在2017儲能國際峰會上，華北電力大學(xué)教授曾鳴發(fā)表了主旨演講，他認為：“儲能是多能源子系統(tǒng)融合的紐帶，也是綜合能源系統(tǒng)的“心臟”。綜合能源系統(tǒng)中的儲能更加注重電能與其他能源之間的單向轉(zhuǎn)化和儲能技術(shù)，以及其他多能源之間的單、雙向轉(zhuǎn)化和存儲技術(shù)，其最終目標(biāo)是要實現(xiàn)多元能源在時間、空間維度上的完全解耦，實現(xiàn)綜合能源解決方案的一般商品化產(chǎn)供銷模式。”他這樣說

綜合能源系統(tǒng)的現(xiàn)實意義

中國很有可能打造綜合能源系統(tǒng)，國家能源局已經(jīng)有了23個多能互補示范工程項目，預(yù)計會在2018年年底完成。根據(jù)近幾年中國能源革命的探索與實踐總結(jié)，中國未來的能源使用會逐步過渡到綜合能源系統(tǒng)上去。而綜合能源系統(tǒng)框架一旦形成，儲能領(lǐng)域可能在定位與作用上發(fā)生一些根本性變化。

首先，隨著社會經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展，能源生產(chǎn)和需求不斷增長，傳統(tǒng)對化石能源的過渡開發(fā)利用，導(dǎo)致了環(huán)境污染、氣候變暖、化石能源枯竭等問題，對可持續(xù)發(fā)展和高能效提出了重大挑戰(zhàn)。同時全球化和“一帶一路”戰(zhàn)略的提出使得國際能源合作進一步加強，形成開放包容、普惠共享的能源利益共同體、責(zé)任共同體和命運共同體，這將帶來更加多元的能源文化、技術(shù)和市場。因此，如何吸納多元化的能源文化和技術(shù)，提高各種能源的利用效率、強化能源系統(tǒng)之間的協(xié)調(diào)優(yōu)化、實現(xiàn)多能源的互補互濟顯得尤為重要。隨著能源系統(tǒng)中新能源比重的不斷增加，使傳統(tǒng)能源系統(tǒng)的基本特征發(fā)生顯著變化，能源的供給側(cè)隨機性增強、可控性降低?？稍偕茉措S機波動比例越來越多，供給側(cè)隨機性波動可控性肯定下降，需求側(cè)新需求波動，有了電動汽車和儲能以及分布式，需求波動肯定和原來不一樣；能源的需求側(cè)高效化、清潔化；用能約束加強；系統(tǒng)整體運行的安全風(fēng)險增加、整體性凸顯。

其次，綜合能源系統(tǒng)的背景就是環(huán)境問題以及能源的安全、效率問題，使得能源面臨諸多挑戰(zhàn)。一是體制壁壘。包括石油、天然氣、電力等能源子系統(tǒng)之間在規(guī)劃、運行和管理層面都相互獨立，存在管理及體制上的壁壘。二是技術(shù)壁壘，各種能源的特性不盡相同在能源生產(chǎn)、傳輸和使用環(huán)節(jié)實現(xiàn)互補協(xié)調(diào)都有一定困難。包括油、氣、電以及儲能和生產(chǎn)傳輸各種環(huán)節(jié)實現(xiàn)互補，目前都有一定的技術(shù)困難。三是市場壁壘，能源之間缺乏價值轉(zhuǎn)換媒介和機制，儲能價值如何轉(zhuǎn)換，通過什么媒介，油氣與電之間怎么轉(zhuǎn)化，一次能源與二次能源的轉(zhuǎn)換價值用什么媒介做支撐，以什么機制反映？都是亟待解決的問題，因此，難以實現(xiàn)能源互補之后帶來的社會和經(jīng)濟效益。儲能要進行市場規(guī)則以及價值體現(xiàn)，而傳統(tǒng)能源尚存在體制、機制、市場模式的壁壘。

