在化石能源过度消耗的同时，可再生能源，这个自然界予以人类的能量宝藏，还有巨大的空间等待着人们开发。全球可再生能源资源丰富，水能资源超过100亿千瓦，陆地风能资源超过1万亿千瓦，太阳能资源超过100万亿千瓦，远远超过人类社会全部能源需求。以清洁能源替代化石能源，将从根本上解决人类能源供应面临的资源约束和环境约束，“清洁替代”，是未来全球能源发展的必然趋势。
这样的趋势在近年来的发展中愈发明显。自2008年国际金融危机以来，全球经济遭遇重创，世界各国都在寻找新的经济增长点，发展新能源产业已经成为美国、欧洲等国家经济走出衰退的共同选择。国家电网公司总经济师张启平说：“目前欧美发达国家都在积极寻求化石能源替代品，如欧洲在积极开发风电、太阳能，加拿大大规模开发水电，其电源侧基本上全部都是水电。”中国科学院电工研究所副所长许洪华告诉记者，美国、欧盟等国家和地区已出台高比例可再生能源研究报告，“预计在2050年，欧盟和美国可再生能源消费比例将达到80%~100%。高比例的可再生能源利用，是未来发展的大趋势。”
但即便如 此，全球对可再生能源的开发量仍然十分有限，从资源分布来看，可再生能源的富集地区往往远离负荷中心，比如北极，比如赤道。北极圈及其周边地区风能资源和赤道及附近地区太阳能资源十分丰富，北极地区风能资源技术可开发量约1000亿千瓦，约占陆上风能资源20%。赤道附近地区所处纬度低、太阳直射多，太阳能开发潜力占全球总量30%以上，是未来太阳能大规模集中开发和利用的重点区域。
但风能或太阳能不可能直接进行输送和贸易，清洁能源资源与能源消费的逆向分布导致了冰雪世界和沙漠荒地中的巨大财富尚未得到开发。如何利用这些远离负荷中心的能源?《全球能源互联网》一书对这一难题给出了答案：将远离负荷中心的可再生能源转化为电力进行资源配置。工业和信息化部产业政策司司长冯飞说，“要解决清洁能源的可输送性和可贸易性，需要通过发电，在可再生能源资源富集地区发展供电。”原电力部部长史大桢表示，要实现全球清洁能源的大规模开发利用，必须解决清洁电能在全球范围优化配置的关键性难题。世界能源向清洁化发展，决定了电力在未来全球能源配置中处于十分重要的位置，正如书中所说，绝大部分清洁能源只有转化为电能才能够利用，而电能作为、清洁、的二次能源，能够替代绝大多数能源需求，是未来重要的终端能源。因此，实施以清洁替代和电能替代为主要内容的“两个替代”是世界能源可持续发展的重要方向。
全球能源互联网是实施“两个替代”的关键。全球能源互联网将由跨国跨洲骨干网架和涵盖各国各电压等级电网的国家泛在智能电网构成，连接“一极一道”和各洲大型能源基地，适应各种分布式电源接入需要，能够将风能、太阳能、海洋能等可再生能源输送到各类用户，是服务范围广、配置能力强、安全可靠性高、绿色低碳的全球能源配置平台。华北电力大学校长刘吉臻表示，能源领域中的石油、天然气已经实现了全球资源的配置，电力的全球配置却因为技术等方面的制约而尚未实现，全球能源互联网的构想具有很强的时代特征，它将为世界经济发展提供更安全、更经济、更清洁、可持续的能源。
近年来，随着可再生能源大规模开发，人们对可再生能源即发即用、就地平衡的发展观念已逐渐改变，可再生能源资源在电网大范围内进行平衡消纳是未来利用的趋势。特高压能够远距离、大容量地传输电力，有效实现可再生能源在全球范围内的开发与合理配置。在全球能源互联网的构想下，北极的风能和赤道太阳能资源将转化为电能，通过特高压输电技术送至各大洲负荷中心，与各洲大型能源基地和分布式电源相互支撑，提供更安全、更可靠的清洁能源供应。
目前，特高压输电技术在中国已走过了研究、实验、工程试验阶段，多项特高压工程投入运行并效果良好。电气与电子工程师学会电力和能源协会执行总监帕特里克˙瑞安说：“中国是世界特高压输电创建和部署的，特高压交直流示范项目在中国已经分别安全稳定运行超过六年和四年半。”其中国家电网公司已有3项1000千伏特高压交流工程和4项±800千伏特高压直流工程投入商业运行，“国家电网公司的特高压工程全面验证了特高压输电的可能性、先进性、安全性、经济性和环境友好性。”史大桢说。这足以显示，凭借成熟的技术，特高压骨干网架的构建，将成为联接现在与未来的物理基础。
可再生能源发电具有间歇性、波动性等特点，能量的骤然变化将引起 电流的巨大波动 ，严重影响电网安全运行。“在一个光伏发电站，一片云彩的突然出现能够在一分钟之间将电站发电效率从100%下降到10%。”许洪华说。坚强智能电网是解决这一难题的技术保障，“从已有的成果来看，电网的智能调度与控制手段能够将风力发电与光伏发电按一定比例进行配置，并配置适当容量的储能，同时进行人为干预调节，即可变随机为可调，使风、光联合输出功率过程更能满足用电负荷的需要。在未来全球能源互联网中，坚强智能电网能够是各类新能源并网的可靠依托。”华北电力大学经济与管理学院教授曾鸣说。同时，为了更加安全可靠地将清洁能源发电送至负荷中心，还需加快各国泛在智能电网建设。国家泛在智能电网是全球能源互联网的基本组成单位，广泛连接国内能源基地、各类分布式电源和负荷中心，并与周边国家的能源互联互通，承接全球能源互联网跨国跨洲配置的清洁能源。随着人类社会对能源的充足、可靠、清洁、便捷供应要求的不断提升，智能电网在向泛在网络的方向不断发展。泛在的属性让用户能够享受灵活供电的同时，还能获得更丰富多元、打破时间和空间局限性的服务内容。
全球电网互联，则是全球能源互联网的核心内容。电网发展具有规模效应，大电网互联是全球电网的发展趋势。目前，世界各国都在加快电网互联进程，互联规模不断扩大。北美互联电网、欧洲互联电网便是重要的实践基础。除此之外，南部非洲、海湾地区也在逐步实现电网互联。自2013以来，我国实行“一带一路”发展战略，促进我国与俄罗斯、哈萨克斯坦、土库曼斯坦等邻国在能源领域的广泛深入合作，书中指出，在电力方面，中国积极开展跨国输电工程实践，建成了由俄罗斯向中国送电的3条交流线路和1条直流线路、由吉尔吉斯斯坦送电的2条交流线路以及我国向蒙古国送电的4条交流线路等。未来，我国还将继续加强与周边国家的电力联网。全球联网趋势已然显现，构建全球能源互联网具备了基本的实践基础。
