隨著(zhù)我國經(jīng)濟社會(huì )持續發(fā)展，能源生產(chǎn)和消費模式正在發(fā)生重大轉變，能源產(chǎn)業(yè)肩負著(zhù)提高能源效率、保障能源安全、促進(jìn)新能源消納和推動(dòng)環(huán)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(lián)和信息交互較少。能源生產(chǎn)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(fā)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(jìn)的技術(shù)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(shí)現多異質(zhì)能源子系統之間的協(xié)調規劃、優(yōu)化運行、協(xié)同管理、交互響應和互補互濟，在滿(mǎn)足多元化用能需求的同時(shí)有效提升能源利用效率，進(jìn)而促進(jìn)能源可持續發(fā)展的新型一體化能源系統。多能互補、協(xié)調優(yōu)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(xié)調，突出強調各類(lèi)能源之間的平等性、可替代性和互補性。協(xié)調優(yōu)化是指實(shí)現多種能源子系統在能源生產(chǎn)、運輸、轉化和綜合利用等環(huán)節的相互協(xié)調，以實(shí)現滿(mǎn)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(shù)壁壘、體制壁壘和市場(chǎng)壁壘，促進(jìn)多種能源互補互濟和多系統協(xié)調優(yōu)化，在保障能源安全的基礎上促進(jìn)能效提升和新能源消納，大力推動(dòng)能源生產(chǎn)和消費革命。

有助于打破能源子系統間的壁壘

在長(cháng)期的經(jīng)濟發(fā)展中，我國能源生產(chǎn)和消費總量不斷增長(cháng)，傳統化石能源被過(guò)度開(kāi)發(fā)和利用，導致生態(tài)環(huán)境污染和能源安全等問(wèn)題比較突出，制約我國可持續發(fā)展，因此需要更加注重清潔能源（包括可再生能源）的開(kāi)發(fā)和利用。同時(shí)，隨著(zhù)經(jīng)濟全球化深入發(fā)展和“一帶一路”建設扎實(shí)推進(jìn)，我國的國際能源合作進(jìn)一步加強，能源資源、技術(shù)和市場(chǎng)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(jìn)能源系統之間的協(xié)調優(yōu)化，實(shí)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(lèi)型劃分的，由相對獨立的多個(gè)子系統構成，各類(lèi)能源產(chǎn)業(yè)都通過(guò)自身的規劃、建設、投資和運營(yíng)來(lái)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(shí)現能源互補、從整體上解決能源需求問(wèn)題時(shí)面臨一些障礙：一是各類(lèi)能源的特性不盡相同，要在能源生產(chǎn)、運輸和使用環(huán)節實(shí)現互補協(xié)調存在技術(shù)壁壘，特別是清潔能源和傳統化石能源之間的互補協(xié)調技術(shù)發(fā)展滯后。二是各類(lèi)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(lèi)能源子系統之間缺乏價(jià)值轉換媒介和機制，難以實(shí)現能源互補帶來(lái)的經(jīng)濟效益和社會(huì )效益，存在市場(chǎng)壁壘。

構建綜合能源系統可以打破上述“三個(gè)壁壘”，即通過(guò)創(chuàng )新技術(shù)，根據異質(zhì)能源的物理特性明晰能源之間的互補性和可替代性，開(kāi)發(fā)能源轉化和存儲新技術(shù)，提高能源開(kāi)發(fā)和利用效率，打破技術(shù)壁壘；通過(guò)創(chuàng )新管理體制，實(shí)現多種能源子系統的統籌管理和協(xié)調規劃，打破體制壁壘；通過(guò)創(chuàng )新市場(chǎng)模式，建立統一的市場(chǎng)價(jià)值衡量標準和價(jià)值轉換媒介，從而實(shí)現能源轉化互補的經(jīng)濟價(jià)值和社會(huì )價(jià)值，打破市場(chǎng)壁壘。

有助于解決我國能源發(fā)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(fā)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(jīng)濟發(fā)展處于深度調整期，國際能源格局隨著(zhù)經(jīng)濟形勢、供需狀況等變化而發(fā)生深刻變化，給我國能源安全帶來(lái)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(shù)，通過(guò)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(jìn)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(lài)度，對于規避能源供應風(fēng)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(gè)最重要的原因：一是清潔能源發(fā)電出力的波動(dòng)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(chǎng)消納能力有限。綜合能源系統集成多個(gè)能源子系統，通過(guò)系統內的能源轉換元件實(shí)現能源的轉置和梯級利用，通過(guò)供需信號對不同能源進(jìn)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(gè)問(wèn)題。清潔能源電力富余時(shí)，綜合能源系統可以將其吸收轉化甚至存儲起來(lái)；清潔能源電力不足時(shí)，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(guò)綜合能源系統進(jìn)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(wǎng)和負荷進(jìn)行輸送或消納。