最后，綜合能源系統(tǒng)是指一定區(qū)域內(nèi)利用先進的物理信息技術(shù)和創(chuàng)新管理模式，整合區(qū)域內(nèi)煤炭、石油、天然氣、電能、熱能等多種能源，實現(xiàn)多種異質(zhì)能源子系統(tǒng)之間的協(xié)調(diào)規(guī)劃、優(yōu)化運行、協(xié)同管理、交互響應(yīng)和互補互濟。在滿足系統(tǒng)內(nèi)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(xù)發(fā)展的新型一體化能源系統(tǒng)。綜合能源系統(tǒng)的提出具有三重現(xiàn)實意義。一是創(chuàng)新了管理體制。綜合能源系統(tǒng)的出現(xiàn)將會實現(xiàn)多種能源子系統(tǒng)統(tǒng)籌管理和協(xié)調(diào)規(guī)劃，打破體制壁壘。綜合能源系統(tǒng)是一種生產(chǎn)力，先進的生產(chǎn)力是要推進生產(chǎn)關(guān)系變革的，生產(chǎn)關(guān)系是什么？比如國家能源局原來的司局設(shè)置可能不一定滿足綜合能源系統(tǒng)的需求，這就需要推動體制改革。二是創(chuàng)新技術(shù)。通過研究異質(zhì)能源的物理特性，明晰能源之間的互補性和可替代性，開發(fā)能源轉(zhuǎn)化和存儲新技術(shù)，提高能源開發(fā)和利用效率，打破技術(shù)壁壘。過去的技術(shù)是，電有電的新技術(shù)，石油是石油的新技術(shù)，天然氣有天然氣的新技術(shù)，相互間有技術(shù)壁壘。三是創(chuàng)新市場模式。建立統(tǒng)一的市場價值衡量標(biāo)準和價值轉(zhuǎn)換媒介，使得能源轉(zhuǎn)化互補能體現(xiàn)出其經(jīng)濟和社會價值，并挖掘新的潛在市場，為將來各種能源找到共同的價值標(biāo)準。比如石油、天然氣的熱、冷、電找到一個共同標(biāo)準，可以互相轉(zhuǎn)換，互相比較，形成一個統(tǒng)一市場。

綜合能源系統(tǒng)的三層架構(gòu)

與能源互聯(lián)網(wǎng)相比，綜合能源系統(tǒng)更側(cè)重于能源物理系統(tǒng)，并且是依托于能源系統(tǒng)自身通過新思路、新技術(shù)來解決能源系統(tǒng)的發(fā)展和優(yōu)化問題，其內(nèi)涵就是多能互補、協(xié)調(diào)優(yōu)化。多能互補指電力系統(tǒng)、煤炭、石油系統(tǒng)、天然氣系統(tǒng)和供熱系統(tǒng)等多能源子系統(tǒng)之間的互補協(xié)調(diào)。特別突出強調(diào)各類能源之間的平等性和“可替代性/互補性”。協(xié)調(diào)優(yōu)化指多種能源子系統(tǒng)在能源開發(fā)、傳輸、轉(zhuǎn)換利用等環(huán)節(jié)都可以相互協(xié)調(diào)，滿足多元的用能需求，提高整體用能效率，減少污染排放等目標(biāo)。
而綜合能源系統(tǒng)擁有多個環(huán)節(jié)、多個能源子系統(tǒng)、多個終端自平衡單元，每個元件、每個部分、每個環(huán)節(jié)都與各子系統(tǒng)緊密互連、信息互動而非獨立存在。具體的架構(gòu)形態(tài)可以通過對于物理層、信息層、市場層的剖析來確定。首先物理層，即所有能源子系統(tǒng)的能源生產(chǎn)、傳輸、轉(zhuǎn)化、存儲和消費過程中所涉及的物理設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。綜合能源系統(tǒng)的物理層猶如一個生物組織體，這個組織體中存在若干個相對獨立又廣泛互聯(lián)的物理單元，即各類異質(zhì)能源的自平衡單元。每個單元能夠?qū)崿F(xiàn)自我平衡，同時還可以和外部單元通過能源間的物理轉(zhuǎn)換和傳輸實現(xiàn)能量流的互補經(jīng)濟。其次，信息層就是由信息采集、存儲、分析、處理的相關(guān)硬件設(shè)備和軟件系統(tǒng)組成，它是綜合能源系統(tǒng)的大腦中樞。綜合能源系統(tǒng)的信息層是由若干個信息集成控制單元組成，每個控制單元可以實現(xiàn)某方面或某區(qū)域內(nèi)的信息采集、存儲和分析，將信息匯聚成信息流進行處理。信息層的信息分析和處理的結(jié)果反饋流向物理層以及市場層，并轉(zhuǎn)變?yōu)椴僮髦噶罨蚴袌鲂盘柕?。最后，市場層就是電力、天然氣市場等傳統(tǒng)能源市場在綜合能源系統(tǒng)中耦合的體現(xiàn)，突出體現(xiàn)各種能源在“能源互補、協(xié)調(diào)優(yōu)化”過程中的創(chuàng)新價值。在市場層中，政府制定市場基本規(guī)則并實施監(jiān)管，市場信號引導(dǎo)各類能源企業(yè)行為并推動綜合能源市場發(fā)展。企業(yè)是綜合能源服務(wù)的提供者、新技術(shù)的創(chuàng)造者，用戶是被服務(wù)對象也是市場的參與者和監(jiān)管者。

