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“能源转型”研究自20世纪早期就已提出，但其含义一直随时代变化。30年代能源转型的主题主要考虑伴随分子的分解，能源状态的变化。70年代研究范围聚焦到燃料替代和资源限制。20世纪末到21世纪第一个十年的研究强调向减少碳排放的经济转型路径，需要参与主体认同可持续发展理念并转变市场行为，改变现行法规和政策（Sovacool and Geels，2016）。21世纪20年代以来的研究也强调如何发展信息技术推动商业实践才能转变能源利用方式。21世纪以来的研究与以往研究相比，对能源挑战的范围、跨领域的影响以及所需努力的认识得到进一步深化。
广义而言，“能源转型”是指在一个系统内对于如何利用能源发生性质上或模式上的转变。这个定义承认与能源类型、获取、来源、输送或终端利用相联系的改变，也承认系统总体导向下的改变。能源转型是多维度的转型过程，可能深刻影响社会及其结构。能源转型可在不同维度任何层面发生，如空间维度，从本地化系统到全球一体化。改变也与社会的实践和偏好、基础设施以及监管有关。总之，能源转型是能源生产和消费结构发生根本性的改变。它对一国社会经济发展乃至全球地缘政治格局都将产生深刻影响。
许多研究都关注技术变革，但这并不是破坏传统能源系统的唯一因素。Freeman和Perez（1988）认为，颠覆式创新技术的广泛应用会导致能源结构调整危机，因为必须发展适合这些技术的新制度和产业结构。进入21世纪以来，能源领域有许多关于新涌现的可持续技术如何成功挑战现行社会技术体制的研究（Geels，2002；Hekkert et al.，2007）。一些研究回顾了通过智能技术（如通过与行为科学相结合的智能家居产品）在能源系统中激发个人更广泛参与的潜力。Kunneke（2008）将“协同演化”这一概念应用于分析在开放的电力和其他网络产业中，研究协同演化进程如何导致技术和机构之间形成一致。针对电力部门的研究强调了智能电网、智能电表等能效与需求响应设备以及锂离子电池等储能选择在未来能源系统中的作用和经济可行性。智能设备的进步引发了这一方向的子领域研究，即物联网（IoT）的应用，以及从物联网应用中挖掘信息的机器学习技术的内在应用。这些应用寻求提高电力系统效率的方法，为应对可再生能源的间歇性和波动性提供灵活性，并保障可靠的电力供应。
由于从能源体系的主导技术、部门规模到能源治理、政策部署和生活方式的改变等多个领域可能出现不连续的变化，能源转型的方向和步伐仍不确定（Hanna and Gross，2021）。全球变暖的根源是经济增长与技术发展对化石燃料的依赖。当前的能源供应和需求体系需要做出重大改变，以解决所谓的能源“三难困境”——如何持续提供负担得起的能源服务，如何实现能源供应的安全，如何减少能源产消过程中产生的温室气体排放以缓解气候变化。这需要大量部署低碳技术和节能措施，这些措施的成本和收益往往是高度不确定的。
此外，能源系统包括一系列参与者——生产者、发电企业、供应商和最终用户，他们的目标经常相互冲突。在位企业包括那些通过已有资源和权力来维持现状以抵制变化的公司，从而有助于现行能源体制的稳定。相比之下，利基市场新进入者——通常被认为包括企业家、初创企业和衍生企业——被视为分布式可再生能源微（电）网中的领先者、专门的“局外人或边缘行动者”，他们进行了挑战现行能源体制的开创性创新（Geels and Schot，2007）。这些参与者和技术通过现行体制与政府机构管理的实体部门及社会网络相互作用，参与者结构与技术发展也具有不确定性。
