探訪全國首個全路域交能融合項目

目前，在我國能源消費結(jié)構(gòu)中，交通行業(yè)用能大約占到17%，而在交通行業(yè)用能結(jié)構(gòu)中，綠色電力還有非常大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

近期，由中國能建葛洲壩集團投資建設(shè)的全國首個全路域交通與能源融合項目——山東棗菏高速交能融合項目金鄉(xiāng)段正式并網(wǎng)發(fā)電。棗菏高速公路全線太陽能輻照資源豐富，可利用土地多。項目建成后，運營期內(nèi)可累計生產(chǎn)清潔電力約為28.9億千瓦時，年均發(fā)電量1.36億千瓦時，每年等效替代標(biāo)煤約4.1萬噸，減少碳排放達11.4萬噸。

這是全國各地正加快推進交通行業(yè)與綠色可再生能源融合發(fā)展的一個縮影。我們?yōu)槭裁匆七M交能融合發(fā)展？它有哪些場景應(yīng)用？如何進一步深挖它的潛力？

項目前景如何？

“交通與能源的融合就是致力打造一個‘源-網(wǎng)-荷-儲’一體化、人-車-路能協(xié)同的綠色交通能源系統(tǒng)，這是推進交通、能源兩個行業(yè)統(tǒng)籌規(guī)劃、協(xié)同建設(shè)、一體運營和相互支撐的一項重要舉措?！苯煌ㄟ\輸部規(guī)劃研究院副院長徐洪磊介紹說。

金鄉(xiāng)零碳智慧服務(wù)區(qū)可實現(xiàn)100%綠電供應(yīng)。光伏車棚、垂直軸風(fēng)機、屋面光伏等設(shè)施匯集的能源，通過光儲直柔一體化系統(tǒng)，可以分配到服務(wù)區(qū)各負荷點。這是棗菏高速交能融合一體化項目的重要組成部分。

項目技術(shù)負責(zé)人高抗介紹，基于高速公路特點的分布式清潔供能項目，在高速沿線符合建設(shè)條件的路基邊坡、互通匝道圈、高速沿線服務(wù)區(qū)、收費站內(nèi)符合建設(shè)條件的建筑物屋面、周邊地面等位置，設(shè)置分布式光伏發(fā)電站，還建設(shè)了充電樁、換電站、智慧路燈、儲能系統(tǒng)、智慧能源管控系統(tǒng)等設(shè)施，構(gòu)建了光伏、風(fēng)電等多能互補清潔能源供給消納體系。

“車路能云一體化是我們的遠期目標(biāo)，即打通車輛信息、道路信息、能源管控信息，達到數(shù)據(jù)實時采集和信息動態(tài)交互，實現(xiàn)綠色電力和綠色運力的全局優(yōu)化調(diào)度，將車輛主動安全控制、道路運營及電站管控有效協(xié)同，實現(xiàn)交通與能源的融合管控?！备呖箤Α吨袊?jīng)濟周刊》記者說。

“目前，通過負荷預(yù)測、交通量預(yù)測、以及發(fā)電量預(yù)測等一系列綜合預(yù)測手段，我們可以預(yù)判光伏發(fā)電出力能不能匹配負荷需求。邊坡光伏是組團分布的，如果容量不夠，系統(tǒng)會采用調(diào)電功能，把周邊一定范圍路域光伏的電力調(diào)配過來，最大限度地實現(xiàn)綠色清潔能源用能供給?！备呖拐f。

作為全國首個全路域交通與能源融合項目，涉及交通、能源兩個看起來相互割裂的行業(yè)，該項目在推進過程中遇到了很多阻礙。

高抗介紹，第一是政策機制的問題，初期，團隊不清楚項目的主管部門、審批單位是誰，“打個比喻，我們最初連‘出生證’都不知道找誰辦理”。第二是沒有技術(shù)指導(dǎo)機制和標(biāo)準規(guī)范體系。電力行業(yè)和交通行業(yè)的標(biāo)準體系已經(jīng)非常健全，但涉及兩個行業(yè)融合的方面，現(xiàn)在的標(biāo)準體系尚屬空白，導(dǎo)致項目的設(shè)計、施工、驗收、運維等工作缺乏有效參考與指導(dǎo)。項目所有的技術(shù)方案、關(guān)鍵參數(shù)的擬定均需要開展專項試驗研究及論證，這需要花大量的精力和代價?！拔覀兤髽I(yè)目前在編制行業(yè)第一個標(biāo)準體系，也算是為行業(yè)打通‘任督二脈’吧?！?/p>

