然而，可再生能源发展“必要性”与“经济可行性”之间存在的反差，传统能源利益集团对可再生能源发展的阻挠，对发展路径有意或无意的曲解，决定了可再生能源替代化石能源之路必将是曲折、艰难和反复的。
在我国，一个更为强烈的反差是：一方面，我们“极端重视”可再生能源发展，不断出台支持可再生能源发展的政策;另一方面，对现有能源系统以何种恰当方式转向一个以“可再生能源为主导”的能源系统方面的研究“高度忽视”。对可再生能源“如何转型”缺乏基础性研究与系统性思考，导致本应是系统推动能源转型的政策在实践中“各自为政”，并演变为单纯以实现某个“既定份额”为目标。
将可再生能源发展置于人类能源转型历史进程之中，探讨能源转型的基本内涵与动因，梳理能源转型的逻辑，系统分析可再生能源转型与历史上能源转型的异同，对于正确认识我国可再生能源发展中的问题和转型方式，不仅有理论必要性，也有实践重要性。
一问：能源转型如何发生
很多报告和论文将“能源转型”(energytransition)一词等同于“向可再生能源转型”或“低碳转型”来理解。这一含义最早可能来自1980年德国科学院出版的一份报告：《能源转型：没有石油与铀的增长与繁荣》。该报告当时呼吁彻底放弃核电和石油能源的观点受到强烈反对，但在进入21世纪后逐渐演变成为德国能源政策的基本内容。相应的，德国“能源转型”的含义逐渐演变为“转向分布式可再生能源和提高能源效率”，并宣称最终目标是建立百分之百基于可再生能源的能源体系。
能源转型的含义当然不仅仅是可再生能源发展。在更一般意义上，能源转型通常被理解为一个国家或社会主导能源的转换或更替过程。比如，煤炭替代薪柴并成为主导能源，石油替代煤炭成为主导能源。不过，对能源转型的这种描述性的理解，以及基于这一理解的相关研究难以适应复杂、丰富的能源转型实践的需要，无法对认识当前能源转型提供洞见。
美国天然气专家罗伯特˙海夫纳三世试图另辟蹊径。在其2009年出版的著作《能源大转型》中，罗伯特˙海夫纳三世从能源存在的三种物理形态，即固体(木材、煤炭等)、液体(石油)和气体(天然气、风能、太阳能、氢能等)出发，把人类能源利用的历史与未来概括为两次能源转型：第一次能源转型是固体能源向液体能源的转型，第二次能源转型是液体能源向气体能源的转型。这一观点具有理论抽象性和逻辑一致性，为我们认识能源转型方向提供了有价值的观察视角;但这一理论对于能源转型判断标准过于抽象，对能源转型的内涵和特征等问题缺乏深入研究，对理解能源“如何转型”作用有限。
加拿大的瓦茨拉夫˙斯米尔(VaclavSmil)教授认为，能源转型是各种能源利用“原动机”(primemovers)驱动下的能源结构不断变化过程。“每当效率更高的新能量‘原动机’出现取代旧的原动机，显著提高了人类所能利用的能源的量级，能源转型就会发生。”
斯米尔教授根据“原动机标准”将人类能源利用划分为四次能源转型：第一能源转型发生在距今1万年到5000年，人类通过驯养役畜来替代部分人力;第二次能源转型发生在公元前1000年风车和水车的出现，进一步替代人和动物的肌肉力;第三次能源转型随着1765年瓦特改良后的蒸汽机的扩散和进一步改进，启动了煤炭替代薪柴的能源转型进程。第四次能源转型的发生则伴随着发电机的发明使用，以及1882年世界第一座中心发电站在纽约和伦敦投入使用，人类进入电气化时代而出现。
斯米尔教授所提出的“原动力发明、改进和扩散”逻辑为我们认识历史上的能源转型“何时发生”、“如何发生”提供了非常有启发性的见解。然而，回顾人类能源利用史就会发现，以“原动机”单一标准来判断能源转型至少存在两个问题：
一是从原动机标准所划分的一些能源转型并未真正导致该种最终能源成为“主导能源”，从而不构成人类社会或者国家层面上的能源转型。比如公元前1000年伴随风车和水车的出现，除了在小范围外，风能和水能并没有在普遍范围成为主导能源，更不用说全球了。这是风能和水能的自身局限所致，与原动机效率高低无关。二是以“发电机”出现而引发的第四次能源转型，偏离了“一次能源”的逻辑进入二次能源(电气化)，这一转型与当前清洁化低碳化发展存在矛盾和冲突。这是因为，化石燃料发电的“原动机”效率和能级的提升将进一步增强化石燃料的竞争力，不利于向清洁燃料过渡。因此，任何非一次能源技术革命对于“能源转型”的价值和意义，必须回归到其所依赖的一次能源的“源头”来评价。
为了更好描述历史上能源转型的逻辑和解释未来的能源转型，笔者对能源转型的定义是：能源转型是由原动机推动的，伴随着能源系统深刻变革的，一次能源结构长期变化过程。能源转型的发生与深化，是随着一种足以推动国家，乃至全球层面的能源转型得以发生“原动机”发明、扩散而发生、发展的，正如历史上的蒸汽机之于煤炭，内燃机之于石油一样。
二问：中国能源转型处于哪个阶段?