简言之，能源转型是一种多维的、复杂的、非线性的、非确定性的过程。不少研究强调了能源系统转型的多维度和系统性的本质，以及不同参与者存在的潜在差异和与环境的关联。能源转型不仅涉及技术重组，还涉及消费者行为、政策法规、文化认知、基础设施和商业模式的改变（Markard，Raven and Truffer，2012）。换句话说，能源转型涉及复杂的社会过程，涉及多个参与者以一种并不协调的方式跨领域行动（Sovacool，2017）。全球能源转型战略必须转化为国家目标，国家目标要靠市场微观主体的行动，每一个市场微观主体积极参与才能切实有效地推动能源转型目标的实现。在对德国和英国电力部门转型的比较中，Geels等（2016）的研究表明，在特定条件下，在位企业可以促进和引领低碳转型。Johnstone和Kivimaa（2018）强调了能源行业中技术和制度方面的破坏式创新之间如何相互作用，并展示了绿色产业政策如何指导和帮助管理破坏式创新。
以前的能源转型是在很长一段时间内发生的。然而，当今的能源转型需要以前所未有的快节奏推进，其重点是减少碳排放。20世纪90年代初，第一次出现了向脱碳能源结构转型的需要。1992年通过的《京都议定书》要求工业化国家减少温室气体的排放，并要求新兴国家到2000年将排放量稳定在1990年的水平。2015年《巴黎协定》生效，世界主要经济体相继提出了净零排放目标。实现净零排放目标，需要全球经济领域进行前所未有的创新。Araújo（2014）回顾了能源转型的进程、挑战和机遇，特别强调分析了特定区域的重要性。
尽管技术进步和商业模式创新相结合正在促成能源的加速转型，但这些新技术与新商业模式要求社会和组织进行相应的变革，以减轻可再生能源采纳和更广泛推广的障碍。能源转型并未按期望的速度发生：大规模可再生能源技术和低碳创新试图系统扩散时遭遇到明显的抵制（Geels，2014）。技术和制度的协同演化过程被用来解释现代化石能源系统的“碳锁定”状态，这一状态会阻止替代性低碳技术的发展和使用（Hermosilla，2006；Foxon，2011；Marechal，2007）。
产生“碳锁定”是因为技术和机构都从路径依赖下不断增加的采用反馈中受益。对于技术而言，规模经济、学习效应、适应性预期和网络经济意味着，一项技术被采用得越多，它就越有可能被进一步采用（Arthur，1989，1994）。在关于制度变迁的开创性工作中，North（1990）认为，制度受到类似类型的递增回报（正反馈）。对于社会技术系统来说，这些正反馈可以通过技术和制度的协同演化过程不断增强。这带来一个累积的因果效应，导致了高碳系统的制度锁定（Unruh，2000）。
与大量关于转型的经验研究相比，只有少数研究采用了关注利基创新未来升级潜力的前瞻性视野。前瞻性研究主要集中为技术和基础设施的升级前景（Truffer et al.，2017）。自2014年以来，能源互联网的兴起扩大了能源转型研究的前瞻性视野。能源互联网是深度融合多能源系统和互联网的新一代能源系统，是面向未来可持续能源的有效途径（孙宏斌，2015）。能源互联网是以可再生能源为优先，以电力能源为基础，通过现代信息技术实现多种能源协同、供给与消费协同、集中式与分布式协同，大众广泛参与的新型生态化能源系统（周孝信等，2017）。刘晓东（2018）探讨了如何利用能源互联网高效协调不同能源间的差异以形成新的能源4.0发展模式，促进传统能源转型升级。
Helm（2017）指出了增加可再生能源所带来的问题，但并没有提出解决方案：“在实现脱碳化的道路上，预计能源批发价格会持续下降。”其结果是，批发市场的收入将日益低于传统电力行业新进入者的成本。因此，即使在市场力量存在的情况下，传统电厂投资也将不足。“在一个纯零边际成本的世界
里，只有产能。能量本身是自由的，很难低估这场革命的规模。这是能源互联网宽带的经济效益，而不是我们所知道的电力。”
技术变革是能源转型的技术驱动力。Ghobakhloo和Fathi（2021）认为，制造业数字化所带来的生产效率提升并不是数字化产业转型的直接和最重要的能效成果。工业4.0主要通过使能源行业重塑其运营格局，并享受更先进、智能与复杂的能源生产和分配设备，为能源转型做出贡献。Kattirtzi等（2021）考察了2008—2018年英国六大电力公司如何应对脱碳、去中心化和数字化的潜在破坏性挑战。其中，“脱碳”是最大的驱动力。英国六大电力公司发电组合的碳强度已大幅下降，其中燃煤电厂的产能降幅尤为显著。
