隨著我國經濟社會持續發展，能源生產和消費模式正在發生重大轉變，能源產業肩負著提高能源效率、保障能源安全、促進新能源消納和推動環境保護等新使命。傳統能源系統建設以單一系統的縱向延伸為主，能源系統間物理互聯和信息交互較少。能源生產和消費模式的重大轉變，要求改變傳統能源系統建設路徑和發展模式，構建綜合能源系統。構建綜合能源系統是“建設清潔低碳、安全高效的現代能源體系”的題中應有之義。

綜合能源系統，是指一定區域內的能源系統利用先進的技術和管理模式，整合區域內石油、煤炭、天然氣和電力等多種能源資源，實現多異質能源子系統之間的協調規劃、優化運行、協同管理、交互響應和互補互濟，在滿足多元化用能需求的同時有效提升能源利用效率，進而促進能源可持續發展的新型一體化能源系統。多能互補、協調優化是綜合能源系統的基本內涵。多能互補是指石油、煤炭、天然氣和電力等多種能源子系統之間互補協調，突出強調各類能源之間的平等性、可替代性和互補性。協調優化是指實現多種能源子系統在能源生產、運輸、轉化和綜合利用等環節的相互協調，以實現滿足多元需求、提高用能效率、降低能量損耗和減少污染排放等目的。構建綜合能源系統，有助于打通多種能源子系統間的技術壁壘、體制壁壘和市場壁壘，促進多種能源互補互濟和多系統協調優化，在保障能源安全的基礎上促進能效提升和新能源消納，大力推動能源生產和消費革命。

有助于打破能源子系統間的壁壘

在長期的經濟發展中，我國能源生產和消費總量不斷增長，傳統化石能源被過度開發和利用，導致生態環境污染和能源安全等問題比較突出，制約我國可持續發展，因此需要更加注重清潔能源（包括可再生能源）的開發和利用。同時，隨著經濟全球化深入發展和“一帶一路”建設扎實推進，我國的國際能源合作進一步加強，能源資源、技術和市場更加多元化。在此背景下，需要接納包括清潔能源在內的多種能源，提高各種能源的利用效率，促進能源系統之間的協調優化，實現多種能源的互補互濟。

傳統的能源系統是按照不同能源類型劃分的，由相對獨立的多個子系統構成，各類能源產業都通過自身的規劃、建設、投資和運營來確保本能源的供需平衡。這種傳統的能源系統在提高能源利用效率、實現能源互補、從整體上解決能源需求問題時面臨一些障礙：一是各類能源的特性不盡相同，要在能源生產、運輸和使用環節實現互補協調存在技術壁壘，特別是清潔能源和傳統化石能源之間的互補協調技術發展滯后。二是各類能源子系統之間在規劃、建設、運行和管理層面都相互獨立，存在體制壁壘。三是各類能源子系統之間缺乏價值轉換媒介和機制，難以實現能源互補帶來的經濟效益和社會效益，存在市場壁壘。

構建綜合能源系統可以打破上述“三個壁壘”，即通過創新技術，根據異質能源的物理特性明晰能源之間的互補性和可替代性，開發能源轉化和存儲新技術，提高能源開發和利用效率，打破技術壁壘；通過創新管理體制，實現多種能源子系統的統籌管理和協調規劃，打破體制壁壘；通過創新市場模式，建立統一的市場價值衡量標準和價值轉換媒介，從而實現能源轉化互補的經濟價值和社會價值，打破市場壁壘。

有助于解決我國能源發展面臨的挑戰和難題

構建綜合能源系統有助于解決我國能源發展面臨的一系列挑戰和難題。

應對復雜的國際能源格局。目前，世界經濟發展處于深度調整期，國際能源格局隨著經濟形勢、供需狀況等變化而發生深刻變化，給我國能源安全帶來巨大挑戰。綜合能源系統是一種新型的能源供應、轉換和利用系統，利用能量收集、轉化和存儲技術，通過系統內能源的集成和轉換可以形成“多能源輸入—能源轉換和分配—多能源輸出”的能源供應體系。“多進多出”的能源供應體系將在很大程度上降低覆蓋區域對某種單一能源的依賴度，對于規避能源供應風險、保障能源安全具有重要作用。