中国处于能源转型的哪一个阶段，下一次能源转型是第几次转型?判断能源转型的标准不同，答案也不相同。基于能源转型的上述新定义，就国家层面而言，能源转型应符合三个判断标准：
一是要有导致能源利用方式重大变化的“技术创新”或“原动机”出现。能源转型不是“新”能源品种使用数量的简单“累积”，中世纪英国城市用煤非常普遍，到18世纪初，英国不仅家庭住宅取暖，很多工业行业生产中都使用煤炭。煤炭的利用方式依然是沿用过去的燃烧方式，没有出现用煤技术的重大创新。1765年，瓦特蒸汽机作为煤炭原动机的出现，英国才真正启动了向煤炭的转型，随后扩散到欧洲大陆和美国。
二是要有基于能源技术创新的一次能源结构变化，即新“原动机”出现后，所利用的一次能源逐渐替代原有能源，并最终成为主导能源。换句话说，替代能源需要有成为主导能源的潜质。从这个判断标准看，瓦茨拉夫˙斯米尔所说的风车和水车发明所引发的能源转型，并不构成国家层面的能源转型。
三是要有能源系统的深刻变革。也就是说，基于新的能源利用方式(原动机)，一次能源的替代与转换的展开，必须同时构建与这种能源特性相匹配的能源生产、消费和输送体系，否则能源转型难以顺利和有效推进。因此，就当前的可再生能源转型而言，能否建立起与可再生能源特性相匹配的能源系统对于转型成功至关重要。
根据这些标准来梳理人类能源利用的历史，可以发现：从原动机标准和一次能源结构变化标准看，历史上的能源转型可以划分为三次，即薪柴向煤炭转型、煤炭向石油转型、石油向天然气转型。目前正处于第三次能源转型阶段，即石油向天然气转型阶段。
如果结合能源系统变革(第三个标准)来看，就会发现：煤炭、石油和天然气同属于化石能源，其能源生产和消费系统的共同特征是：大规模生产、输送和消费。也就是说，它们均属于“能源系统”特征相同的一次重大能源转型。
人类能源利用可以划分为两次大的能源转型。第一次能源转型是植物能源向化石能源的转型，第二次能源转型是化石能源向可再生能源转型。两次大能源转型期间存在着一些亚转型(如向煤炭转型，向风力发电转型等)。特别值得指出的是，天然气是向第二次能源转型的重要过渡能源，这不仅是因为它比煤炭和石油更加清洁，而且因为从能源系统看，它兼具集中式和分布式的特点。
三问：向可再生能源转型难在何处?
向可再生能源转型有多难，难在何处?相信任何一个相关的政府官员、学者和产业人士都可以从不同角度加以概括，我认为向可再生能源转型至少有如下“三难”：
一是发展可再生能源的必要性、迫切性与经济可行性存在巨大反差。化石能源对植物能源的替代，不仅是高密度能源对低密度能源的替代，而且是高竞争力能源对低竞争力能源的替代，主要是市场竞争的产物。当前各国正在发生的可再生能源转型，是在“应对气候变化”成为国际主流价值观的背景下发生的，是碳减排政策驱动下的能源转型。因此，可再生能源对化石能源的替代，是在化石能源自身效率还有较大提升潜力情况下，为实现经济增长的“脱碳”而发生的低密度能源对高密度能源的替代，同时也是低竞争力能源对高竞争力能源的替代。这一转型的迫切性、必要性与经济可行性之间的巨大反差，是导致可再生能源发展中问题的基本根源。
