探访全国首个全路域交能融合项目

目前，在我国能源消费结构中，交通行业用能大约占到17%，而在交通行业用能结构中，绿色电力还有非常大的发展潜力。

近期，由中国能建葛洲坝集团投资建设的全国首个全路域交通与能源融合项目——山东枣菏高速交能融合项目金乡段正式并网发电。枣菏高速公路全线太阳能辐照资源丰富，可利用土地多。项目建成后，运营期内可累计生产清洁电力约为28.9亿千瓦时，年均发电量1.36亿千瓦时，每年等效替代标煤约4.1万吨，减少碳排放达11.4万吨。

这是全国各地正加快推进交通行业与绿色可再生能源融合发展的一个缩影。我们为什么要推进交能融合发展？它有哪些场景应用？如何进一步深挖它的潜力？

项目前景如何？

“交通与能源的融合就是致力打造一个‘源-网-荷-储’一体化、人-车-路能协同的绿色交通能源系统，这是推进交通、能源两个行业统筹规划、协同建设、一体运营和相互支撑的一项重要举措。”交通运输部规划研究院副院长徐洪磊介绍说。

金乡零碳智慧服务区可实现100%绿电供应。光伏车棚、垂直轴风机、屋面光伏等设施汇集的能源，通过光储直柔一体化系统，可以分配到服务区各负荷点。这是枣菏高速交能融合一体化项目的重要组成部分。

项目技术负责人高抗介绍，基于高速公路特点的分布式清洁供能项目，在高速沿线符合建设条件的路基边坡、互通匝道圈、高速沿线服务区、收费站内符合建设条件的建筑物屋面、周边地面等位置，设置分布式光伏发电站，还建设了充电桩、换电站、智慧路灯、储能系统、智慧能源管控系统等设施，构建了光伏、风电等多能互补清洁能源供给消纳体系。

“车路能云一体化是我们的远期目标，即打通车辆信息、道路信息、能源管控信息，达到数据实时采集和信息动态交互，实现绿色电力和绿色运力的全局优化调度，将车辆主动安全控制、道路运营及电站管控有效协同，实现交通与能源的融合管控。”高抗对《中国经济周刊》记者说。

“目前，通过负荷预测、交通量预测、以及发电量预测等一系列综合预测手段，我们可以预判光伏发电出力能不能匹配负荷需求。边坡光伏是组团分布的，如果容量不够，系统会采用调电功能，把周边一定范围路域光伏的电力调配过来，最大限度地实现绿色清洁能源用能供给。”高抗说。

作为全国首个全路域交通与能源融合项目，涉及交通、能源两个看起来相互割裂的行业，该项目在推进过程中遇到了很多阻碍。

高抗介绍，第一是政策机制的问题，初期，团队不清楚项目的主管部门、审批单位是谁，“打个比喻，我们最初连‘出生证’都不知道找谁办理”。第二是没有技术指导机制和标准规范体系。电力行业和交通行业的标准体系已经非常健全，但涉及两个行业融合的方面，现在的标准体系尚属空白，导致项目的设计、施工、验收、运维等工作缺乏有效参考与指导。项目所有的技术方案、关键参数的拟定均需要开展专项试验研究及论证，这需要花大量的精力和代价。“我们企业目前在编制行业第一个标准体系，也算是为行业打通‘任督二脉’吧。”

该项目的成功落地，也为后续大范围推广提供了经验。

中国能建葛洲坝交投公司研究院院长崔培强说，若向全国推广，东部是重要区域。东部发展比较快，对电的需求量比较大，而且路网发达，所以交能融合可能在东部经济较发达地区的推广价值会更大。因为现在高速公路不管是边坡、收费站还是服务区屋顶、车棚、地面的空间还有很多空间没有利用。“正好用电多的地方和路网发达的地方就匹配在一起了。”

那么，从经济效益方面来看，项目的前景如何？

高抗介绍说：“目前，我们采用‘自发自用，余电上网’的模式，用不完的电通过大电网卖出，对缓解当地的用电高峰是一个有力补充。根据测算，目前7%的电用于自洽，93%的电上网，不过，随着新能源车的渗透率逐步提高，以及路沿产业的进一步发展，我们的自洽率会逐步提高。这样一来，经济模式会更加合理。”

崔培强说，未来，项目基本能够超过分布式光伏电站的平均收益水平。“它的一个优势背景是，未来新能源汽车的渗透率会越来越高，智慧交通的发展速度也会越来越快。而智慧交通的发展需要依靠机电设施，如果‘一条路’产生的新能源电力能够被交通基础设施、产业全部用掉，自洽率能达到100%的话，根据测算，这个项目的投资收益率可以超过20%。”

