷提高，智能電網與智慧能源網將向著合二為一形成新型綜合能源供給體系的方向發展。目前智慧能源網的建設以“泛能網”的形式，已經在一些地方取得了可喜的成績和寶貴的經驗。
能源互聯網的兩種技術模式，在今天“互聯網+”的時代可以采用類似的方式進行表示，使其更具時代色彩。其中智能電網可表示為“綠色電網+互聯網”，智慧能源網可表示為“能源網+互聯網”。這樣表示的優點，一是概念明確，針對性強。每個表達式中的“互聯網”一詞除指Internet外，不可能再有別的解釋。智能電網的表達式中，電網之前加“綠色”二字，點出了智能電網的本質所在，有助于人們在智能電網建設中把握正確的方向。智慧能源網的表達式中，直接使用“能源網”一詞指明能源互聯網第二種技術模式的基本特征，避免了不必要的誤解。二是突出了研究對象的特點和難點。“綠色電網”與“能源網”都是網絡，它們與互聯網相加是兩種網絡的“融合”，無疑具有相當的復雜性，強調“網絡”可提醒人們不能用處理一般“互聯網+”的方法來解決其中的問題。
此外，需要說明的是之所以采用“+互聯網”而不采用“互聯網+”的表達方式，是因為當“互聯網+”的對象亦為一種網絡的時候，若將“互聯網+”置前，容易使人將信息網絡誤解為是其中起主導作用的網絡，從而可能導致在能源互聯網的建設實踐中主輔顛倒，走偏方向的情況發生。
5結語
能源互聯網的主要特征范文第2篇
【關鍵字】 超寬帶網絡 未來互聯網 互聯網技術
一、前言
隨著信息化時代的到來，互聯網的普及率和速率已經成為衡量一個國家和地區經濟發展水平以及現代化程度的重要指標之一。目前我國政府已經明確將提高網絡寬帶的速度寫進了十三五規劃綱要。從這些政策的頒布，也可以看出我國對互聯網寬帶的重視程度。為了解決互聯網帶寬速率問題，基于超寬帶的網絡因此也就產生了。在超寬帶網絡的呼聲越來越高的情況下，我們需要首先明確超寬帶網絡的一些基本要求以及實現超寬帶網絡所需要的技術。
二、超寬帶網絡的基本要求
1、超大規模的超寬帶接入。隨著科學技術的進一步發展，物聯網、云計算等依靠大量數據流量的技術得到了大規模的發展和應用，用戶以及應用軟件終端的數量也是增長的比較迅猛。如果以城域網作為單位的話，那么未來的超寬帶網絡的主要特征就是用戶規模達到千萬級，終端規模超億級，人均帶寬的速率達到100Mbit/s。
2、覆蓋廣泛。隨著國家對于普及網絡等相關政策的頒布，目前我國互聯網的覆蓋率已經取得了顯著的進步。但是對于未來的超寬帶網絡時代，互聯網的覆蓋程度應該是可以達到無論在何時、何地、任意終端系統、任何方式都可以快速、安全的接入。
3、超高可靠性。隨著互聯網在我國的發展，用戶的信息安全越來越成為網絡運營商重點考慮的問題之一。特別是對于一些大客戶的關鍵業務，網絡的可靠性很大程度上決定了用戶的滿意度。所以在超寬帶網絡時代，保護用戶信息的可靠性程度應該可以達到99.99999%。
4、智能管控。我國目前網絡帶寬管理中存在的一大問題就是對用戶的業務識別能力不太完善，無法準確識別哪些是關鍵業務，哪些是普通業務。因此在提供服務時，并不總是能夠為用戶提供滿意的服務，而這一點是十分影響用戶滿意度的。因為對于網絡運營商來說，最重要的就是占有市場，擁有用戶。所以，在超寬帶網絡時代，網絡運營商可以為用戶提供比較人性化的服務，按照用戶的實際需求，智能的為用戶提供服務。
5、節能環保。目前企業中由于使用網絡造成的環境污染還是很嚴重的，其中一個比較重要的原因就是目前的網絡帶寬速率還不夠快。比如說就目前情況來看，傳送一個大文件可能需要10分鐘，而如果使用超寬帶網絡的話，也許只需要1分鐘就可以。因此大大的提高了用戶的工作效率，降低了對能源的消耗，從而實現綠色節能的目的。所以，超寬帶網絡的使用完全符合可持續發展戰略。
三、超寬帶網絡中涉及的關鍵技術
1、高效承載技術。在ALL-IP架構中，支撐高效承載技術的是IPoE、IP與傳輸協同、網絡―平臺協同等。其中IPoE是在DHCP協議基礎上擴展來的，能夠完成廣域的IP報文認證、計費、傳輸以及授權等功能。與目前的PPPoE相比，IPoE協議簡化了封裝結構，提升了組播分發的效率。
2、業務可靠性保障技術。在超寬帶網絡中比較重要的接入控制設備負責著流量轉發、用戶管理等功能模塊。因此，如果能夠接入控制設備的可靠性就可以保障網絡業務的可靠性。而主要用來保障接入設備可靠性的技術是跨機箱無縫熱備技術，其主要工作原理是首先保持用戶信息同步，在此基礎上再結合BFD以及VRRP等技術，在網絡滿負荷的情況下，依然能夠保證關鍵節點以及關鍵鏈路上故障的修復時間控制在50ms以內。再配合其他一些技術，能夠實現電話會議、網絡視頻會議等關鍵性業務的可靠性。
3、綠色節能技術。芯片工藝水平的高低直接影響著能源的消耗，目前市場上普遍存在的芯片是65nm，為了實現超寬帶網絡中的節能特點，未來芯片必須朝向45nm甚至是32nm的方向發展。同時，超寬帶網絡除了需要擴充網絡容量之外，還需要增大網絡的效能，所以在網絡接入技術中依然采用PON技術為主，再加上IP傳輸協同等手段來增加光網的承載力度。
結語：在未來，網絡帶寬速度直接影著互聯網的發展，而超寬帶技術作為擴充網絡容量和速度比較先進的技術，必將成為未來網絡運營商技術發展的重點。但是超寬帶網絡的發展需要借助整體寬帶業務的發展和創新，所有只有整體技術進步，才能進一步推動超寬帶網絡的發展。
參 考 文 獻
[1]王興偉，李婕，譚振華，馬連博，李福亮，黃敏. 面向“互聯網+”的網絡技術發展現狀與未來趨勢[J]. 計算機研究與發展，2016，（04）：729-741.
