綜合能源系統是指一定區域內利用先進的物理信息技術和創新管理模式，整合區域內煤炭、石油、天然氣、電能、熱能等多種能源，實現多種異質能源子系統之間的協調規劃、最佳化運行，協同管理、互動回響和互補互濟。在滿足系統內多元化用能需求的同時，要有效地提升能源利用效率，促進能源可持續發展的新型一體化的能源系統。
基本介紹
- 中文名：綜合能源系統
- 外文名：Integrated energy system
- 一級學科：工程技術
- 二級學科：能源術語
- 特點：綜合利用多種能源
- 優點：提升能源利用效率
基本概念,各國研究,意義,
基本概念
理論上講，綜合能源系統並非一個全新的概念，因為在能源領域中，長期存在著不同能源形式協同最佳化的情況，如CCHP發電機組通過高低品位熱能與電能的協調最佳化，以達到燃料利用效率提升的目的;冰蓄冷設備則協調電能和冷能（也可視為一種熱能），以達到電能削峰填谷的目的。本質上講，CCHP和冰蓄冷設備都屬於局部的綜合能源系統。事實上，綜合能源系統的概念最早來源於熱電協同最佳化領域的研究。
綜合能源系統特指在規劃、建設和運行等過程中，通過對能源的產生、傳輸與分配（能源網路）、轉換、存儲、消費等環節進行有機協調與最佳化後，形成的能源產供銷一體化系統。它主要由供能網路（如供電、供氣、供冷/熱等網路）、能源交換環節（如CCHP機組、發電機組、鍋爐、空調、熱泵等）、能源存儲環節（儲電、儲氣、儲熱、儲冷等）、終端綜合能源供用單元（如微網）和大量終端用戶共同構成。
各國研究
美國在2001年提出了綜合能源系統發展計畫，目標是促進分散式能源（DER）和熱電聯供（CombinedHeating and Power，CHP）技術的推廣套用以及提高清潔能源使用比重。2007年美國頒布了能源獨立和安全法，以立法形式要求社會主要供用能環節必須開展綜合能源規劃;而隨著天然氣使用比例的不斷提升，如2011年後美國25%以上的能源消耗源於天然氣，美國自然科學基金會、能源部等機構設立多項課題，研究天然氣與電力系統之間的耦合關係。歐巴馬總統推進的智慧型電網國家戰略，其願景是構建一個高效能、低投資、安全可靠、智慧型靈活的綜合能源網路，而智慧型化的電力網路在其中起到核心樞紐作用。
加拿大將綜合能源系統視為實現其2050年減排目標的重要支撐技術，而關注的重點是社區級綜合能源系統（Integrated Community Energy System，ICES）的研究與建設，為此加拿大政府在2009年後頒布了多項法案，以助推ICES研究、示範和建設。
歐洲同樣很早就開展了綜合能源系統相關研究，並最早付諸實施。通過歐盟框架項目，歐洲各國在此領域開展了卓有成效的研究工作。除在歐盟整體框架下推進該領域研究外，歐洲各國還根據自身需求開展了一些特色研究。以英國為例，英國工程與物理科學研究會資助了大批該領域的研究項目，涉及可再生能源入網，不同能源間的協同，能源與交通系統和基礎設施的互動影響以及建築能效提升等諸多方面。
日本由於其能源嚴重依賴進口，因此成為最早開展綜合能源系統研究的亞洲國家，並希望通過該領域的技術創新進步，緩解其能源供應壓力。在政府大力推動下，日本各界從不同方面對綜合能源系統開展了廣泛研究（如NEDO倡導開展的智慧型社區和智慧型微網研究）。
我國已通過973計畫、863計畫、國家自然科學基金等研究計畫，啟動了眾多與綜合能源系統相關的科技研發項目，並與新加坡、德國、英國等國家共同開展了這一領域的很多國際合作，內容涉及基礎理論、關鍵技術、核心設備和工程示範等多個方面。兩大電網公司、天津大學、清華大學、華南理工大學、河海大學、中國科學院等研究單位已形成綜合能源系統領域較為穩固的科研團隊和研究方向。
意義
提出綜合能源系統有三重意義，第一，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。第二，創新技術。通過研究研發異質能源物理特性，明晰各種能源之間的互補性以及它的可替代性。開發轉換和存儲新技術，提高能源開發和利用效率，打破技術壁壘。第三，創新市場模式。建立統一的市場價值衡量標準，以及價值的轉換媒介。使得能源的轉換和互補能夠體現出經濟和社會價值，不斷挖掘新的潛在市場。