該項目的成功落地，也為后續(xù)大范圍推廣提供了經(jīng)驗。

中國能建葛洲壩交投公司研究院院長崔培強說，若向全國推廣，東部是重要區(qū)域。東部發(fā)展比較快，對電的需求量比較大，而且路網(wǎng)發(fā)達，所以交能融合可能在東部經(jīng)濟較發(fā)達地區(qū)的推廣價值會更大。因為現(xiàn)在高速公路不管是邊坡、收費站還是服務(wù)區(qū)屋頂、車棚、地面的空間還有很多空間沒有利用。“正好用電多的地方和路網(wǎng)發(fā)達的地方就匹配在一起了?！?/p>

那么，從經(jīng)濟效益方面來看，項目的前景如何？

高抗介紹說：“目前，我們采用‘自發(fā)自用，余電上網(wǎng)’的模式，用不完的電通過大電網(wǎng)賣出，對緩解當(dāng)?shù)氐挠秒姼叻迨且粋€有力補充。根據(jù)測算，目前7%的電用于自洽，93%的電上網(wǎng)，不過，隨著新能源車的滲透率逐步提高，以及路沿產(chǎn)業(yè)的進一步發(fā)展，我們的自洽率會逐步提高。這樣一來，經(jīng)濟模式會更加合理?！?/p>

崔培強說，未來，項目基本能夠超過分布式光伏電站的平均收益水平。“它的一個優(yōu)勢背景是，未來新能源汽車的滲透率會越來越高，智慧交通的發(fā)展速度也會越來越快。而智慧交通的發(fā)展需要依靠機電設(shè)施，如果‘一條路’產(chǎn)生的新能源電力能夠被交通基礎(chǔ)設(shè)施、產(chǎn)業(yè)全部用掉，自洽率能達到100%的話，根據(jù)測算，這個項目的投資收益率可以超過20%?！?/p>

在他看來，從公司角度來說，要維持交能融合產(chǎn)業(yè)的長遠生命力，需要做好三個方面的工作。

第一是交能產(chǎn)業(yè)集群化，也是交能融合產(chǎn)業(yè)化。“下一步是不是可以把換電重卡、倉儲物流、冷鏈冷庫、氫能中心，這些用電大戶和產(chǎn)業(yè)建在高速公路服務(wù)區(qū)或者收費站內(nèi)？它能夠提高用能自洽率，用能自洽率上去了，投資收益率才能上去。”

第二是注重空間資源的充分利用。“邊坡、房頂，這些空間有所局限，可以把腦洞再打開一點，我們可以做一些光伏廊道，把整條路做成一個隧道，上面就用光伏板把它全封起來，可不可以？其次就是擴展地下、地上的一些空間資源。同時，要充分擴展新能源種類，不止光電，還可以考慮探索風(fēng)、氫、地?zé)岬榷喾N新能源發(fā)電方式，從而實現(xiàn)空間的充分利用和新能源種類的多角度開發(fā)。

他強調(diào)，第三，交能融合絕對不是高速公路和新能源的融合，它應(yīng)該是綜合交通和新能源融合的概念。軌道交通、港口、城市交通、航空等，都是進一步豐富交能融合的應(yīng)用場景。

“只有這樣，才能維持整個交能融合行業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展，從投資建設(shè)方的角度，也會更加積極地去投入?！贝夼鄰娬f。

推動交通與能源的深度融合

山東棗菏高速公路交能融合示范工程金鄉(xiāng)段，并網(wǎng)運行的100多天，累計發(fā)電超過500萬度，相當(dāng)于減少二氧化碳排放量4150噸；新疆的首個高速公路雙儲能自洽光伏供電系統(tǒng)，已在阿烏高速公路克拉美麗服務(wù)區(qū)正式并網(wǎng)發(fā)電，投入試運行，該系統(tǒng)年均可發(fā)電71萬度，相當(dāng)于每年節(jié)省標(biāo)準燃煤285噸；攀枝花至大理高速公路利用公路邊坡、建筑屋頂、棄土場、隧道隔離帶等場景，裝配總裝機容量0.268萬千瓦分布式光儲設(shè)備，平均每天發(fā)電約1.31萬千瓦·時（相當(dāng)于極端高溫天氣期間650戶家庭的每天用電量）。