能源互聯網的主要特征范文第3篇
一、第三次工業革命的主要觀點和判斷
（一）第三次工業革命提出的背景和環境
第一，在國際金融危機的影響和沖擊下，主要經濟體增速明顯下滑，國際貿易保護抬頭，全球治理結構深刻調整，世界經濟發展的不確定性和不穩定性因素顯著增多，正進入一個新的發展周期。
第二，支撐第二次工業革命的石油和其他化石能源正日漸枯竭，那些靠化石燃料驅動的技術已陳舊落后，以化石燃料為基礎的整個產業結構也運轉乏力。根據經濟學家估計，到本世紀中葉，石油資源將會開采殆盡，屆時其價格升高將不適于大眾化普及應用。
第三，由前兩次工業革命所帶來的二氧化碳過度排放也使得全球氣候變化日漸明顯，生態災難增多，給人類社會的可持續發展帶來嚴峻挑戰。
第四，世界各國為應對國際金融危機沖擊，紛紛加大科技創新投入，在全球范圍內引發了以綠色、低碳、智能為特征的新一輪技術創新浪潮，新一代信息技術、新能源、智能制造、新材料等一些重要領域和前沿方向已經出現革命性突破的先兆。
基于此，美國著名未來學家杰里米·里夫金于1994年首次提出了第三次工業革命的概念，并于2011年出版《第三次工業革命》的專著，迅速引起了國際上的廣泛關注。2007年5月，歐盟議會了一份正式文件，宣布第三次工業革命作為歐盟的長期經濟愿景和路線圖。2011年5月，里夫金教授在巴黎第50屆OECD會議上作“第三次工業革命”的專題報告，有34個成員國的首腦參加。至此，關于第三次工業革命的討論在全球范圍內快速擴散。
（二）關于第三次工業革命的主要觀點
當前，國內外對于第三次工業革命特征、內涵及影響的主要觀點和判斷有以下幾種：
1、美國未來學家杰里米·里夫金：“新能源+互聯網”催生第三次工業革命美國學者里夫金最早提出了第三次工業革命即將來臨的觀點，他的主要判斷如下：
第一，新工業革命的本質在于新通信革命和能源革命的結合。里夫金認為，每一次工業革命都是能源與信息的交匯。第一次工業革命時期（18世紀60年代～19世紀40年代），通信技術發生了革命性變化，從手工印刷到蒸汽機動力印刷，后者可以實現低成本大量印制和傳播信息，隨后出現公立學校，大量識字勞動力，人們利用新的通信系統去管理以煤炭為基礎的新能源系統。第二次工業革命時期（19世紀70年代～20世紀初），通信與能源再度攜手，表現為集中的電力、電話以及后來的無線電和電視機，可以管理更復雜的石油管道網、汽車路網，進而為城市文化的興起提供了可能。因此，歷史上新通信技術與新能源系統的結合，往往預示著重大經濟轉型時代的來臨。
第二，第三次工業革命需要五大支柱來支撐。煤炭、石油、天然氣等化石能源的不可持續性必將導致第二次工業革命的終結。第三次工業革命就是建立在互聯網和新能源相結合基礎之上的一次革命。在“新能源+互聯網”的支撐下，每個家庭、每個建筑不再是單純的能源消費者，而是能夠參與能源生產，甚至能夠輸出能源。并將改變由汽車、公交車、卡車、火車等構成的全球運輸模式，使之成為由插電式和燃料電池型以可再生能源為動力的運輸工具構成的交通運輸網。具體來說，第三次工業革命由五大支柱構成，分別是：
1 向可再生能源轉型；
2 以建筑為單位的小型電站；
3 擴展到所有基礎設施上的能源生產和儲存；
4 充電式交通系統從互動式電網中獲取電能；
5 能源互聯網。
里夫金還認為，這五個支柱如果分別孤立地存在，是毫無意義的，只有互相配合，相互聯系，建立起一個集成的基礎系統，才有意義。
第三，第三次工業革命將給人類社會帶來深刻變革。“新能源+互聯網”并不等同于智能電網。因為智能電網僅是電網管理模式上的革新，解決不了化石能源日益稀缺、開發利用低效的根本問題。互聯網技術與可再生能源相結合，能夠在能源開采、配送、利用上從石油世紀的集中式變為智能化分散式，將全球的電網變成能源共享網絡，最終會讓我們的商業模式、社會模式乃至地緣政治發生翻天覆地的變化。比如，以化石燃料為基礎的第一和第二次工業革命要求大規模的中央集權、自上而下的組織結構；第三次工業革命則是一種以節點組織式的、水平分布式的、網絡擴散式的合作型商業實踐，原有的縱向權力等級結構正向扁平化方向發展。又如，在第一次和第二次工業革命中，形成了基于石化燃料的地緣政治世界，地球被看作一個容器（資源庫），充滿著支撐經濟活動的各種有用資源；新工業革命發生后，能源體系從石化燃料向分布式的可再生能源的轉變，將按照生態思想的方式重新界定國際政治關系。再如，新能源與互聯網的結合還帶來了分享協作機制，隨著3D打印等先進制造技術的日趨成熟，每個人都可以成為生產者，改變了制造、營銷、運輸、物流和服務。同時，里夫金還認為，前兩次工業革命都花了40～50年時間，第三次工業革命應該更快，因為通信系統已經就緒，從上世紀70年末期到現在互聯網已經存在、發展很久了；但可再生能源落后了很多。美國卡特總統的時候由于石油禁運才開始談可再生能源。德國如果按現在的速度發展，會輕松地在2030年左右準備好五大支柱。
2、英國《經濟學家》雜志：制造業數字化引領第三次工業革命浪潮今年以來。英國《經濟學家》雜志連續刊出了一系列關于“第三次工業革命”的文章，主要觀點是：制造業數字化將引領第三次工業革命浪潮。
第一，為什么說新工業革命就是第三次工業革命？《經濟學人》的劃分標準：第一次工業革命是在18世紀后半葉，以英國紡織機械化為標志的第一次工業革命。我們通常說是蒸汽機，其實蒸汽機最后真正變得工業化是用在紡織機上，然后才引起了一系列的變化。第二次工業革命，是以福特汽車工廠在20世紀初，采用大規模流水線生產為標志。這兩次工業革命都改變了社會，改變了歷史，也改變了各國的形態。第三次工業革命，就是以3D打印機為標志的工業革命。
第二，制造業數字化將是一場波及全球的產業革命。制造業的數字化進程正從5個方面向前推進：一是更聰明的計算機軟件。如，通過虛擬技術，可以在電腦上對產品進行檢測并開發新功能，類似的軟件同樣可以應用于規劃廠房的布局和為生產機器編程。二是新材料的出現。如碳纖維已被廣泛應用于山地自行車、釣魚竿、航空器和越來越多的汽車之上。三是更靈巧的機器人。今天的工業機器人，就是像曾經的大型計算機；下一代機器人就如同現在的個人電腦，將非常適用于中小型企業。四是基于網絡的制造業服務商。通過互聯網，一家歐洲公司可以從另一家位于美國的公司那里獲得設計圖紙和樣品，并在中國找到一家加工企業。五是新的制造方法。如傳統制造模式是集中式、追求規模經濟的“減式制造”，生產過程中產生了大量的浪費；而3D打印技術可以一層一層地將產品“堆砌”出來，是便于分散化、低成本的“增式制造”，材料沒有損失。
第三，“中國制造”的崛起可能被第三次工業革命所終結。新工業革命帶來的影響將是顛覆性的，如同紡織廠消滅了手工織布技術，福特“T”轎車讓傳統手工鐵匠下崗。第三次工業革命不僅影響到產品的生產方式，還將影響到產品的生產地點。隨著生產成本快速上升和勞動力短缺的出現，傳統制造業將大批轉移到像越南、孟加拉國、印度這樣的國家，而更新更高端的產品，由于有新的數字化制造革命，又會回到發達國家。因此，第三次工業革命對中國這樣的制造業大國來說有著相當大的負面影響。
3、中國學者：數字化、智能化
制造成為新工業革命的靈魂國內學者普遍認為，智能軟件、新材料、機器人、新制造方法的不斷成熟與廣泛應用，有力地推動了智能制造技術的快速突破，將產生足以改變人類經濟社會進程的巨大力量，第三次工業革命即將到來。主要觀點有：
