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交能融合新机遇、新理念与新方法(图)
作者:交通运输部规划研究院院长 刘昕 来源:《中国公路》 时间:2024-01-31

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2023年11月23日,2023中国交通产业经济年会暨两江交通产业创新发展论坛在重庆举行,论坛以“构建交通产业经济发展新范式”为主题,围绕交通产业经济高质量发展开展交流。论坛上,交通运输部规划研究院院长刘昕就交能融合新机遇、新理念与新方法发表了主旨演讲。其中,涉及光伏方面的内容与本期专题十分契合,相信能够为读者带来不少启发。

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交通运输部规划研究院院长 刘昕

交通运输和能源行业同是国家战略性、基础性产业。推动交通运输和能源深度融合发展,是两大行业发展方式的重大革命。在当前国家深入实施双碳战略,加快建设交通强国的大背景下,推动交通基础设施沿线能源开发利用,创新商业模式,探索新的经济增长点,是新形势下深入挖掘路域开发经济潜力,激发交通产业新动能的重要举措,同时也是保障国家能源安全、助力建设交通强国、美丽中国,积极稳妥推进碳达峰碳中和的必然要求。

交能融合发展面临新的历史机遇

交能融合发展已经成为落实国家战略的重要举措

交能融合发展是践行国家碳达峰碳中和战略的必由之路。

党中央、国务院《关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》明确提出,要加快推进低碳交通运输体系建设,积极发展非化石能源,要求“坚持集中式与分布式并举,优先推动风能、太阳能就地就近开发利用”。深入推进交能融合发展,因地制宜依托交通基础设施开发风、光等可再生能源,加快运输装备新能源与清洁能源替代,对于推动交通运输和能源行业低碳转型升级,助力交通运输行业由能源“消费者”向“产销者”转变,支撑国家“双碳”战略目标实现具有十分重要的意义。

交能融合发展已成为加快建设交通强国,高质量构建综合立体交通网的务实举措。《交通强国建设纲要》(以下简称《建设纲要》)和《国家综合立体交通网规划纲要》(以下简称《规划纲要》)作为我国交通运输领域发展的战略性、纲领性文件,从不同的切入点,对交能融合发展提出了具体要求。《建设纲要》提出,要加速交通基础设施网、运输服务网、能源网与信息网络的融合发展,优化交通能源结构。《规划纲要》强调“推进交通基础设施与能源设施统筹布局规划建设,强化交通与能源基础设施共建共享”“促进交通基础设施网与智能电网融合,适应新能源发展要求”。深入挖掘交能融合发展蕴含的减污降碳综合效益,是可持续发展愿景下交通运输发展的新方向,对于推动交通产业经济发展,加快建设交通强国,高质量构建现代化综合立体交通体系意义重大。

交能融合领域开展了各具特色的探索实践

交通基础设施新能源开发方面,各地百花齐放,各放异彩。如山东枣庄至菏泽高速公路金乡段交能融合工程,通过建立综合能源管控模式,将车棚光伏、建筑光伏、边坡光伏、储能设施、超级充电桩、智能微网等进行有机组合,有效打通“源网荷储”数据信息,使服务区范围内的用电需求和光伏发电水平达到动态平衡,实现了服务区内的“用能自洽”和碳排放的“自我中和”。这项工程也是中国能建集团和交通运输部规划研究院,以及中国公路学会共同提出的交能融合一体化解决方案的具体实践;甘肃省布局了河西走廊绿色能源与公路运输融合大通道示范项目,打造集中式光伏和风力发电基地的同时,依托连霍高速公路沿线土地资源建设分布光伏发电项目,系统构建交能融合产业体系,全面推动区域交能融合发展;天津港北疆港区C段智能化集装箱码头通过建设9.5兆瓦风力发电和1.4兆瓦光伏发电装置,成为全球首个100%使用绿电,绿电100%自产自足的“零碳”码头。

