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交能融合下的零碳公路探索

作者:刘志强 来源:《中国公路》 发布时间:2025-05-09 浏览:

中国储能网讯:当前,为加快推动交通领域能源结构转型,引导行业绿色低碳高质量发展,国内在公路、机场、港口、铁路、轨道交通场站等典型场景均有清洁能源示范应用。尤其近两年,随着成本的持续降低,太阳能光伏发电技术在交通基础设施中的应用越来越多,出现了“光伏+高速”“光伏+公交”“光伏+港口”“光伏+铁路”等一系列示范工程应用,虽然交通与能源的融合理念已得到广泛认可,但从整体上看,交通用能主要通过大电网供电来实现电气化,交能融合仍处于初期阶段,且智能化水平不高、布局不均衡,缺乏标准体系支撑。 

现状分析

在国家大力推动“交通强国”战略及“四个革命、一个合作”能源安全战略目标下,结合交通和能源融合发展的基础、形势与潜力,交能融合将呈现三个层面的融合发展场景与路径。首先是交通基础设施与能源基础设施融合,以交通基础设施为载体,结合清洁能源利用资源的禀赋特性,充分依托和优化利用交通基础设施空间、沿线立体空间等路网线形区域开发清洁能源资源,打造线形能源流;具备大规模集中用电的区域性空间资源和地面资源典型场景,建设区域性能源流,最终创建满足交通发展需求的“点、线、区域”相结合的立体化交通基础设施清洁能源分布式供给网络,实现交通基础设施与能源基础设施的深度融合。

其次是交通、能源产业融合,交通与能源作为支撑国民经济发展的重要基础产业,推动交能融合发展,有利于释放交通基础设施的清洁能源发展潜力、推动交通运输用能的清洁替代与低碳转型,从而促进与交通和能源相关的新技术、新业态、新产业和新模式的形成与发展,带动交通清洁能源替代的技术装备创新,打造能源与交通全方位融合的产业链,大力推动“交通+能源”产业发展。

再次是交通、能源两大基础行业融合,交通与能源同为战略性、基础性、全局性行业,以能源高质量发展、加快建设交通强国为契机,推动交能融合,提升能源、交通两大基础行业的低碳化、高效化、集约化发展水平,支持实现我国“双碳”战略目标。 

面临挑战 

当前,交通与能源支撑下的零碳公路建设尚处于规模化推广前的探索阶段。国内外已开展了一些零碳公路的试点项目,如我国的山东济青高速及国外的德国A5高速公路清洁能源应用等,从已有的试点示范工程经验来看,依然面临着技术、经济、政策等多方面的挑战。 

配套政策机制有待完善 跨行业政策障碍亟待突破 

目前,我国对于交能融合的政策机制还处于起步阶段,跨领域的管理政策机制存在双向未打通的天然壁垒。交通沿线的新能源项目开发建设涉及交通、能源、环保、公安等多个行业管理部门,尚未形成“分工明确、协同联动”的工作机制,存在审批和管理流程不清晰的难题,在项目审批、建设管理、运营监管等方面存在交叉和模糊地带,造成跨省项目需在不同地区分开备案,不同地区的备案要求标准不一,项目备案难度和工作量都较大。此外,项目运营监管、安全事故等责任主体尚不清晰,电力市场交易存在障碍,造成项目面临难落地、过网费定义不清等问题,又因地方电网公司接入点开发容量有限,项目办理接入申请存在较大困难。

标准体系需待规模化应用过程中逐步健全 

支撑交能融合系统进一步发展的关键技术标准体系尚存空白,交通沿线新能源项目的规划设计、施工、验收、安全和环保评估等尚无国家标准或行业标准,涉及施工安全、交通安全等方面的技术要求尚不明确,均一定程度影响了项目实施,需要针对路域内不同场景开展跨学科勘察、设计、模拟论证、施工、运维、数据处理等工作,完善细分标准,有效防范系统对接、能源转换、电网稳定运行等方面可能面临的问题。目前,交能融合项目的设计、建设、运维、验收等工作缺乏有效参考与指导,项目建设属于“摸着石头过河”,项目建成后的违约风险较大。随着交能融合项目的规模化推广和应用场景的多元化拓展,工程技术标准体系正逐步建立形成。 