第一，中國科學院院長白春禮：新的工業革命可能使工業生產方式將從大規模生產向個性化生產轉變。今年7月，白春禮接受《經濟參考報》專訪時提出，當前信息、量子、生物等領域發生的一些革命性突破，將深刻改變人類的世界觀、認識論和方法論，成為新科技革命和“新工業革命”的科學基礎和知識源泉。新的工業革命，可能使生產過程將更關注個性化定制，消費者將在更大程度上參與設計和制造過程，甚至成為生產過程的一個重要環節，生產方式將從大規模生產向個性化生產轉變，制造商、供應鏈的地理格局將發生根本改變。
第二，中國工程院院長周濟：數字化、智能化是新工業革命的核心技術。周濟認為，“數字化、智能化技術是產品創新和制造技術創新的共性性能技術，它深刻變革了制造業生產模式產業形態，是新工業革命的核心技術。”
第三，國務院發展研究中心馮飛：第三次工業革命的一個特點，就是就地化生產。馮飛提出，第三次工業革命的一個特點，就是就地化生產。比如說數字化制造所帶來的便利，貼近消費市場是非常重要的因素，可能會有一些企業回流到市場范圍大、市場需求多層次比較突出的一些地區。
第四，中國社科院工經所呂鐵：第三次工業革命的主題是制造業“數字化”和“大規模定制”。呂鐵認為，第三次工業革命的主題是制造業“數字化”和“大規模定制”。在第三次工業革命浪潮中，終端產品的競爭優勢來源不再是同質產品的低價格競爭，而是通過更靈活、更經濟的新制造裝備生產更具個性化的、更高附加值的產品。
第五，微軟公司全球副總裁張亞勤：信息革命支撐起整個能源的分配、生命科學的發展，是新一輪工業革命的靈魂。張亞勤認為，信息革命支撐起整個能源的分配、生命科學的發展，是新一輪工業革命的靈魂。利用信息技術和互聯網，將會推動生產制造可以突破時間和空間的限制，進而推動人類社會的生產方式、生活方式和社會管理方式加快向智能化轉型。
第六，也有部分學者對第三次工業革命持否定態度。比如，國務院發展研究中心的王俊峰提出，所謂第三次工業革命，應該僅僅是一些學者的提法，技術發展不是單單靠政府的刺激、支持就可以達成的，需要長期的技術積累，有自己的生命周期。又如，北京工商大學的陳及認為，第三次工業革命即將到來的說法是一個噱頭。一些高端技術的突破還遙遙無期，無論從目前互聯網技術還是從新能源的發展來看，時機都不成熟；只靠一兩項技術完不成第三次工業革命。
（三）我們的初步認識
1、第三次工業革命浪潮的到來還需要一個較長的過程，既不可能一蹴而就，也不可能完全替代既有的生產方式和發展模式
首先，第三次工業革命在重點領域技術發展和應用上存在明顯局限性。目前，新能源、3D打印、智能制造等引領第三次工業革命的代表領域，受技術、材料、成本、經驗、規模經濟等因素制約較多，應用范圍和應用程度都還較為有限。在現有技術水平、發展模式和競爭格局下，各國都不會完全拋開現有成熟的能源供應體系和使用方式，而采用技術成熟度不高、配套設施不健全，并且沒有得到驗證過的能源供應和使用模式。同時，受地緣政治、技術突破等因素制約，全球或區域大一統的能源供求格局難以在短時間內形成。根據有關資料，3D打印技術的發明已有10余年歷史，最先應用于快速制作概念產品的模型以評估其外形與擬合情況，目前仍因制造速度、材料強度等問題而難以推廣。
其次，新一輪工業革命將會是個較長的過程，不可能一蹴而就，也不可能完全替代既有的生產方式和發展模式。歷史經驗表明，每一項技術從科學原理到技術發明再到廣泛應用都需要經歷一次較長的轉化周期（見表1），每一次工業革命的形成更不會是一蹴而就的。日本早在1989年就提出了智能制造計劃，我國在1993年也設立了“智能制造技術基礎的研究”重點項目，但時至今日智能制造技術仍不成熟。因此，新一輪工業革命的來臨將會需要一個較長的過程，在相當長一個時期內新一輪工業革命催生的新生產方式和發展模式也不可能完全替代既有的生產方式和發展模式。
2、信息網絡是第三次工業革命的重要內容，多項關鍵技術交叉融合成為新一輪工業革命的顯著特征。從主要支撐來看，信息網絡技術是第三次工業革命的核心。信息網絡技術領域正在孕育新一輪的技術革命，新一代信息網絡、云計算、物聯網、大數據、系統級芯片等新技術、新應用極有可能推動整個工業實現新的飛躍。信息網絡對其他產業有極強的滲透作用和倍增作用，會帶動互聯網、電子商務、文化創意等多個產業強勁增長，創造新的商業模式。信息網絡還可以通過與其他產業的融合，催生移動互聯網等一些新的產業增長點和數字內容服務等新興業態。在里夫金構建的以能源互聯網為支撐的第三次工業革命中，就是通過信息網絡技術與能源技術的深度融合，使太陽能發電、大規模并網發電技術實現突破。信息網絡革命是新一輪工業革命的骨架和靈魂，成為推動“第三次工業革命”的關鍵所在。
從主要特征來看，多個領域的關鍵技術交叉融合不斷催生出新的技術創新成果。信息網絡技術、制造技術、能源技術、材料技術的匯聚融合速度越來越快，帶來新的技術變革。信息網絡技術與制造技術、材料技術的有機結合，使3D打印成為現實，使大規模定制和簡單設計成為可能，有望改變傳統制造業形態。制造技術與材料技術相互促進，精密加工、機械電子、數控裝備等尖端領域不斷突破，推動高端裝備制造技術的不斷發展。高性能碳纖復合材料的新發展，將引發航空工業從設計理念、物流供應鏈、維修服務到制造的革命性變革。
3、每一次工業革命都將為后發國家成功實現“趕超”打開“機會窗口”，加強技術積累和前瞻部署是把握第三次工業革命歷史機遇的重要前提。
從歷史經驗來看，一些后發國家都是通過及時抓住科技革命和工業革命的機遇，實現了趕超跨越。比如，18世紀的德國，抓住了化學工業發展的機遇，迅速超越了英國。
19世紀末20世紀初的美國，抓住了電氣革命的機遇，很快成為世界頭號強國。20世紀50年代的日本，抓住了半導體產業發展的機遇，在很短的時間內成為世界經濟強國。盡管第三次工業革命目前還存在很多局限性，但技術創新浪潮帶來的影響與變革已經不容忽視。發達國家擁有雄厚的技術基礎和人才優勢，擁有強大的研究開發能力和良好的市場機制，很可能率先在新能源、信息、生物等新興產業發展方面取得突破，進一步鞏固其在全球產業競爭中的主導地位。盡管在部分新興產業領域技術路線還有多種選擇，但這一“機會窗口期”稍縱即逝，如不能抓住機遇實現技術突破，將會陷入新一輪的“低端鎖定”。
美國頁巖氣革命的經驗表明，加強技術積累和前瞻部署是實現重大技術突破的重要前提。比如，早在上世紀70年代，美國能源部就組織開展了以泥盆系頁巖為重點的頁巖氣研究。自1981年的第一口鉆井到1992年歷經10年，美國鉆生產井僅99口，開發進程極其緩慢。但在政府的積極部署和各種優惠政策支持下，1999年、2003年、2005年先后攻克重復壓裂、水平鉆井、水平井分段壓裂等一系列標志性新技術，實現了頁巖氣開發的突飛猛進（見圖2）。美國頁巖氣產量從2005年的194億立方米，提高到了2011年的1800億立方米，占美國天然氣總產量的34%，迅速轉變了美國能源供給的被動局面。
第三次工業革命的五大支柱領域仍然有許多亟待突破的核心技術和關鍵環節（見表2）。如新能源發電成本較之傳統能源在短期內仍不具備優勢，適用于能源互聯網的儲能技術的應用尚處于商業化初期階段，世界各國智能電網的研究與開發仍處于起步階段等。可以說，誰能率先在這些領域的核心技術取得突破并產生協同效應，誰就能掌握第三次工業革命的主動權。在迎接新一輪工業革命的過程中，我們一定要瞄準可能發生變革的基礎和前沿領域，找準主攻方向，前瞻部署對國家長遠發展具有帶動作用的戰略先導研究、重要基礎研究和交叉前沿研究，打通制約技術創新和應用過程中存在的標準、關鍵共性技術、市場培育和產業支持等瓶頸，為新技術的大規模商用創造條件。