各地也明確了新能源與交通融合發(fā)展的目標(biāo)。上海市明確提出，到2025年全市交通領(lǐng)域新增光伏裝機容量確保達到120MW，力爭達到180MW，新建交通設(shè)施建筑屋頂安裝光伏面積不低于50%；江蘇提出，到2025年建設(shè)完成10個綠色交通示范縣（市、區(qū)）區(qū)域性項目、40個綠色交通主題性項目；山東發(fā)文明確，要求加快綠色交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，推進綠色公路、綠色鐵路、綠色港口和綠色機場建設(shè)，推動交通網(wǎng)、能源網(wǎng)融合發(fā)展。

各地都在踩油門加速。電力規(guī)劃設(shè)計總院副院長劉世宇稱，推動交通與能源的融合發(fā)展是我國實現(xiàn)雙碳目標(biāo)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，也是保障國家能源安全的重要舉措。

“交通行業(yè)在我國碳排放結(jié)構(gòu)當(dāng)中占比達到11%，它的能源消費結(jié)構(gòu)中95%以上是化石能源。未來我國交通基礎(chǔ)設(shè)施和運輸載具還將繼續(xù)增長，對于能源的需求增長是剛性的。為了實現(xiàn)全社會的雙碳目標(biāo)，交通行業(yè)必須要加快綠色和低碳的轉(zhuǎn)型?！眲⑹烙钫f，“我國能源消費當(dāng)中交通占13%，把交通和綠色清潔的能源融合起來，對我國合理調(diào)控油氣的消費，緩解我國較高的油氣對外易存度，進而保障我國能源安全具有重要的意義?！?/p>

同時，交能融合是推動能源綠色低碳轉(zhuǎn)型的重要方向。“交通基礎(chǔ)設(shè)施可以承載清潔能源的開發(fā)，潛力十分巨大，特別是在我國中東部土地資源比較緊張的省份。”劉世宇說道。

在他看來，交能融合還是新型電力系統(tǒng)建設(shè)的重要支撐。以電動汽車為例，我國電動汽車正在高速發(fā)展中，從電力系統(tǒng)的視角來看，電動汽車既具備負荷的特征，也具備儲能的特征，如果能夠引導(dǎo)電動汽車行業(yè)智能有序用電，推廣車網(wǎng)的雙向靈活互動，可以大幅提升電力系統(tǒng)運行的靈活性。

“從推動交通運輸行業(yè)自身轉(zhuǎn)型升級的方面來看。隨著我們國家智慧交通的建設(shè)，新能源汽車的快速發(fā)展，交通的用能需求在快速增長，這就要求我們必須積極開發(fā)新的能源，來滿足這種日益增長的用能需求?！毙旌槔谡f。

劉世宇直言，目前，交能融合發(fā)展過程中還存在一些瓶頸和困難。首先是頂層設(shè)計和發(fā)展路徑還不是很明晰，其次是跨行業(yè)的管理機制不夠清晰。再次，在技術(shù)和裝備領(lǐng)域，標(biāo)準和規(guī)范的融合還不足夠。

徐洪磊認為，為進一步推動交通與能源的深度融合，還有以下五個方面需要重視：做好行業(yè)規(guī)劃的實施協(xié)同；做好交通運輸供給和能源運輸需求之間的動態(tài)協(xié)同；推動交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和新能源、清潔能源開發(fā)利用之間的協(xié)同；做好能源調(diào)配和交通新能源裝備用能的有機協(xié)同；做好交通和能源對外開放之間的協(xié)同，“統(tǒng)籌我們多元化的國際運輸通道的建設(shè)跟海外主要油氣產(chǎn)區(qū)的合作，進行資源優(yōu)化配置，保障我國能源進口運輸?shù)陌踩薄?/p>

“今后我們交通運輸基礎(chǔ)設(shè)施的規(guī)劃建設(shè)，要充分考慮當(dāng)前和未來一段時期能源運輸?shù)男枨蠛涂臻g格局的演變，保障我國能源體系、產(chǎn)業(yè)鏈、供應(yīng)鏈的安全?！毙旌槔谡f。