儲能是綜合能源系統(tǒng)的“心臟”

從不同系統(tǒng)層級來看，儲能在綜合能源系統(tǒng)中具有緩沖器、聚合器、穩(wěn)定器的作用。首先，儲能是廣域綜合能源系統(tǒng)的緩沖器。廣域范圍內(nèi)，利用規(guī)?；瘍δ芗夹g(shù)協(xié)調(diào)集中式能源生產(chǎn)，利用能源子系統(tǒng)之間的單、雙向轉(zhuǎn)化和存儲技術(shù)來協(xié)調(diào)多能源調(diào)配，利用能源系統(tǒng)產(chǎn)、供、銷各環(huán)節(jié)存儲裝置和技術(shù)來合理確定（最優(yōu)化）能量存儲和轉(zhuǎn)化方案，從而最大限度地參與廣域能量協(xié)調(diào)調(diào)度與管理，為大規(guī)模能源生產(chǎn)利用提供“緩沖”，為廣域綜合能源系統(tǒng)能量互補提供支撐。其次，儲能在綜合能源系統(tǒng)中是聚合器，在區(qū)域范圍內(nèi)分布式終端逐步增加，市場需求定制化凸顯的背景下，系統(tǒng)對于分布式能源和電動汽車分散用戶的聚合管理難度越來越大。儲能可以充當(dāng)起能量的聚合器，集中起產(chǎn)能端和用能端的資源，與能源轉(zhuǎn)換裝置相互配合，共同維持系統(tǒng)和能源市場靈敏高效運行。最后，儲能是終端綜合能源系統(tǒng)的穩(wěn)定器?？稍偕茉吹牟▌有院蜕Ⅻc用戶能量需求的不確定性帶來了終端能源系統(tǒng)的雙側(cè)不確定性。對此，儲能系統(tǒng)可為終端能源系統(tǒng)提供輔助服務(wù)、能源備用、能源協(xié)調(diào)互補等服務(wù)，實現(xiàn)終端系統(tǒng)內(nèi)能源生產(chǎn)與消費的平衡，是終端能源系統(tǒng)安全穩(wěn)定經(jīng)濟運行的重要保障。

綜上，儲能在未來能源系統(tǒng)中扮演著至關(guān)重要的作用。傳統(tǒng)意義上的儲能是指通過裝置或物理介質(zhì)將能量存儲起來以便需要時可以加以利用的能量存儲裝置或者技術(shù)，更多的是指電能的存儲，重點在于電能存儲和雙向轉(zhuǎn)化技術(shù)。綜合能源系統(tǒng)中的儲能除了上述內(nèi)涵外，更加注重電能與其他能源之間的單向轉(zhuǎn)化和儲能技術(shù)，以及其他多能源之間的單、雙向轉(zhuǎn)化和存儲技術(shù)，其最終目標(biāo)是要實現(xiàn)多元能源在時間、空間維度上的完全解耦，實現(xiàn)綜合能源解決方案的一般商品化產(chǎn)供銷模式。電力系統(tǒng)與交通系統(tǒng)的融合少不了移動儲能和電動汽車的支持；天然氣系統(tǒng)和電力系統(tǒng)的融合需要制氫技術(shù)等化學(xué)儲能的支持；電力系統(tǒng)與熱力系統(tǒng)的融合需要儲電和儲熱技術(shù)的支持?？梢?，儲能是多能源子系統(tǒng)融合的紐帶，也是綜合能源系統(tǒng)的“心臟”。