二、第三次工業革命的重要領域
（一）能源互聯網
1、能源互聯網簡介
能源互聯網是一種在現有配電網基礎上通過先進的電力電子技術和信息技術，融合了大量分布式可再生能源發電裝置和分布式儲能裝置，能夠實現能量和信息流動的新型高效電網結構，是新型電力電子技術、信息技術、分布式發電、可再生能源發電技術和儲能技術的有機結合。它是以可再生能源發電為基礎構建的能源互聯網絡，通過智能能量管理系統實現實時、高速、雙向的電力數據讀取和可再生能源的接入和存儲，從而進行能源共享。
能源互聯網除具備智能電網的自愈性、安全性、高效性、經濟型和集成性等特點外，還具有3個自身特點。
一是環境友好。能源互聯網的建立是以分布式可再生能源發電的大量應用為基礎，以建立智能型綠色電網為目標，具有綠色、環保的特點，也符合當前國家提倡低碳經濟的發展需求。
二是實現可再生能源的“即插即用”。傳統電力網絡主要是面向遠端集中式發電，能源互聯網可以在電網中實現類似互聯網的“即插即用”技術，使電網可以包容多種不同類型發電，尤其是分布式的可再生能源發電。
三是與用戶終端的實時交互。在電網運行中，通過智能終端可以實現發電端與用戶設備和行為的交互，依托實時的通信構架，既可以對電網運行狀態進行精確估計，也可以對負荷、發電端、儲能裝置等進行實時監控和管理，合理分配電網資源，提高電網的安全性、可靠性和經濟性。
2、能源互聯網的發展現狀
從“能源互聯網”的幾大支柱看，支撐該領域的關鍵技術和產業基礎參差不齊，都面臨著不同程度的制約。
在新能源方面，發電成本不斷降低，但暫時仍不足以替代傳統發電。彭博新能源財經的數據表明，就現有項目來看，陸上風電的平均發電成本已經跟小水電和大水電十分接近，但是小水電和大水電平均發電成本還是略低于陸上風電。目前美國槽式光熱電站度電成本為15-17美分，折合人民幣約0.9元左右，美國的報告顯示，要在2015年，把這一數字降低到8-11美分，折合人民幣0.5元左右，屆時才將與傳統能源發電成本相當。此外，新能源的上網電價、投資回報率、電量的送出消納、電費的結算時間都直接影響著新能源的廣泛普及。
在能源儲存方面，新能源的可存儲性顯著低于石油、天然氣、煤炭等傳統能源，適用于能源互聯網的儲能技術的應用尚處于商業化初期階段（見表3）。儲能技術的定位是功率傳輸到電量傳輸，從輸電網到能源網轉變的核心技術。總體而言，可以引發電力系統的變革的儲能技術首先要有一定的規模，達到兆瓦時是一個根本的起點。在這種規模下，還要實現安全運行。此外，其循環壽命和轉換效率兩個指標最為重要。各種儲能技術出現拐點的一個象征性的標志是千瓦時造價達到1500元之內，循環次數達到5000次。預計10年之內，會有某種儲能技術能夠達到這一指標。
在智能電網方面，世界各國智能電網的研究與開發尚處于起步階段，大規模應用仍需時日。目前，美日歐均抓緊投資，以便創立并獲得對自己有利的智能電網技術標準。但限于智能電網的自愈性、互動化、供電安全等方面的發展還未能滿足要求，因此還未能實現能源資源的大范圍優化配置。
3、能源互聯網技術和應用發展前景
隨著能源互聯網的支柱性技術逐漸成熟、并相互協同，能源互聯網將會使每一處建筑轉變成能就地收集可再生能源的微型能量采集器，將氫和其他可儲存能源儲存在建筑里，利用社會全部的基礎設施來儲藏間歇性可再生能源，并保證有持久可依賴的環保能源供應。同時，利用網絡通信技術把電網轉變為智能通用網絡，從而讓上百萬的人可以把周圍建筑產生的電能輸送到電網中去，在開放的環境中實現與他人的資源共享，其工作原理就像信息在網絡上產生和傳播一樣。此外，還將改變由汽車、公交車、卡車、火車等構成的全球運輸和消費模式，使之成為由插電式和燃料電池型以可再生能源為動力的運輸工具構成的交通運輸網。在全國建立充電站，人們可以在充電站買賣電能。
近期，我國新奧集團提出的“泛能網”，可視為能源互聯網的補充和延伸。所謂“泛能網”是指通過能源生產、儲運、應用與回收循環四環節能量和信息的耦合，把能源網的能量、物聯網的物質、互聯網的信息三種“流”融合到一起，形成能量輸入和輸出跨時域的實時協同的能源管理網絡。由于風電與太陽能發電的不穩定性及現有的規模決定其短期內無法支撐起國內龐大的能源需求，因此，傳統能源的高效清潔利用和智能供給也是“泛能網”在未來一段時間內的重點解決方案。例如，“泛能網”可以將處于地下的煤加入氣化劑實現可控氣化，為后續能源產品生產提供低成本的合成氣。生成合成氣后，再通過氣電聯產實現發電，將一次能源轉化成更為清潔的二次能源。
4、能源互聯網帶來的變革和影響
一是顯著提升能源利用效率。能源互聯網擁有儲能單元和智能控制平臺，從而可以實現能量控制與用戶能量需求的實時協同，不同能源通過智能控制平臺還可以相互轉化，使得能源儲運與應用更加智能化，減少不必要的浪費。不但使現有的傳統能源得以更加有效的進行調配和供給，也使風電、太陽能發電等目前相對獨立的新能源應用得以進行大規模共享。
二是徹底改變能源生產、供應和消費模式。“能源互聯網”能夠將每一處建筑轉變成能就地收集可再生能源的微型能量采集器，讓億萬人能夠在自己的家中、辦公室里和工廠里生產綠色可再生能源，從而改變以往大規模集中生產能源的方式。此外，人們可以將這些能源轉化為氫氣儲存，并用綠色電力為自己的樓房、機器和汽車供電。多余的電力則可以通過一種外部網格式的智能型分布式電力系統與他人分享，就如同人們目前通過網絡分享信息一般。
三是推動經濟社會向合作和分散關系發展。能源互聯網將從能源領域打破長期以來以化石燃料為基礎的大規模的寡頭壟斷、自上而下的組織結構，使社會向合作和分散關系發展。社會的組織模式將趨向扁平化結構，由遍布全國、各大洲乃至全世界的數千個中小型企業組成的網絡與國際商業巨頭一道共同發揮作用。我們所處的社會將經歷深刻的轉型，原有的縱向權力等級結構將向扁平化方向發展。同時，買賣雙方的對立關系開始被供求雙方的合作關系所取代，自利的同時也實現了利益共享。
（二）智能制造
1、智能制造簡介
智能制造是以泛在感知、精準控制、智能診斷和人機交互為特征的一種新的制造模式，其基本特點是整個生產線全自動化，生產效率顯著提高，極端制造能力增強，加速機器對人的替代。智能制造具有五大特征：
一是自律能力。具有獲取信息并以此來決定自身行為的能力，也就是需要智能系統對信息具有一定的分識庫來決定自身行為。
二是人機交互能力。人在制造系統中處于核心地位，同時在智能裝置的配合下，可以更好地發揮出人的潛能，使人機之間表現出一種平等共事、相輔相成、相互協作的關系。
三是建模與仿真能力。以計算機為基礎，融信息處理、智能推理、預測、仿真和多媒體等技術為一體，建立制造資源的幾何模型、功能模型、物理模型，擬實制造過程和未來的產品，從感官和視覺上使人獲得完全如同真實的感受。
四是可重構與自組織能力。為了適應快速多變的市場環境，系統中各組成單元能夠依據工作任務需要，實現制造資源的即插即用和可重構，自行組成一種最佳、自協調的結構。
五是學習能力與自我維護能力。產品制造是在不斷發展和變化的，因此在制造過程中所需要的知識也不斷地增加，同時在運行過程中不可避免地會出現故障，為了更好地適應社會對產品制造的要求，需要智能制造系統擁有學習能力和自我維護能力。