就经济因素而言，一个主要的驱动因素是投资者的经验。利益相关者正在积累经验（Darmani et al.，2017），电力消费增加等驱动因素正在加速能源转型，而基础设施缺乏等障碍（Diogenes et al.，2019）则在减缓能源转型。
在监管因素中，给定可再生能源上网电价、溢价和一般政策支持是能源转型的驱动因素，行业规范和标准既可能是驱动因素也可能是阻碍因素，
政策的不确定性和关税的变化通常是能源转型的阻碍因素。Huijben等（2016）分析了太阳能光伏系统企业如何采用颠覆式和渐进式商业模式创新策略来应对监管制度。
环境壁垒是风、光、热等可再生能源的波动性，例如，太阳强度和日照时间。
另外，虽然短期内尚无法判断全球新冠肺炎疫情如何影响能源系统和碳减排战略，但其影响无疑是巨大的。这突出了一种更普遍的需要，即对来自能源系统外部冲击的研究。
在全球气候变化谈判中的一些关键性事件（如2005年《京都议定书》生效和2015年《巴黎协定》生效）促使重大政策（如建立资金来源和势在必行的气候目标）形成后，年度学术研究成果数量呈上升趋势。大多数研究是在国家一级部门探讨能源转型，对具体部门的讨论仍然有限。早期的研究通常关注电力和交通，目前已扩大到其他社会领域，如农业、供热、建筑、城市和废物管理（Robertsa and Geels，2019）。
现有的研究通常集中在能源生产或消费环节。Kattirtzi等（2021）研究了在能源系统脱碳、数字化、去中心化趋势下，英国六大能源公司在生产领域的市场份额有所下降；而在零售领域，2008—2016年每年都会丧失部分国内电力客户，这些客户主要流向了新进入者。
以往对电力转型的研究主要集中在单一的绿色利基创新上，如太阳能光伏、海上风电、陆上风电、生物质能等（Kern et al.，2014；Smith et al.，2014），还有一些研究也关注了技术监管，如对煤炭、天然气和核能的技术监管（Geels et al.，2016）。也有一些研究开始关注一系列家居空间的用电实践，包括洗衣、吃饭、照明等（Mylan，2015；Clark et al.，2015）。电力输配在很大程度上一直被忽视，直到最近在电网扩展和信息通信技术的结合以创建智能电网和能源互联网的背景下，相关研究才涌现出来（Shomali and Pinkse，2015；Niesten and Alkemade，2016；Hiteva and Timothy，2021）。
这种不平衡和零散的能源研究可能会产生问题，因为能源系统确实形成了一个大型的、综合的社会技术系统——能源互联网。各种上游输入（煤、气、核、生物质能、风）被转化为单一的同质产品（电），可用于许多不同的最终用途。政策、商业和学术界日益认识到采用整体化系统方法研究能源转型的重要性（RAE，2015）。这使社会技术系统转型理论在能源转型研究中得到普遍推广。
总之，积极应对并扭转碳排放导致的全球变暖后果是能源转型研究的出发点。在现实中，全球变暖的终极来源可归结为人类的活动，因此，能源互联网所带动的能源转型最根本的解决办法源于社会科学领域。在社会技术系统理论框架下理解在位企业以及新进入者的角色，研究如何以商业模式创新促进能源互联网市场健康繁荣发展，既迫切需要也至关重要。
能源转型研究若脱离错综复杂的历史背景与社会现实，提出的解决方案必将遭遇现实困境而难以得到有效实施。本书系统梳理了全球尤其是中国的能源转型历程，分析了能源互联网突破能源转型困境的可能性，并探讨了能源互联网市场在位企业和新进入者商业模式创新的可行路径。
能源互联网带来的是能源系统的整体改变而不是个体技术、制度或商业模式的采用。能源互联网研究要求更广泛丰富的理论和方法。在商业模式和社会技术文献中，“系统”有不同的概念内涵。从商业模式文献中提取Zott和Amit（2010）的“活动系统”方法，他们认为商业模式是“一系列相互依存的组织活动”。从社会技术系统文献中提取Hughes（1983）的“LTS”方法和MLP（Smith et al.，2010）。这三个方法的共同之处在于强调不同系统构成间的相互依存和相互作用。MLP方法更强调转变的过程和机制，而活动系统和LTS视角关注的重心是参与主体和代理行为，但是其关注的方式不同。Zott和Amit（2010）的“活动系统”方法强调在为活动系统中的参与主体创造和传递价值的过程中企业家与管理者的角色，也将地方政府和主要合作伙伴纳入考虑范围内。通过商业模式创新成功地传递价值，类似将政策、经济、社会和技术要素放到一起的系统建设。将政策、经济、技术和社会作为无缝网络的一部分，是LTS方法的核心观点。
