第1章
背景与概述

能源是经济社会发展的重要物质基础。随着我国能源革命向纵深不断推进，电力正从过去的二次能源转变为其他行业的基础能源，能源体系发生着深刻变革，不断向电气化、低碳化、智能化、综合化等方向发展。2020年9月，国家提出了2030年前实现碳达峰、2060年前力争实现碳中和的目标，为构建清洁低碳、安全高效的能源体系提出了明确的时间表。随后提出了构建以新能源为主体的新型电力系统，为“双碳”背景下我国能源电力转型指明了方向。

随着新能源大规模接入，电力系统面临长时间尺度上的平衡难题，存在能源供给安全风险。为应对一次能源的不确定性，保证电力系统安全稳定高效运行，需要提升能源系统的灵活性，推进“源-网-荷-储”一体化和多能互补发展，实现多种能源和用能形式的综合优化，以多种能源储存介质作为重要的中间媒介，平抑能源供给侧与能源消费侧间的偏差，保证大规模新能源顺利消纳。

未来，电能在能源结构中的占比将不断提高，能源支柱定位不断加强，将形成以电网为枢纽平台的综合能源系统。综合能源系统本质上是信息物理社会系统（CPSS），具有多利益主体关联、多环节/过程耦合、多能源规划/运行协同、多目标/约束制衡等复杂因素，除了监测感知信息物理系统的安全风险和运行态势，还需关注社会经济、人类行为等对系统带来的影响。综合能源系统可使电、热、冷、气等能源深度耦合，实现工业、交通、建筑等领域的电能替代，同时实现多类型能源转化与互补，以及多种储能设备、用能负荷，乃至多系统间的协调配合，形成宜电则电、宜热则热、宜气则气等因地制宜的用能形式。在满足系统内多元化用能需求的同时，提高能源系统的安全性、灵活性和综合利用效率，进而减少系统碳排放，为构建新型电力系统、实现“双碳”目标提供支撑。

本书将从介绍综合能源发展的背景出发，给出综合能源系统的基本概念和内涵，梳理综合能源应用场景、技术体系、商业模式及相关政策，总结综合能源的典型案例与实践经验，展望综合能源的未来发展趋势。