在他看来，从公司角度来说，要维持交能融合产业的长远生命力，需要做好三个方面的工作。

第一是交能产业集群化，也是交能融合产业化。“下一步是不是可以把换电重卡、仓储物流、冷链冷库、氢能中心，这些用电大户和产业建在高速公路服务区或者收费站内？它能够提高用能自洽率，用能自洽率上去了，投资收益率才能上去。”

第二是注重空间资源的充分利用。“边坡、房顶，这些空间有所局限，可以把脑洞再打开一点，我们可以做一些光伏廊道，把整条路做成一个隧道，上面就用光伏板把它全封起来，可不可以？其次就是扩展地下、地上的一些空间资源。同时，要充分扩展新能源种类，不止光电，还可以考虑探索风、氢、地热等多种新能源发电方式，从而实现空间的充分利用和新能源种类的多角度开发。

他强调，第三，交能融合绝对不是高速公路和新能源的融合，它应该是综合交通和新能源融合的概念。轨道交通、港口、城市交通、航空等，都是进一步丰富交能融合的应用场景。

“只有这样，才能维持整个交能融合行业的稳定发展，从投资建设方的角度，也会更加积极地去投入。”崔培强说。

推动交通与能源的深度融合

山东枣菏高速公路交能融合示范工程金乡段，并网运行的100多天，累计发电超过500万度，相当于减少二氧化碳排放量4150吨；新疆的首个高速公路双储能自洽光伏供电系统，已在阿乌高速公路克拉美丽服务区正式并网发电，投入试运行，该系统年均可发电71万度，相当于每年节省标准燃煤285吨；攀枝花至大理高速公路利用公路边坡、建筑屋顶、弃土场、隧道隔离带等场景，装配总装机容量0.268万千瓦分布式光储设备，平均每天发电约1.31万千瓦·时（相当于极端高温天气期间650户家庭的每天用电量）。

各地也明确了新能源与交通融合发展的目标。上海市明确提出，到2025年全市交通领域新增光伏装机容量确保达到120MW，力争达到180MW，新建交通设施建筑屋顶安装光伏面积不低于50%；江苏提出，到2025年建设完成10个绿色交通示范县（市、区）区域性项目、40个绿色交通主题性项目；山东发文明确，要求加快绿色交通基础设施建设，推进绿色公路、绿色铁路、绿色港口和绿色机场建设，推动交通网、能源网融合发展。

各地都在踩油门加速。电力规划设计总院副院长刘世宇称，推动交通与能源的融合发展是我国实现双碳目标的关键环节，也是保障国家能源安全的重要举措。

“交通行业在我国碳排放结构当中占比达到11%，它的能源消费结构中95%以上是化石能源。未来我国交通基础设施和运输载具还将继续增长，对于能源的需求增长是刚性的。为了实现全社会的双碳目标，交通行业必须要加快绿色和低碳的转型。”刘世宇说，“我国能源消费当中交通占13%，把交通和绿色清洁的能源融合起来，对我国合理调控油气的消费，缓解我国较高的油气对外易存度，进而保障我国能源安全具有重要的意义。”

同时，交能融合是推动能源绿色低碳转型的重要方向。“交通基础设施可以承载清洁能源的开发，潜力十分巨大，特别是在我国中东部土地资源比较紧张的省份。”刘世宇说道。

在他看来，交能融合还是新型电力系统建设的重要支撑。以电动汽车为例，我国电动汽车正在高速发展中，从电力系统的视角来看，电动汽车既具备负荷的特征，也具备储能的特征，如果能够引导电动汽车行业智能有序用电，推广车网的双向灵活互动，可以大幅提升电力系统运行的灵活性。

“从推动交通运输行业自身转型升级的方面来看。随着我们国家智慧交通的建设，新能源汽车的快速发展，交通的用能需求在快速增长，这就要求我们必须积极开发新的能源，来满足这种日益增长的用能需求。”徐洪磊说。

刘世宇直言，目前，交能融合发展过程中还存在一些瓶颈和困难。首先是顶层设计和发展路径还不是很明晰，其次是跨行业的管理机制不够清晰。再次，在技术和装备领域，标准和规范的融合还不足够。

徐洪磊认为，为进一步推动交通与能源的深度融合，还有以下五个方面需要重视：做好行业规划的实施协同；做好交通运输供给和能源运输需求之间的动态协同；推动交通基础设施建设和新能源、清洁能源开发利用之间的协同；做好能源调配和交通新能源装备用能的有机协同；做好交通和能源对外开放之间的协同，“统筹我们多元化的国际运输通道的建设跟海外主要油气产区的合作，进行资源优化配置，保障我国能源进口运输的安全”。

“今后我们交通运输基础设施的规划建设，要充分考虑当前和未来一段时期能源运输的需求和空间格局的演变，保障我国能源体系、产业链、供应链的安全。”徐洪磊说。