在能源转型过程中，面临严峻的结构调整，调整的关键是从关注单个技术的发展转向关注完整的新系统的创造，商业模式能够作为思考系统调整的框架。适当设计的商业模式是克服可持续能源技术市场扩散的一些关键障碍的重要方式。采用基于系统的方法来分析嵌入社会技术背景的商业模式，可以为能源转型的动力和治理提供新的见解。
商业模式创新是加速低碳能源系统转型的关键驱动力（Wainstein and Bumpus，2016）。商业模式创新研究给能源实践的多样性带来深远影响。能源互联网将传统的集中式系统与分布式可再生能源系统整合为一个自由市场，自由市场中的所有能源转型场景都会在能源价值链的不同部分创造和颠覆商业价值。这种价值的创造和颠覆会冲击现有的能源部门和它们的商业模式。将现行能源系统引向能源互联网这一特定的未来，不可避免地会破坏旧的价值观、创造新的价值观。
目前，对能源互联网的研究仍局限于能源系统特别是电力系统，主要关注关键技术的实现，然而，商业模式是技术创新和价值创造之间的媒介。Loock（2020）基于31个案例研究归纳了四类商业模式创新：①延伸可持续能源技术的价值；②推动可持续能源技术；③用可持续能源技术打破现有结构；④发展可持续能源技术的新市场。
国内对能源互联网相关商业模式的研究还相对有限。刘敦楠等（2015）基于能源互联网愿景，将互联网市场机制及商业模式用于能源互联网，一方面强调了能源互联网信息与能源互联的特征，另一方面忽视了能源互联网与互联网的本质差异。互联网是从无到有，承载的是信息；而能源互联网是已存在的能源系统和以互联网为代表的现代信息通信系统的深度融合，承载的是能源与信息，其市场机制和商业模式远比互联网复杂。王剑（2016）提出当前能源互联网体系构建的关键任务在于构建互联网能源交易平台，促进能源价格市场化，但是并没有明确由谁来构建、如何构建。王君安等（2017）基于能源互联网发展趋势，对能源系统电力部门为什么需要商业模式创新、如何推动商业模式创新进行了研究。
更多的研究从其他视角展开，这些研究拓展了能源互联网商业模式创新研究的视野，为指导能源互联网商业模式创新实践提供了启发。例如，于明远和范爱军（2018）研究了构建全球能源互联网，实现电力资源在全球的优化配置，可成为推动“一带一路”倡仪发展的新机遇。刘强等（2017）研究了全球能源互联网的产业效应。杨锦春和孙欣欣（2019）研究了如何通过能源互联网制度创新促进清洁可再生能源的推广应用。戴宗翰（2019）研究了我国推动能源互联网时可能面临的全面与进步跨太平洋伙伴关系协定（CPTPP）所树立的电力能源贸易壁垒。徐鹏等（2017）基于扎根理论，以国家电网公司为例，研究了能源电力行业变革背景下先发企业合法性的获取机制。王旭等（2018）基于权利博弈视角实证研究了绿色金融创新如何推动全球能源互联网发展。
国际上对能源互联网商业模式的探讨主要集中在智能电网与分布式可再生能源商业模式等方面，关注社区太阳能的出现、端到端（E2E）电力交易的影响以及改善能源共享治理的商业模式创新机会。
Wesseling等（2020）强调了企业如何遵循利基市场产品和服务的差异化战略，以适应能源行业不同体制维度的转变，包括市场、用户偏好、文化、产业、政策和科学技术。然而，Bolton和Hannon（2016）调查了能源服务公司，发现商业模式创新本身并不足以促成能源体制变革。这些研究为商业模式在社会技术变革中的作用提供了有价值的见解，并从重组能源体制层面深入分析了一般商业模式创新战略。
