能量為人類的生產發展提供動力，能量載體不同形式的表現區分出不同的能源種類，根據能量載體(能源種類)的不同，可以做出以下區分：一是碳氫化合物或其衍生物的化石能源，例如煤炭，石油，天然氣，其最大的特點是含碳和短期內的不可再生性;二是可再生資源，可以循環再生。是取之不盡，用之不竭的，例如水、風、光等;三是通過人為加工形成的核電，各種儲能裝置等。
人類社會的發展史就是一部能源利用的進化史。從刀耕火種到鉆木取火，從蒸汽時代到油氣、電氣時代，再到現在的追求能源的可持續性發展時代。能源種類經歷了從木頭到煤炭，從煤炭到油氣，目前正逐步從以碳氫化合物或其衍生物為主的煤油氣時代過渡到以風光水為主的可再生能源時代。
綜合能源系統發展的必然性
基于不同能源種類在自然界賦存條件的特點，為了滿足專業化規模開采提供生產效率、降低開采成本的要求，能源行業逐步形成了今天煤、油、氣、電行業分割的局面。能源供給側的行業分隔使得其下游的能源配送、能源消費也發展形成了行業分割的態勢。
從當前能源整體利用效率來看，能源生產、輸配、以及轉換利用三個環節，效率最低的出現在轉換利用環節，比如目前最高效的超超臨界燃煤機組的熱電轉換效率在45%左右;主流的量產汽油內燃機效率在30%左右，少數采用增壓技術的發動機可以達到40%;以晶硅、薄膜、鈣鈦礦系為主的太陽能光伏轉換效率不超過30%。
受制于目前能源轉換技術的限制，短期內能源轉換利用技術的大幅度提高困難較大。未來，能源整體利用效率的提升除了依賴重大技術突破外，能源梯級利用、跨能源種類的優化是提升能源整體利用效率的重要途徑。因此，能源梯級利用、跨能源種類的優化從三個方面提出了綜合能源系統的需求(如圖)：
供給側綜合能源系統的需求
供給側的綜合能源系統是推動能源供給革命，建立多元供應體系。立足國內多元供應保安全，著力發展非煤能源，形成煤、油、氣、核、新能源、可再生能源多輪驅動的能源供應體系重要措施。
目前的以電力為核心的，一次能源電力(水、核、風、光)、天然氣、煤炭、石油構建能源供給側，未來需要進一步擴大可再生能源所占比例，隨著風光水等可再生能源在電力系統中滲透率的提高，電力系統面臨著供給側不穩定、波動性大的挑戰。解決該問題的辦法，有兩種途徑，一是配置大規模的儲能裝置，二是利用大型綜合能源基地風能、太陽能、水能、煤炭、天然氣等資源組合優勢在跨能源種類的綜合能源系統中予以解決。
需求側綜合能源系統的需求
需求側的綜合能源系統是推動能源消費革命，抑制不合理能源消費，有效落實節能優先方針，把節能貫穿于經濟社會發展全過程和各領域，樹立勤儉節約的消費觀，加快形成能源節約型社會的重要保障。
客戶對用能成本的降低是不變的需求。受限于能源轉換利用技術手段的瓶頸，單一用能方式效率的提升已十分有限，但是用戶多元化的用能場景、多樣化的用能需求、不同的用能特點為綜合能源系統采用能源梯級利用的方式提升整體用能效率的提升、降低用能成本提供了可能。例如，太陽能的光伏發電、太陽能熱水器的熱水供應，分布式燃氣的冷熱電多聯供都是較為成熟的降低用能成本的技術手段，一個具備匯集不同能源種類、調度不同能源使用，合理安排能源消費的綜合能源系統是必不可少的。
源網荷儲多業務多環節綜合能源系統的需求
源網荷儲不僅是未來進一步提升電網運營水平的重要手段，更是能源產業從生產、配送、營銷、儲運不同環節提升運營水平的重要手段。具體而言，原神華的一體化產業鏈運營模式，就是在煤炭生產、煤炭調運、煤電營銷等環節對應源網荷儲的各個環節按照整體運營效率最優、整體經營效益最佳的綜合能源系統。
延伸為綜合能源服務的售電業務
電力作為發用實時平衡的特殊商品，其本質提供的是一種服務。一般商品的生產、配送與消費環節是可以區分的，而服務的生產和消費是同步進行、無法分隔的;新一輪電改重啟之前，我國不存在電力市場的概念，各個發電企業按照國家規定的上網電價將電力躉售給電網公司，電網公司在將電力出售給電力用戶，在電力的生產、配送和消費三個環節中，生產與消費是被分隔的，電力這種商品被分成了多賣單買、單賣多賣的局面，沒有形成一般市場中多買多賣的局面，因此市場機制無法發揮價格方向的功能，而國家規定的上網電價，雖然幾經調整，例如煤電聯動等，但該價格反映的多是發電企業的財務成本，而不是反映社會效益最大化的邊際成本。
這一點與十八屆三中全會做出的全面深化經濟改革的決定中“市場配置資源的決定性作用”不符。2015年，新一輪電改重啟，文件明確“形成主要由市場決定能源價格的機制”，將具有天然壟斷屬性的配送環節獨立，明確輸配電價;建立電力市場，通過交易機制實現發電企業(生產)與用電用戶(消費)的直接聯系，形成多買多賣的售電、購電局面，發揮市場機制價格發現的功能優勢。因此售電本質上是在新一輪電改背景下產生的能源服務，與過去已存在的合同能源管理，節能服務等一起形成了目前綜合能源服務的概念。
綜合能源系統衍生綜合能源服務
不同的用能方式、用能特點，結合互聯網、大數據技術的爆發，綜合能源服務具備廣闊的創新空間。為推動能源技術革命、產業創新、商業模式創新，帶動產業升級，把能源技術及其關聯產業培育成帶動我國產業升級的新增長點創造了客觀環境。開展綜合能源服務是轉變企業發展方式的重要方式。在經濟新常態下，增長速度放慢，用能增速減緩，大規模的能源基地項目建設、發電裝機增長越來越少，發展綜合能源服務成為改變過去以投資驅動發展、以創新、技術驅動高質量發展的重要方式。