智能制造的技術體系主要包括制造智能技術、智能制造裝備技術、智能制造系統技術、智能制造服務技術（見圖3）。
2、智能制造的發展現狀
智能制造的發展主要體現在制造智能技術、智能制造裝備、智能制造系統和智能制造服務四個方面。在制造智能技術方面，制造活動中的知識、知識發現與推理能力、智能系統結構與結構演化能力都有了顯著提升，在生產的關鍵環節也有一定的應用。但一些關鍵技術仍存在較大制約，如感知與測控網絡技術標準并未統一，基于云計算的分布智能制造體系結構、任務描述及管理技術還處于概念階段，面對不確定、不精確、非完整制造信息的分布/混合智能推理技術尚未建立等。在智能制造裝備方面，高檔數控機床、工業機器人、測控裝置等制造裝備的智能化水平不斷提高，對運行狀態和環境的實時感知和處理分析能力、自主決策能力、自我診斷和修復能力不斷增強。如目前，工業機器人已廣泛用于弧焊、點焊、裝配、搬運、噴漆、檢測、碼垛、研磨拋光和激光加工等復雜作業。在汽車制造業領域，日本每萬名生產工人占有機器人的數量為1710臺，法國為1120臺，美國為770。此外，在德國市場，食品行業大力促進了機器人的利用。機器人制造商認為，在藥品和化妝品行業和塑料行業，機器人的投資潛力巨大。
在智能制造系統方面，目前，智能制造系統的發展滯后于智能制造裝備的發展。由于制造工藝的日益復雜，制造系統日益龐大，資源環境約束愈發嚴峻等因素的制約，對制造系統的智能化、柔性化、綠色化等方面提出了越來越高的要求。如石化、冶金、建材等連續制造業能源資源消耗大、排放高的問題迫切要求智能制造系統能夠進行固體廢棄物質能分選、智能化除塵、智能工業清洗及污水處理等功能。
在智能制造服務方面，智能制造服務是制造業服務化的具體體現，環境感知與控制的互聯技術、工業產品智能服務技術等分別在物流服務、離散/流程制造等領域已有初步應用，但目前總體正處于起步階段。在智能制造服務的共性關鍵技術領域，仍存應用障礙。如制造與服務的智能集成共享與協同技術當前缺乏統一的定義、描述和表達標準，云計算為智能制造服務環境架構的數據安全性難以保障等。
3、智能制造技術和應用發展趨勢
智能制造技術的突破及廣泛應用正催生智能制造產業。其技術和產業發展呈現四大趨勢：
一是建模與仿真使產品設計日趨智能化。建模與仿真通過減少測試和建模支出降低風險，通過簡化設計部門和制造部門之間的切換壓縮新產品進入市場的時間。
二是以工業機器人為代表的智能制造裝備在生產過程中應用日趨廣泛。新一代工業機器人會抓取、裝運、暫存、拾取零部件以及進行清理打掃等，這些技能讓它們可以應用于更廣泛的領域。同時，工業機器人自動化生產線成套裝備已成為自動化裝備的主流及未來的發展方向。
三是全球供應鏈管理創新加速。以云計算為代表的新一代信息技術的發展和應用將為智能制造提供一個動態交互、協同操作、異構集成的分布計算平臺，進一步促成全球供應鏈的一體化，世界各地的企業將利用基于互聯網的智能管理技術實現生產制造全過程的實施協同，從而縮短了滿足客戶訂單的時間，提升了生產效率，使得全球范圍的供應鏈管理更具效率。
四是智能服務業模式加速形成。企業通過嵌入式軟件、無線連接和在線服務的啟用整合成新的“智能”服務業模式，制造業與服務業之間的界限日益模糊，融合越來越深入。產品的制造已不再單純代表工業品本身，而傾向于提供一種“體驗”，服務供應商如亞馬遜、谷歌等眾多公司已紛紛對制造業領域進行整合。
4、智能制造帶來的變革和影響
一是推動制造業生產方式的變革。未來的制造將是由信息主導的，并采用先進生產模式、先進制造系統、先進制造技術和先進組織管理方式的全新的制造業。信息技術將促進設計技術的現代化、加工制造的精密化、快速化、自動化技術的柔性化、智能化。智能制造技術的廣泛應用將改變制造業的設計方式、生產方式和管理方式，大幅提高制造系統的柔性化和自動化水平，使生產系統具有更完善的判斷與自適應能力。
二是促進工業生產組織形式向網絡化和虛擬化轉變。智能制造將通過互聯網的協同機制，在新的數字化生產技術的促進下，將創造虛擬的產業集群，從而使可以稱為社會化生產的新制造方式成為可能，導致工業生產組織形式的改變。跨國企業通過網絡將產品價值鏈分解到不同國家的配套協作企業，產品生產過程由全球范圍內多個企業高效、快捷合作完成，企業間以網絡方式跨越邊界與環境建立緊密聯系。
三是加快制造業服務化進程。智能制造使制造業和服務業的關系更加密切。制造企業可以通過在線獲取生產所需要的各類智能制造服務，使生產要素的配置成本降到最低。在銷售過程中，可以借助智能制造系統使最新產品在短時間內銷往全球各地的目標客戶。同時，智能制造裝備是整合信息系統、配套軟件、操作程序以及維護服務等在內的一個完整的服務系統，所提供的服務價值比重遠超實體價值的比重。
（三）3D打印
1、3D打印簡介
3D打印機誕生于20世紀80年代中期，由美國科學家最早發明。其基本原理是利用特殊的耗材按照由電腦設計的三維立體模型，通過黏結劑的沉積將每層粉末黏結成型，最終打印出3D實體。打印過程可分兩步，一是在需要成型的區域噴灑特殊的膠水；二是均勻噴灑粉末，粉末遇到膠水會迅速固化黏結，沒有膠水的區域仍保持松散狀態，重復這一過程直到實體模型被“打印”成型（見圖5）。
起初，3D打印被認為是一種制作一次性樣品的方式，目前已能夠制造產品零部件乃至最終產品（見表4）。根據有關資料，2009年應用3D打印制造的產品中，16%為最終產品、21%為零部件、23%為模具。
2、3D打印技術的優勢和局限性
與傳統制造技術相比，3D打印技術具有以下優勢：
一是增強產品的空間幾何多樣性。如無需加工組裝，可直接制造彎曲的內部冷卻通道、復雜的蜂窩型物體（如圖6）。
二是提升制造速度和精準度。3D打印技術減少了將零部件組裝為整機的過程，直接制造完整的最終產品，有效降低了生產線上人員分工協作的時間，實現了快速制造。并且可以保證設計者思想的準確實現，提高了制造精準度。
三是簡化制造流程。傳統制造技術條件下，要改變產品形狀必須制作新的鑄型，或者調整裝備的設置。然而，3D打印技術生產不同形狀的產品，只需更換所參照的電子文檔。以生產兩顆完全不同的假牙為例，3D打印能夠只用一臺機器、不做任何配置改變，就將兩顆假牙連續地生產出來。
四是普遍提高全球各地區制造能力。將相關電子文檔發送到全球任何一臺3D打印機上（具有適合型號），完全依照電子文檔就可以實現產品的自動化制造，這普遍提高了全球各個地區的制造能力。
五是減少物料和能源消耗。3D打印技術不產生邊角余料，所使用的原材料量恰好等于最終產品需要的材料量，減少了物料浪費；并且打印制造出最終產品，無需過多的零部件供應環節，減少了各環節生產及運輸過程中的能源消耗。
目前，3D打印技術仍具有一定的局限性（見表5）：
一是難以應用于大規模制造。在目前3D打印技術條件下，平均1小時能制造一個邊長1.5英寸的立方體。但在傳統制造的鑄型技術下，只需1分鐘就能制造出幾個類似體積的物體。制造速度的遲緩制約了其在大規模制造中的應用。
二是產品質量難以保證。目前3D打印的原材料主要是塑料聚合物，這種聚合物不易標準化，而且硬度低于同類工業原料。因此，用這種材料生產出的產品質量很難保證。