Hannon等（2013）用商业模式讨论了能源服务公司和能源公用事业公司的特征。Richter（2013）利用商业模式构建模块对公用事业和客户端的可再生能源商业模式进行了比较。Huijben和Verong（2013）论述了荷兰光伏商业模式的主要类型。Meier（2014）使用商业模式画布对新兴地区的光伏商业模式进行了评估。Hellström等（2015）则从系统视角分析了分布式能源生态系统中合作企业的商业模式。Strupeit和Palm（2016）研究了日本、德国、美国如何克服可再生能源扩散障碍，发展面向需求侧的太阳能光伏商业模式。Niesten和Alkemade（2016）分析了基于智能电网的三种服务导向型商业模式，即电动汽车与智能电网的双向服务、需求侧响应服务、可再生能源接纳服务，并将欧洲和美国正在进行的434个试点项目按此归类，但对这些试点项目的研究侧重技术可行性，并没有提供有关商业模式的讨论。
Ruggiero等（2021）研究发现，芬兰能源需求响应商业模式创新的外部驱动因素除了技术趋势、监管和竞争外，还包括诺基亚衰落后电信行业的消亡。有几名前诺基亚员工在被解雇后成立了自己的公司，并继续致力于建设自动化服务。这是一个有趣的发现，它凸显了一个行业的衰落会如何影响商业模式创新，并刺激一个新行业的崛起。价值网络的参与和与能源公司的合作是能源相邻行业企业商业模式创新的两个内部驱动因素。
许多已建立的商业模式都需要创新。尽管有理由相信电厂有意愿发展智能电网并创新商业模式以接纳可再生能源，但由于政策支持、客户参与及新进入者等的不确定性，电厂可能会消极等待直到这些不确定性被消除（Shomali and Pinkse，2015）。德国公共部门在和传统商业模式高度相似的大规模可再生能源公共服务商业模式上取得成功，但还缺乏将可再生能源技术商业化从而为小规模客户需求服务的商业模式（Richter，2013）。尽管已丧失显著的可再生能源市场份额给行业外投资者，然而绝大多数管理者并不将其视为当前商业模式的威胁，也未把可再生能源视作有潜力的市场。Kungl和Geels（2017）通过多层次视角分析了德国1998—2015年电力行业面临多重形势压力而不再稳定，能源转型中在位企业不适应新形势而走向衰败。Specht和Madlener（2019）指出电力公司原有商业模式已不再适合以分布式发电份额不断增加为特征的未来电力系统，其盈利能力正受到极大挑战。
分布式能源商业领域的新进入者通过客户驱动、金融驱动或服务驱动的商业模式创新正取得市场规模，使可再生能源具有了更高的渗透度，大规模集中式的能源企业靠资源驱动的传统商业模式不再稳定。现有资源驱动型的商业模式有望被客户驱动型的商业模式所替代，客户驱动型商业模式的关键是让客户重新挖掘额外的价值流（Specht and Madlener，2019）。而且，面向分布式和灵活可再生能源的转变将进一步挑战传统企业，并为专注于寻求积极的客户参与及社会价值创造的商业模式带来机会（Wainstein and Bumpus，2016）。Hellström等（2015）从商业模式系统视角分析了分布式能源生态系统中企业的合作机制，即企业如何在能源商业生态系统中共同发展它们的商业模式以适应行业逻辑的改变。Bolton和Hannon（2016）研究了能源服务公司如何为发展热电联产系统进行商业模式创新，强调这个系统如何在英国能源结构和能源市场中与现有配置相联系。
随着人们对可再生能源的关注，扩大可再生能源使用的商业模式创新已成为一个新的研究领域。Look（2020）研究了249位可再生能源投资经理的商业模式偏好，发现服务型商业模式更受投资经理的青睐。Hamwi和Lizarralde（2017）对可再生能源发电的三种主要商业模式进行了回顾。支持能源系统脱碳和家庭生活脱碳的商业模式的大规模扩散，意味着提供与获取更大的社会和环境价值（Hiteva and Timothy，2021）。数字能源服务商业模式有潜力为用户提供价值，例如，更便捷的付费、更大的控制力；也为能源系统提供价值，例如灵活性，并在推动实现能源碳中和转型方面发挥关键作用。