并网消纳的不确定性影响了项目投资收益 

随着我国分布式光伏的快速规模化发展,部分地区逐渐暴露出分布式光伏接入电网承载力不足的问题,成为制约分布式光伏持续健康发展的重要因素。多地地方电网公司接入点开发容量有限,交通沿线的新能源项目办理接入申请存在较大困难。并网消纳的不确定性给项目收益带来巨大风险,目前路域新能源项目的用电场景并不丰富,源端需求有限,用能自洽率较低,项目绝大部分收益依然靠并网售电所得。

以山东为例,全省光伏装机容量占比高,但可开放容量不足、消纳困难导致并网困难,项目建成后不予并网的风险较大,加之平价上网模式向竞价上网的转变已然成为趋势,项目建成后的售电收益无法保证,增加了项目投资收益风险。

储能系统的优化配置 

交通用能需求受车流量、天气、节假日等因素影响,具有波动性和不确定性,导致储能容量难以精确配置;光伏、风能等清洁能源的发电量受天气和季节影响,储能系统需要平衡能源供需波动。目前储能系统的建设成本相对较高,尤其是大规模储能项目,投资回报周期较长。由于储能系统的充放电策略需要与交通用能需求、清洁能源发电量实时匹配,亟需智能化、模块化且具备经济性的储能系统,支撑交通自洽能源系统的建设。

发展政策建议 

进一步厘清交通与能源融合发展定位 逐步建立健全技术标准体系 结合试验示范工程经验,逐步制定完善技术标准规范,建立涵盖规划设计、工程建设、安全环保、运营维护、碳排放监测核算等全环节的技术标准体系。加强关键技术领域标准研究,在现有标准规范体系中,增设交通运输与能源基础设施融合的相关标准内容。加强交通与能源两个领域标准的衔接,逐步建立涵盖规划设计、建设施工、运营维护等全环节的标准规范体系。在技术成熟度高、推广范围广的领域,先行开展工程技术规范和产品标准的制修订工作,重点推动交通基础设施清洁能源开发利用、微电网、清洁能源供热制冷、新型储能、制氢加氢、货运重卡充换电等领域的标准规范衔接,逐步完善相关安全和环境影响评估等配套标准;鼓励龙头企业积极参与各类标准制修订工作,支持有条件的社会团体制定发布相关标准;推动科技创新与标准化互动发展,缩短新技术、新工艺、新材料、新方法标准研制周期,加快成果转化应用步伐。

积极探索能源与交通融合的多元化应用场景与新型商业模式 

鼓励地方自主开展交能融合先行试点示范,重点明确技术、安全、环保等方面的示范目标要求,先行制定并监督考核示范工作的效益目标。围绕高速公路路域新能源开发、电热储氢综合供能场站等多元化的交通应用场景,创新能源与交通联合的投资运营机制,探索具备技术先进性、经济可行性、商业可复制性的新型模式。

加强能源与交通绿色融合发展的新型技术装备攻关 推动关键技术和核心装备研发应用 

开展交通基础设施能源关键技术和重大装备攻关,加快形成技术谱系和装备清单,打造适用不同场景的交通基础设施能源技术装备体系;推广应用交通运输基础设施适用的清洁能源微电网技术,不断提升网络安全性和稳定性;加快研发适用于长线型交通基础设施的柔性输配电技术,打造交通基础设施沿线柔性互联供能网络,强化交通基础设施网与能源网的融合互动。 

推进示范工程建设 

联合推进将交能融合项目纳入交通强国建设试点和绿色公路示范工程等,积极开展智能光伏应用示范,实施以太阳能开发利用为主的清洁能源公路建设试点工作,加快建设清洁能源创新型交通基础设施,提升交通基础设施清洁能源化水平,助力绿色交通建设。加强试点示范引领,结合交通强国建设试点、碳达峰试点、清洁能源示范省、分布式光伏接入电网承载力及提升措施评估试点、光伏廊道示范等,在具备条件的重点区域、重点省市、重点领域、重点企业组织开展试点示范工程,在试点示范领域实现率先突破,形成一批先进经验和典型成果,为全面推进交通运输与能源基础设施融合发展奠定坚实基础。

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关键字:零碳公路

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