三是難于廣泛開展產業化實踐。在3D打印技術產業化應用的條件下，設計往往是聯合完成的，但目前仍缺少相關法律法規界定此狀態下的商標、版權、專利等歸屬。而且當設計出現問題時，相關責任也需要進一步明確。相關法律法規的不健全，使得3D打印技術產業化還難以廣泛開展。
3、3D打印技術和應用發展趨勢
未來5-10年，隨著技術的不斷進步及市場需求的擴大，3D打印技術將呈現以下趨勢：
一是3D打印速度和效率將不斷提升。經過幾十年的探索與發展，3D打印技術已能夠實現600dpi分辨率，每層厚度只有0.01毫米；較先進的產品可實現每小時25毫米高度的垂直速率。隨著開拓并行、多材料制造工藝方法的采用，打印速度和效率有望獲得更大提升。
二是3D打印材料更加多樣化。隨著先進材料的不斷發展，將開發出更為多樣的3D打印材料，如智能材料、功能梯度材料、納米材料、非均質材料及其他方法難以制作的復合材料等，金屬材料、直接金屬成型技術將會成為今后研究與應用的新興領域。
三是3D打印機成本大幅下降。當前，3D打印機價格大多在百萬美元以上，但隨著技術進步、相關知識產權逐漸過期直至實現規模化生產，3D打印機價格有望大幅下降。目前，3DSystems和Autodesk已推出了DIY的1500美元左右的產品，最簡單的3D打印機的價格甚至已達到了800美元。
四是3D打印機應用領域更加廣泛。目前，3D打印機已開始用來制造汽車、飛機等高科技含量零部件、皮膚、骨骼等活體組織。專家預計，3D打印機在生產應用方面有著巨大的潛力。3D打印技術在珠寶首飾、鞋類、工業設計、建筑、汽車、航天及醫療方面（牙科）都能得到廣泛的應用。
五是簡單組裝生產或直接完整制造將成為3D打印應用的路徑。簡單組裝生產模式下，3D打印技術生產出較少的零部件，然后由傳統組裝方式制造，這樣可以節約成本。
直接完整制造模式下，在離終端用戶較近的地方，直接打印制造出完整的最終產品。例如，根據客戶需求直接“打印”出幾千臺不同版本的iPhone后，快速配送至消費者。這要比在中國大規模生產出幾億全相同的iPhone，然后運輸到全世界180多個國家成本更低。
4、3D打印技術帶來的本質變革一是制造技術迎來重大飛躍。
一是3D打印技術改變了通過對原材料進行切削、組裝進行生產的加工模式，節省了材料和加工時間，帶來了制造工藝的深刻變革。同時，還將推動新材料、智能制造和堆積制造等多項技術實現大的飛躍。
二是工廠化生產轉向社會化生產。隨著3D打印技術不斷成熟，成本不斷降低，小型企業甚至是個體都能獨立完成制造程序。屆時，除必要的實物生產資料和產品外，生產組織中的各環節可被無限細分，創新者轉變為制造者的成本迅速降低，從而使生產方式呈現出社會化生產的重要特征。
三是推動世界制造業格局由“中國制造”向各國“本地制造”轉移。
四是推動其他科技領域突破發展。利用納米材料為原料進行3D打印制造的產品可廣泛應用于遙感、分離、等離子體光學、催化、納米電子、生物成像等領域，將有利于加快納米技術和納米材料的發展。利用3D打印技術制造人體器官，將與病人自身細胞的內部結構完全一致，這將有助于消除器官移植后的排斥現象，帶來重大生物技術革命。
三、第三次工業革命給我國工業發展帶來的機遇和挑戰
第三次工業革命的到來，在對傳統制造業發展模式帶來沖擊和挑戰的同時，也為提升我國產業國際競爭力和國際分工地位提供了有力支撐，必將成為我國加快經濟結構調整和發展方式轉變的核心驅動力。
（一）帶來的機遇
1、為我國加快結構調整和發展方式轉變帶來重要機遇
第三次工業革命為我國實施擴大內需戰略和現代服務業發展帶來了重要契機。“大規模定制”是第三次工業革命的一個突出特點，要求充分重視市場需求在未來產業發展中的重要作用。中國將能充分利用我國13億人口的消費能力和消費層次雙“提升”的有利條件，通過“大規模定制”快速開啟國內市場需求。此外，工業機器人等新型智能制造裝備將在生產環節大量取代勞動力，并且隨著制造業服務化的步伐不斷加快，制造業的主要就業群體將是為制造業提供服務支持的專業人士，這就使得二、三產業的相對就業結構朝著服務業就業人口比重增長方面發展，從而加速我國產業結構調整和優化。
2、為我國突破資源環境約束創造了有利條件
以能源互聯網和智能制造為代表的第三次工業革命有利于實現資源能源高效清潔循環利用、達到環境影響最小化。一方面，第三次工業革命所帶來的能源互聯網將對能源生產和利用方式產生深刻變革，有助于使我國直接繞過傳統能源和資源的束縛。我國擁有世界上最豐富的風力資源，也是世界上太陽能資源最為豐富的國家之一，生物能與地熱能的總量也相當可觀。根據2009年一項由哈佛大學與清華大學的聯合研究表明，只要中國提高補貼并改善能源供給網絡，至2030年風力發電就可以滿足中國所有的電力需求，從而在解決能源供給問題的同時，邁入更加綠色低碳的經濟發展軌道。另一方面，第三次工業革命將引領更少資源消耗、更低環境污染、更大經濟效益的先進經濟模式，如3D打印、智能制造等技術將根據需求的變化快速做出反應，而無需預備大量庫存。產品從設計、制造、包裝、運輸、使用到報廢處理的整個產品生命周期，對環境的負面影響最小，資源利用率最高，實現經濟效益和社會效益協調優化。
3、為我國工業提升國際分工地位形成新的契機
經過改革開放30多年來的快速發展，我國工業實現了歷史性跨越，但我國還不是“工業強國”，其中最主要的差距是自主創新能力不強，在技術方面一直處于跟蹤和追趕狀態，特別是許多關鍵核心技術還遠遠沒有掌握。第三次工業革命將掀起以能源互聯網、智能制造等為代表的新一輪重大科技創新浪潮，為我國實現跨越式發展帶來歷史機遇。在新一代信息技術領域，我國擁有華為、中興等世界級領軍企業，第三代移動通信、光通信技術與組網能力也跨入了世界先進行列，云計算、無線網絡等技術創新取得明顯突破。在新能源領域，我國是世界最大的風力渦輪機生產國和太陽能電池生產國，太陽能電池產量占世界總量的50%。能源互聯網、3D打印和智能制造等技術將推進“本地化生產”進程，龐大的市場需求將有望成為我國抓住第三次工業革命重大契機，提升產業核心競爭力和國際分工地位的重要依托。
（二）面臨的挑戰
1、對勞動密集型產業發展帶來較大沖擊
未來“廠大人多”的時代將一去不復返，我國勞動密集型產業發展將會受到沖擊。
從技術發展來看，生產智能化成為控制成本的重要途徑，我國傳統勞動密集型產業將不再具有競爭優勢。以飛利浦為例，在中國沿海的飛利浦工廠，雇傭數百名工人組裝電動刮胡刀，這是典型的傳統生產模式。與此相比，飛利浦在荷蘭鄉間的一座工廠有128具機械手臂，以極靈巧動作組裝產品，這些手臂不但運作速度快，還不用休息，每天可連做三班、全年無休。該工廠每班輪值員工只有數十人，約為中國工廠的10%，成本節約優勢不言而喻。從消費模式來看，個性化消費必將帶來規模化的定制化生產，從而帶來全面的消費革新。我國勞動密集型產業所依賴的規模化的產品生產和消費方式必將受到挑戰。以蘋果iPad為例，一部499美元的蘋果iPad僅僅包括33美元的制造成本，在中國的裝配成本只有8美元。當前，一些公司正將海外生產線逐步迂回發達國家，這并非僅僅由于中國生產成本的上升，也由企業希望更加貼近市場、更快對需求改變作出反應的因素。如今，很多產品變得越來越復雜，最好的解決之道就是讓設計人員和制造人員在同一個地方工作。
2、對我國工業企業的轉型發展提出了緊迫要求