破解清潔能源電力消納難題。目前我國的清潔能源電力消納尚不盡如人意，其成因較為復雜。其中有兩個最重要的原因：一是清潔能源發電出力的波動特性，使電力系統調峰存在一定困難；二是清潔能源電力覆蓋區域的市場消納能力有限。綜合能源系統集成多個能源子系統，通過系統內的能源轉換元件實現能源的轉置和梯級利用，通過供需信號對不同能源進行合理調配，使能源子系統具備更加靈活的運行方式，可以較為有效地解決上述兩個問題。清潔能源電力富余時，綜合能源系統可以將其吸收轉化甚至存儲起來；清潔能源電力不足時，綜合能源系統可調配其他能源填補空缺。此外，清潔能源可以通過綜合能源系統進行能量形式轉換，并利用綜合能源系統中其他能源系統的管網和負荷進行輸送或消納。

突破能源技術創新瓶頸。在以低碳、互聯、開放為特征的現代社會，低碳低排放等環保因素、能源系統的智能化和自愈性等技術因素以及平等開放、多贏共生等市場因素變得越來越重要，正成為能源產業發展的硬約束。綜合能源系統的構建將加速能源技術創新，突破技術創新瓶頸。建設綜合能源系統可以促進能源產業鏈各個環節的技術開發和融合，進而推動保障能源產業可持續發展的基礎技術創新，推動包括廣域電力網絡互聯技術、多能源融合與儲能技術、能源路由器技術和用戶側自動響應技術在內的多種技術的創新和應用。這些技術創新和革命是能源產業發展實現智能自洽、平等開放和綠色低碳的必要條件，也是建設清潔低碳、安全高效的現代能源體系的基礎。

有助于推動我國能源戰略轉型

隨著經濟的發展和工業化的推進，一國的能源消費總量逐漸達到上限，以能源消費推動經濟發展和工業化進程的方式就會發生改變，環境保護和能源安全將成為能源戰略向多元化和清潔化方向轉型的驅動力。我國目前正處于這一關鍵的能源戰略轉型階段。特別是《巴黎協定》正式生效后，我國能源戰略轉型更是迫在眉睫。構建綜合能源系統，有助于推動我國能源戰略轉型。

向清潔低碳轉型。綜合能源系統打破不同能源行業間的界限，推動不同類型能源之間的協調互補，將改變能源的生產方式、供應體系和消費模式。通過物理管網和信息系統的互聯互通，綜合能源系統增強了能源生產、傳輸、存儲、消費等各個環節的靈活性，可以大力推動清潔能源開發設備和移動能量存儲設備的規模化和經濟化應用，能夠有效改善能源生產和供應模式，提高清潔能源的比重，實現能源生態圈的清潔低碳化。

向多元化轉型。當前，能源開發利用技術不斷推陳出新，供應側的非常規油氣、可再生能源技術以及需求側的新能源汽車、分布式能源和儲能技術等新技術的應用加速了能源結構調整，推動能源格局向多元化演進。綜合能源系統本質上是一個多能源的綜合開發利用系統，它可以簡化多元能源耦合開發利用的路徑，實現多元能源互補互濟、協調優化，提高綜合用能效率，是促進我國能源戰略向多元化轉型的重要助力。

向全方位國際合作轉型。受世界經濟和政治因素影響，全球能源安全的不確定性增加。全方位加強國際合作是我國實現開放條件下能源安全的有效途徑。未來的國際能源合作必然是多個區域、多種能源、多類主體之間的合作。綜合能源系統的能源市場是電力市場、石油市場和天然氣市場等傳統能源市場在綜合能源系統中的融合，具有更好的市場包容性和靈活性，多數能源都可在系統內實現轉換和互補利用。在國際能源合作中，綜合能源系統還可以增強我國在國際能源市場上對各類能源的選擇性消納能力，使我國對外能源合作方式從“只能要我需要的”向“可選綜合性價比最高的”轉變，在國際能源合作中真正做到互利共贏。

作者：曾鳴，華北電力大學能源互聯網研究中心主任、中國能源研究會能源互聯網專委會副主任兼秘書長