突破能源技術(shù)創(chuàng )新瓶頸。在以低碳、互聯(lián)、開(kāi)放為特征的現代社會(huì )，低碳低排放等環(huán)保因素、能源系統的智能化和自愈性等技術(shù)因素以及平等開(kāi)放、多贏(yíng)共生等市場(chǎng)因素變得越來(lái)越重要，正成為能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的硬約束。綜合能源系統的構建將加速能源技術(shù)創(chuàng )新，突破技術(shù)創(chuàng )新瓶頸。建設綜合能源系統可以促進(jìn)能源產(chǎn)業(yè)鏈各個(gè)環(huán)節的技術(shù)開(kāi)發(fā)和融合，進(jìn)而推動(dòng)保障能源產(chǎn)業(yè)可持續發(fā)展的基礎技術(shù)創(chuàng )新，推動(dòng)包括廣域電力網(wǎng)絡(luò )互聯(lián)技術(shù)、多能源融合與儲能技術(shù)、能源路由器技術(shù)和用戶(hù)側自動(dòng)響應技術(shù)在內的多種技術(shù)的創(chuàng )新和應用。這些技術(shù)創(chuàng )新和革命是能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展實(shí)現智能自洽、平等開(kāi)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(dòng)我國能源戰略轉型

隨著(zhù)經(jīng)濟的發(fā)展和工業(yè)化的推進(jìn)，一國的能源消費總量逐漸達到上限，以能源消費推動(dòng)經(jīng)濟發(fā)展和工業(yè)化進(jìn)程的方式就會(huì )發(fā)生改變，環(huán)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(dòng)力。我國目前正處于這一關(guān)鍵的能源戰略轉型階段。特別是《巴黎協(xié)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(dòng)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(yè)間的界限，推動(dòng)不同類(lèi)型能源之間的協(xié)調互補，將改變能源的生產(chǎn)方式、供應體系和消費模式。通過(guò)物理管網(wǎng)和信息系統的互聯(lián)互通，綜合能源系統增強了能源生產(chǎn)、傳輸、存儲、消費等各個(gè)環(huán)節的靈活性，可以大力推動(dòng)清潔能源開(kāi)發(fā)設備和移動(dòng)能量存儲設備的規模化和經(jīng)濟化應用，能夠有效改善能源生產(chǎn)和供應模式，提高清潔能源的比重，實(shí)現能源生態(tài)圈的清潔低碳化。

向多元化轉型。當前，能源開(kāi)發(fā)利用技術(shù)不斷推陳出新，供應側的非常規油氣、可再生能源技術(shù)以及需求側的新能源汽車(chē)、分布式能源和儲能技術(shù)等新技術(shù)的應用加速了能源結構調整，推動(dòng)能源格局向多元化演進(jìn)。綜合能源系統本質(zhì)上是一個(gè)多能源的綜合開(kāi)發(fā)利用系統，它可以簡(jiǎn)化多元能源耦合開(kāi)發(fā)利用的路徑，實(shí)現多元能源互補互濟、協(xié)調優(yōu)化，提高綜合用能效率，是促進(jìn)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(jīng)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(shí)現開(kāi)放條件下能源安全的有效途徑。未來(lái)的國際能源合作必然是多個(gè)區域、多種能源、多類(lèi)主體之間的合作。綜合能源系統的能源市場(chǎng)是電力市場(chǎng)、石油市場(chǎng)和天然氣市場(chǎng)等傳統能源市場(chǎng)在綜合能源系統中的融合，具有更好的市場(chǎng)包容性和靈活性，多數能源都可在系統內實(shí)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(chǎng)上對各類(lèi)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?xún)r(jià)比最高的”轉變，在國際能源合作中真正做到互利共贏(yíng)。

（作者為華北電力大學(xué)能源互聯(lián)網(wǎng)研究中心主任、中國能源研究會(huì )能源互聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)委會(huì )副主任兼秘書(shū)長(cháng)）

《 人民日報 》（ 2018年04月09日 07 版）