新工業革命對工業企業發展模式的影響是全方位的，要求企業必須盡早做好轉型準備。從企業內部組織結構看，未來將會出現企業組織網絡化和扁平化。企業的外部邊界模糊，使得企業組織與外部市場聯系在一起，把整個組織的觸角伸到了市場的各個角落。企業結構層次將精簡化，組織中的等級制度將淡化。對于長期實行科層管理模式的中國企業來說，上述變化將對我國現有工業企業管理模式帶來挑戰。
從企業外部組織來看，傳統以空間集聚、地理集中為特征的產業集群可能逐步向以分散布局、異地協同為特征的虛擬集群演變。未來，借助于發達的信息、通信手段以及網絡平臺，產業集群的集聚范圍、內容和形式會快速變化，傳統的地理集群的空間局限正被逐漸突破，并形成網絡意義上的集聚。這可能會對地方經濟發展帶來較大影響。
從支撐企業發展的要素來看，未來勞動力、土地、資本等傳統要素在支撐企業發展中的作用會下降，創新要素發揮的作用會越來越大。而我國工業企業原始創新不強問題由來已久，建立企業、區域、國家多級創新體系非常緊迫。
3、對支撐工業發展的制度安排帶來挑戰
當前，我國工業發展的制度安排與未來新的產業發展要求并不適應。主要表現為以下幾點：
第一，知識型員工要求教育制度做出改變。未來知識型員工將成為核心競爭資源。在第三次工業革命中，大部分生產工作將由機器人承擔完成，而剩余的勞動力則需要成為機器維護員、軟件設計者，通過操縱智能軟件管理機器人完成生產任務。這種生產方式下，生產人員要有很高的知識水平和技能，要對客戶的需求做出快速響應，還要具有良好的設計能力與創意。目前我國普通教育和職業教育都存在種種弊端，需要加以完善。
第二，社會化生產需要廣泛的參與性。我國現有工業化是一種趕超型工業化。政府和國有資本在資源配置中具有主導作用，民間資本很難介入。未來工業生產組織中的各環節將被無限細分，從而使生產方式呈現出社會化生產的重要特征，我國現有生產分配方式如不改變，將會制約生產社會化。
第三，產品數字化需要加大知識產權保護力度。未來各種數字化產品具有容易復制、傳輸方便和形態多樣的特點，這類知識產權涉及的社會關系、權利內容等都更為復雜多樣，這對于確定知識產權所有人和有關權屬等帶來挑戰。在這一背景下，對各類侵權行為的確認以及各類知識產品的保護將變得更加困難。我國知識產權保護意識薄弱的現狀如不能做出改變，新工業革命在我國就很難成行。
四、下一步工作建議
（一）加強對第三次工業革命重大問題的戰略研究
當前，亟需組織一定人力資源，成立相關課題組，加強對重大問題的戰略研究。一方面，深入研究第三次工業革命的內涵特征、重點領域及其影響，正確認識第三次工業革命的內涵特征，特別是可能對我國工業發展帶來的重大影響和沖擊。另一方面，分析研究支撐第三次工業革命的產業基礎、技術體系、創新管理、教育制度等基礎條件，為迎接第三次工業革命提供理論研究支撐。
（二）跟蹤關鍵領域技術路線和發達國家發展動向
雖然各種前沿技術還不成熟，存在多種技術路線和發展方向，但這恰恰為后來者在某些領域的“彎道超車”創造了條件。要加強對可再生能源、儲能、智能電網、新能源汽車、云計算、物聯網等重點領域技術發展路線的跟蹤研判，理清其中的核心科學問題和關鍵技術問題及其實現途徑，為國家技術創新戰略決策提供依據。同時，還要密切關注主要發達國家在新能源、智能制造等領域的重大部署，緊密跟蹤其發展動向和創新步伐，避免在新一輪國際競爭中陷入被動。
能源互聯網的主要特征范文第4篇
但高溫之后，我們也感到2005年的中國創投的“冷”：伴隨著數十億美元的新基金介入，人員的頻繁流動，惡化著競爭環境；“中國概念”幾乎被透支用盡 ，已上市公司的業務及股價成績平平，新上市公司數目、融資額及市值也在下降；2005年中國外匯管理局的“三文事件”（11、29、75號文），給中國投資灑下了一層政策風險的寒霜。
展望2006年，人們多抱以樂觀的態度。確實，更多的資金、更充實的投資團隊、更多新的技術和應用、更加成熟的企業家……這些都值得期待。但是，2005年的“冷”同樣也在延續。
2005年所募集的超過40億美元的資金，需要在2006年開始逐步注入市場，投資到企業中去。在這種投資壓力下，大量資金追逐少數優秀案源將成為2006年創投市場的主要特征之一，該現象也引起了創投界人士的普遍憂慮。坊間就有傳聞稱：每過一周企業的投資估值便翻一番。雖然有些夸張，但也道出了在資本競爭惡化的環境下，優秀企業在談判桌上占據了更有利地位的真實現象。為避免估值的持續上揚，也為盡快爭奪到好的案源，不少基金都加快了投資的節奏，但可能帶來的問題是盡職調查的粗糙，潛在投資風險的忽視，從而對將來基金的健康發展造成隱患。另外，據我們估計，2006年的募資總額如能達到2005年的一半――20億美元左右就相當不錯了。
我們對2006年創業投資的IPO退出不抱樂觀態度。一方面，從2004、2005年的上市案例可以看到，這些成功上市企業集中在廣義IT領域，它們多數在2000年左右甚至更早就成立了，并接受了多輪的投資，通過前兩年的集中上市，過去投資積累下來的優秀案源已經所剩不多。而在近兩年投資的案子能否在短期內上市是個未知數，即使上市了其市場表現也還存在疑問。另一方面，中國創投本土退出渠道的缺失和外匯的管制，使得外資創投的退出嚴重依賴于納斯達克、香港創業板等境外資本市場。過去兩年如盛大、攜程、百度、分眾傳媒等這樣一些讓投資人獲得巨大回報的退出案例，正是建立在持續繁榮的海外資本市場基礎上的。這就意味著，境外資本市場的走向及其對“中國概念”的認可程度，將在很大程度上決定了中國創投的表現，而這種宏觀環境的變化是創投機構們所不可控的。
但是，在非IT企業的上市方面，可能還會值得期待。此外，隨著國外主流VC的加入，他們將利用其海外資本和產業網絡的優勢，努力搭建更多的資本退出渠道，因而在M&A退出方面將較2005年可能有所回升。
在總投資額度方面，我們認為仍然會在10億美元之上，但能否超過2004年的水平就很難預料。但毋庸置疑的是，由于資金供應相對充足，以及廣義IT行業的迅猛發展，在2006年甚至今后2～3年的時間內，投資熱潮還將持續。
能源互聯網的主要特征范文第5篇
回顧：福特制及大生產分工體系
參考福特制在美國誕生的環境，我們認為，對中國這樣一個巨型經濟體而言，立足本國資源稟賦和消費需求、基于“互聯網+內需”的大市場，才有可能生長出中國企業在信息經濟下的全新商業模式，而這也將意味著社會分工在全新層次上的一次深化與升級。
每一輪大的技術革命，都會帶來“技術-經濟范式”的巨變。作為工業經濟“技術―經濟范式”的重要支柱、也是最具美國經濟模式特色的福特制，誕生于20世紀初。它的出現，是19世紀后半期至20世紀初，第二次工業革命給美國經濟帶來的“技術-經濟范式轉移”這一進程中的重要部分：
從核心投入要素與新興主導產業來看，正如以晶體管為表征的IT是信息經濟的核心投入要素，工業經濟下的核心投入要素則是鋼鐵和石油。1899年美國的鋼鐵產量約占世界總產量的43%。這一時期，機械、電氣、冶金等新興產業在美國也得到了快速發展。有意思的是，美國鋼鐵產量的最高紀錄是1973年的13680萬噸，其后就不斷下滑――而20世紀70年代正是以Intel微芯片為表征的信息產業開始快速發展的時期。
從商業基礎設施來看，美國的交通網絡、流通網絡、通信網絡等在當時都取得了快速發展。在交通領域，繼公路和運河的大規模建設之后，鐵路建設迎來了：1880年時美國鐵路約9萬多英里，到1890年達到了約15萬英里。通信領域，1878年電話實驗成功，20世紀初美國電話就達到了700多萬部。流通領域，以郵購商店為代表，美國的連鎖商業體系由此開始快速發展。
