當(dāng)前，我國在能源安全，能源效率，能源環(huán)境等方面面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。習(xí)近平總書記在中央財經(jīng)領(lǐng)導(dǎo)小組第六次會議上，作出了關(guān)于推動能源“四個革命”的重要指示，為我國能源和電力科學(xué)發(fā)展指明了方向。
　　能源發(fā)展面臨的主要問題
　　隨著經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展，能源生產(chǎn)和消費(fèi)持續(xù)增長，化石能源的大量開發(fā)和使用，導(dǎo)致資源緊張，環(huán)境污染，氣候變暖，冰川消融，海平面上升等突出問題，嚴(yán)重威脅人類生存和可持續(xù)發(fā)展。
　　能源安全的挑戰(zhàn)。全球化石能源資源有限，2013年煤炭，石油和天然氣剩余探明儲量分別為8915億噸，2382億噸和186萬億立方米，按目前開采強(qiáng)度僅能開采113年，53年和55年。同時， 能源資源與能源消費(fèi)分布不均衡，能源開發(fā)越來越向少數(shù)國家和地區(qū)集中，一些資源匱乏國家能源對外依存度不斷提高，能源供應(yīng)鏈脆弱，安全問題突出。2013年，我國煤炭，石油，天然氣儲產(chǎn)比分別為31年，11.9年和28年，遠(yuǎn)低于世界平均水平;能源消費(fèi)總量達(dá)37.5億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，約占世界能源消費(fèi)總量的22%;石油和天然氣對外依存度分別達(dá)到58.6%,和31.6%，能源形勢尤為嚴(yán)峻。 隨著新型工業(yè)化，信息化，城鎮(zhèn)化，農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化不斷推進(jìn)，人民生活水平不斷提高，我國能源消費(fèi)仍將持續(xù)增長，能源需求壓力巨大。
　　環(huán)境污染的挑戰(zhàn)。 全球化石能源消費(fèi)總量從1965年的51億噸標(biāo)準(zhǔn)煤增加到2013年的158億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，半個世紀(jì)就增長了2倍多。大量化石能源在生產(chǎn)，運(yùn)輸，使用的各環(huán)節(jié)對空氣，水質(zhì)，土壤等造成越來越嚴(yán)重的污染和破壞。大多數(shù)發(fā)達(dá)國家都曾發(fā)生重大污染事件，發(fā)展中國家也面臨日益突出的大氣污染問題。我國煤炭占能源消費(fèi)比重高達(dá)66%，高出世界平均水平37個百分點(diǎn)。煤炭的大量開采帶來嚴(yán)重生態(tài)損害，造成大面積采空區(qū)，地面塌陷等地質(zhì)災(zāi)害，導(dǎo)致地下水，耕地資源破壞。我國85%的二氧化硫，67%的氮氧化物，70%的煙塵排放來自以煤炭為主的化石能源燃燒。 北京夏天50%，冬天70%的細(xì)顆粒物(PM2.5)來自燃煤和汽車尾氣排放，導(dǎo)致霧霾頻發(fā)，嚴(yán)重威脅群眾身體健康。
　　氣候變化的挑戰(zhàn)。 化石能源燃燒產(chǎn)生的二氧化碳占全球人類活動溫室氣體排放的56.6%和二氧化碳排放的73.8%，是導(dǎo)致全球氣候變暖，冰川消融，海平面上升的重要因素。根據(jù)聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會(IPCC)第五次評估報告，1880~2012年，全球地表平均溫度上升0.85℃;1983~2012年是北半球自有測溫記錄1400年以來最暖的30年。 自1750年工業(yè)化以來，全球大氣二氧化碳濃度已經(jīng)從278ppm增加到400ppm。如不盡快采取實質(zhì)行動，到本世紀(jì)末大氣二氧化碳濃度將會超過450ppm的警戒值，全球溫升將超過4℃，對人類生存構(gòu)成嚴(yán)重威脅。我國以煤為主的能源結(jié)構(gòu)導(dǎo)致二氧化碳排放長期居高不下，2013年達(dá)到100億噸，占世界排放總量的29%。最近，我國與美國發(fā)布《中美氣候變化聯(lián)合聲明》，首次正式提出2030年左右我國碳排放達(dá)到峰值，且屆時非化石能源占一次能源消費(fèi)比重達(dá)到20%，節(jié)能減排任務(wù)十分艱巨。
　　能源問題涉及能源政策，能源科技，能源市場，能源環(huán)境等諸多方面,建立在傳統(tǒng)化石能源基礎(chǔ)上的能源生產(chǎn)和消費(fèi)方式已經(jīng)難以為繼。解決好能源問題，關(guān)鍵要樹立全球能源觀，以全球視野，歷史視角，前瞻思維，系統(tǒng)方法研究解決能源問題，轉(zhuǎn)變能源發(fā)展方式，統(tǒng)籌能源與政治，經(jīng)濟(jì)，社會，環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展, 根本出路是構(gòu)建全球能源互聯(lián)網(wǎng)，加快清潔替代和電能替代，實現(xiàn)清潔能源大規(guī)模開發(fā)，大范圍配置，高效率利用，保障能源安全，清潔，高效，可持續(xù)供應(yīng)。
全球能源互聯(lián)網(wǎng)是以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架(通道)，以輸送清潔能源為主，全球互聯(lián)的堅強(qiáng)智能電網(wǎng)。全球能源互聯(lián)網(wǎng)由跨洲，跨國骨干網(wǎng)架和各國各電壓等級電網(wǎng)構(gòu)成，連接“一極一道”(北極，赤道)等大型能源基地以及各種分布式電源，能夠?qū)⑺?，風(fēng)能，太陽能，海洋能等可再生能源輸送到各類用戶，是服務(wù)范圍廣，配置能力強(qiáng)，安全可靠性高，綠色低碳的全球能源配置平臺，具有網(wǎng)架堅強(qiáng)，廣泛互聯(lián)，高度智能，開放互動的特征。
　　依托全球能源互聯(lián)網(wǎng)，在能源開發(fā)上實施清潔替代，以清潔能源替代化石能源，走低碳綠色發(fā)展道路，實現(xiàn)化石能源為主，清潔能源為輔向清潔能源為主，化石能源為輔轉(zhuǎn)變;在能源消費(fèi)上實施電能替代，以電代煤、以電代油，電從遠(yuǎn)方來、來的是清潔電，推廣應(yīng)用電鍋爐、電采暖、電制冷、電炊和電動交通等，提高電能在終端能源消費(fèi)的比重，減少化石能源消耗和環(huán)境污染。