商业模式研究一般集中在企业生命周期中的效率和效益上，即价值链的循环延伸（Bocken and Short，2016）。价值创造、价值传递、价值获取和价值主张是商业模式中的关键概念。常见文献将“价值”视为一个概括性术语，其几乎总是含蓄地指经济价值。关注企业如何创造和获取经济价值是理解商业模式的核心。这种以企业为中心和以利润为导向的价值创造逻辑，无法应对可持续发展和社会不平等的复杂挑战。组织在创新时应注重发展“环境设计能力”，以实现更可持续的发展。换句话说，可持续发展和社会目标必须嵌入系统的商业模式创新过程。如何将社会和环境价值嵌入商业模式现已成为可持续发展领域的研究热点。
环境价值指环境为人类提供的效用，包括对建筑、自然环境、生态系统影响的相对重要性的量化。环境价值的创造可能涉及一系列公众选择，例如减缓气候变化、能源和资源保护、减少碳排放。
社会价值指人们对生活中经历的变化的相对重要性的量化。社会价值包括赋权、行动能力建设、增进福祉、改善健康、提升受教育程度、使用交通工具或公共服务、安全、减少犯罪等。社会价值通常被量化为社会投资回报。虽然企业可以产生变革性的社会影响，但是将社会价值创造作为首要任务在社会企业中比在商业企业中更常见（Austin et al.，2006）。这表明市场增长、盈利能力和社会价值创造之间存在一定程度的冲突（McDonald，2007）。然而，这一结论是否适用于互联网企业和能源互联网企业尚值得商榷。
正如Joyce和Paquin（2016）所指出的那样，在实践中，传统商业模式文献含蓄地弱化了环境和社会价值（Osterwalder and Pigneur，2013；Teece，2010）。Bocken等（2013）认为，创新更可持续的商业模式需要开发新的商业模式，超越经济焦点，通过组织的行动产生并整合经济、环境和社会价值。Savitz（2012）提倡三重底线（TBL）的观点，它考虑并正式解释了它们的经济、环境和社会影响。商业模式也被越来越多地用于分析更广泛参与者的价值动态，并在实现可持续发展和低碳生活的系统性变革背景下进行讨论（Bolton and Hannon，2016；Mazur et al.，2019；Waes et al.，2018）。
能源行业的商业模式经历了持续演变。在高度整合的能源行业中，商业模式创新往往更关注于向能源系统（而非用户）交付价值，更侧重于交付经济价值，而非社会和环境价值（Hiteva and Timothy，2021），这种倾向需要调整。
在能源互联网商业模式创新中，除了关注经济价值外，还需要特别关注社会和环境价值，因为这是能源用户和能源系统都感兴趣的两个关键领域（Nosratabadi et al.，2019）。能源互联网商业模式力求从数字技术与低碳技术的融合创新中为用户和能源系统创造价值。
能源互联网商业模式创新可以带来更大的环境和社会效益，并为用户和能源系统创造价值。通常商业模式创新并不完全由特定的价值主张或产品开发驱动，而是作为通向未来更复杂商业模式的入口或基石。Küfeoˇglu等（2019）发现，平台、E2E能源交易、灵活性、储能方面的商业模式创新数量最多，例如电动汽车与电网服务、电动汽车共享、智能充电与停车；其次是能源效率、能源节约、家居应用；而围绕数据和低碳管理的商业模式创新最少。
可持续技术使能源互联网成为可能，而市场才能使能源互联网成为现实。可持续技术以减少有害物排放和更高效利用资源为主要目标，对社会和环境有重大意义，但由于这些技术挑战到当前严重依赖化石能源的商业实践，而很难进入主流市场（REN21，2013）。企业需要将可持续技术放到不同的商业模式中才能利用其可持续特性创造经济、社会和环境价值，克服潜在的市场进入壁垒。正如Christensen等（2015）所指出的：创新技术拥有满足关键可持续目标的潜力，可是并不容易引入现行商业模式。只有改变商业模式，该技术才具有商业可行性。
能源转型发展前景充满不确定性。能源互联网为企业家、组织、机构、经济和整个社会带来了更广泛的机会和挑战。它所揭示的社会层面上的转型变化和社会生态系统的复杂性，使我们有必要以一种整体的方法和远见来设计能源互联网发展战略、政策规划，将能源互联网商业模式创新转变为对人类和环境的关切。