從“使能”因素看，電力在當時得到了廣泛應用。20世紀初，美國已有3600座中央電廠，到1917年發電量躍居世界第一位。公用電廠在美國供電格局中的比重也飛速上升：1907年，40%；1920年，70%；1930年，80%。電力作為廉價、穩定、廣泛適用、均質化的能源，是工業經濟最主要的“使能”因素。作為代表性的基礎設施（公用電廠和電網），它支撐起了流水線式的大生產；作為“使能者”，它改變了生產、消費的結構與過程。
此外，宏觀政策在當時也實現了深刻變革以容納“大生產”的分工體系。大生產給當時的美國社會經濟系統帶來了極大的擾動。為釋放和接納大生產的巨大能量，讓流水線上源源而來的商品找到它的消費者，宏觀的社會經濟制度框架也需要作出相應變革。按照Carlota Perez的分析，凱恩斯主義、福利國家體制、社會保險體制以及信用貸款等――實際上都是通過收入再分配等政策和制度的創新，把一般勞動者轉變為有一定消費力、乃至超前消費的消費者（所謂中產階級）――顯然，這些政策調整都極大地擴展了市場的規模，也推動了大生產分工體系的展開。
上述一連串事件的核心在于：福特制以及它所內含的一整套大生產分工體系的全面展開，或小生產分工體系向大生產分工體系的躍變，只有在一個廣度和深度足夠充分的大市場上才能誕生。當時的美國經濟，已經擺脫了殖民地時期對歐洲出口的過度依賴，國內消費市場得到了快速成長。鐵路、流通網絡、現代媒體（雜志、報紙、電臺等）的發展，以及西部的開拓，特別是“考慮到相對高的收入水平，1860到1910年美國三倍的人口增長使美國市場成為當時世界上規模最大的市場。這種市場規模使美國企業在這一時期發展的每一種技術水平都可能實現內在的規模經濟。”
回顧世界經濟史，從規模、影響力、產業結構等很多方面看，19世紀末20世紀初的美國經濟與今天的中國經濟都具有較強的可比性。當時的美國經濟環境，特別是當時的美國國內大市場，對于大生產（福特）、大流通（郵購商店、百貨商店等）、大物流這樣一整套全新分工體系的產生，具有著直接的催化作用。在今天的中國，“互聯網+內需”也正在加速國內統一大市場的發育，借助互聯網，中國企業在這樣一個大市場上，能否探索出信息時代中國企業的“福特制”？
C2B商業模式在全球快速演化
信息經濟下的企業商業模式，其核心特征是什么？我們認為以消費者為中心的C2B模式，將是未來商業模式的主要代表。
C2B模式的支撐體系主要是三個方面：個性化營銷、柔性化生產、社會化供應鏈。
在前端的營銷環節，互聯網對商業的巨大改變，最先發生在這一環節。互聯網提供了一個低成本、高效率、精準互動的大平臺，從Banner（旗幟）廣告到搜索引擎的P4P（為效果付費）廣告，再到SNS（社會網絡）營銷，互聯網極大地提高了個性化營銷的效率。
在流通環節，今天的eBay、亞馬遜和淘寶網等巨型網絡零售平臺，在信息時代扮演的角色，無異于工業時代的沃德或西爾斯，它們正在快速成為今天的零售基礎設施。而且，它們也已經顯示出了支撐起“多品種、小批量”的范圍經濟的巨大潛力。展望未來，遲早都將發生的三網融合，將支撐起更為完善的在線零售格局。同時，線上渠道也將與線下渠道實現深度融合
在生產環節，互聯網上“多品種、小批量、快翻新”的消費需求越來越走向主流化，大量分散的個性化需求，正在以倒逼之勢，推動各家企業在生產方式上具備更強的柔性化能力，并將進一步推動整條供應鏈乃至整個產業，使之在響應效率、行動邏輯和思考方式上逐步適應于快速多變的需求。
隨著上述電子商務和互聯網讓供應鏈各環節漸次實現了“互聯網化”，C2B模式由此具有了越來越堅實的支撐，其主要特征也已經顯現出來：
消費者驅動：工業時代的商業模式是廣義上的B2C模式――以廠商為中心，而信息時代的商業模式則是C2B――以消費者為中心。
我們認為互聯網的最大優勢，在于它可以支撐大規模、社會化、實時化的分工與協作。它極大地提高了消費者、企業以及企業之間的協作效率，原來的金字塔結構或鏈狀結構，正在被壓縮在一個扁平化的平面上。這使得個性化需求，能夠越來越直接地觸發各家企業協同組成的高效價值網。當線性供應鏈被互聯網改造成信息驅動的網狀協同的價值網之時，也將意味著全新高度上的一種分工與協作體系。
除了C2B商業模式及其分工協作體系這一觀察角度，另一個更顯見的觀察角度是“云+端”或“平臺+應用”的分工/協作結構的顯著崛起。具體地說：以最具代表性的商業基礎設施“云”為創新平臺，去支撐和推動“端”的多元化創新，比如移動互聯網的應用，或電子商務平臺之上的海量網店、各類服務商等，正在成為今天全球商業領域最活躍的基本創新形態。比如在電子商務平臺淘寶網上，圍繞數億消費者的需求，在數百萬淘寶賣家之外，IT、營銷、物流、設計等形形的電子商務服務商，作為電子商務生態系統中的新物種，在近年來得到了大量涌現。還在2011年初，淘寶網商的注冊合作伙伴（即服務商和開發者等）就達到了約11萬家。在這里，市場廣度與深度的擴大，交易費用的下降，交易技術的躍升，共享平臺對前端的支撐，都是推動分工不斷深化的重要原因。
隨著云計算、大數據等的不斷成熟，越來越多的商業流程將被數據所驅動，以消費者為中心的、高度分工的經濟體系，也將逐漸在各個物種的涌現與自組織中得以持續演化。
創新主場域：從“WTO+外需”到“互聯網+內需”
入世10多年來，WTO讓中國企業擁有了國內外兩大市場。中國在此期間成為了世界第一大出口國和第二大進口國，出口對中國經濟增長的年均貢獻率達20%。而在微觀企業層面，盡管存在著“作為世界工廠被鎖定在產業鏈低端”、“市場換技術效果有限”、“難以敲開發達國家市場大門”等爭議，但客觀而言，WTO為中國企業提供的不只是一個廣闊的全球市場讓“中國制造”行銷全球，它更是一整套制度安排，扮演了一個制度環境和制度平臺的角色，中國企業在此平臺上較好地參與到了不斷深化的全球產業分工之中。因此WTO也是推動中國企業技術創新、管理創新、模式創新的重要催化劑，涌現出了海爾、華為等一定數量的、在全球具有競爭力的企業。
盡管2008年以來部分發達國家出現了金融危機，影響到了中國外貿，但2011年中國進出口外貿依存度仍為50.1%。其中出口依存度為26.1%，進口依存度為24%。不過，長期來看，在出口之外，國內消費的拉動力將成為越來越重要的因素。2005年8月，中國的消費增長率連續16個月增長速度超過了12%。有分析認為，中國經濟正由此逐步轉入消費驅動型的經濟架構，消費在經濟增長中的占比也將逐步提升。2007年，國家統計局核算表明，消費對GDP的貢獻七年來首次超過了投資。
在拉動內需發展的各個因素中，互聯網開始發揮出它的巨大作用：它既提供了諸如云計算等代表性的商業基礎設施，也發揮出了促進企業全方位創新的賦能作用。由于電子商務同時涉及到了信息流、資金流和物流，與企業的營銷、銷售、設計乃至于研發和生產等供應鏈各環節都有較強的關聯，因此蓬勃發展的中國電子商務，為我們觀察從“WTO+外需”向“互聯網+內需”的創新場域轉變所帶來的影響，提供了一個很好的觀察角度。成立不足10年，淘寶網已成為全球最大的網絡零售市場。咨詢機構IDC更預計，到2015年，中國網購交易額將占到社會消費品零售總額的約7%。為此，如何感知和挖掘市場需求，不斷提供滿足個性化需求的產品和服務是保持中國經濟增長的重中之重。