在技术标准规范方面,交能融合发展也具备了一定基础。目前交通运输部正在开展相关研究,在现行标准体系中增设交通能源融合相关标准。在部分技术成熟度高、应用范围广的领域,先行开展工程技术规范和产品装备标准的制修订工作。部分地方也出台了交能融合领域标准规范,如山东省发布了《高速公路边坡光伏发电工程技术规范》,中国航海学会发布了《近“零碳”港区建设技术要求》。交通运输部规划研究院也于近期开展了两项团体标准的研究工作,包括:《高速公路边坡光伏光环境影响评价方法》,探索提出了高速公路边坡光伏组件反射光对周边光环境敏感目标影响的评价方法;《高速公路边坡光伏交通安全性评价技术规程》,力求科学评价边坡光伏工程对司乘人员的眩光影响、对边坡稳定性的影响和事故发生后光伏组件对司乘人员的二次伤害影响等。这两项标准立足工程前期,科学评价高速公路边坡光伏工程可能造成的安全和环境影响,将为交能融合工程项目的顺利实施提供有力支撑。

交能融合发展初步形成了明确的政策导向

国务院《“十四五”现代综合交通运输体系发展规划》,鼓励在枢纽场站、公路等沿线合理布局光伏。交通运输部发布了系列文件,鼓励因地制宜推进公路沿线、服务区等合理布局光伏,同时鼓励在高速公路、港口码头等建成一批分布式“新能源+储能+微电网”项目。部分地方政府也出台了交能融合发展的支持政策,如上海市提出“到2025年,全市交通领域新增光伏装机容量确保达到120兆瓦,力争达到180兆瓦”的建设目标;江苏省提出要加大光伏发电在高速公路沿线、各类加油加气站、车棚、路灯杆等交通领域的应用。山东、浙江、四川、宁夏、内蒙古等地也积极出台政策文件,支持鼓励交能融合发展。

总体来看,当前中国交能融合发展的政策导向逐步清晰,实践经验不断丰富,发展环境日趋完善。伴随着美丽中国、交通强国建设的不断深化,交能融合必将迎来大发展。但也必须清醒地认识到,对标加快建设交通强国和新型能源体系的目标要求,交能融合发展领域目前仍存在许多问题与不足,融合工作还处于单个领域、单一环节、独立项目自发探索的阶段,粗放发展和碎片化融合的现象比较明显,交能融合的系统效率和规模化效益有待进一步提升,主要体现在以下几个方面。首先,顶层设计缺少协同。交通与能源设施布局、要素配置、运营协同等方面缺少系统化、全方位的统筹谋划,推进路径仍不清晰;其次,技术体系尚不完善。交通能源融合工程、技术、产品等领域,特别是交通基础设施沿线清洁能源开发利用、清洁能源发电并网等领域的技术标准相对匮乏;最后,保障机制有待强化。交能融合项目立项、设计、建设等方面的机制尚不健全,项目审批、建设管理、市场交易、运营监管等方面仍存在壁垒。

好的理念是高质量发展的重要指引,有力的技术支撑则是理念落地并取得实效的必备基础。为了进一步推动交通与能源基础设施系统集成,发挥两个体系的综合效能,实现“1+1>2”的效果,推动交通与能源的全方位、多领域、深层次融合,应当不断丰富完善交能融合的发展理念和技术体系。

交能融合发展需要融入新理念

根据国家相关政策要求,结合交通运输部规划研究院开展的研究成果,可将交能融合发展新理念概括为“围绕一个核心、着眼两个视角、统筹三个关系、遵循四个导向、做好五个协同”。

围绕一个核心

围绕一个核心,就是要在双碳战略目标下,充分释放交通运输领域新能源与清洁能源开发潜力,不断优化基础设施布局、结构、功能和系统集成,构建现代化基础设施体系,推动交通运输用能的清洁化替代与低碳化转型,助力交通运输与能源行业绿色低碳发展。

着眼两个视角

着眼两个视角,可概括为小融合和大融合。小融合是立足交通基础设施红线范围内,通过风、光等可再生能源开发利

用,最大程度实现交通终端用电和电力去碳,将绿色经济的电力转化为绿色经济的运力;大融合则是从交通基础设施红线内放眼至交通廊道区域范围,系统开发、科学利用交通廊道区域范围可再生能源资源,优化交通廊道内交通运输及其他关联产业用能,营造绿色低碳可持续发展的良好产业生态。

统筹三个关系

统筹三个关系,首先,统筹安全与发展的关系,要合理确定交能融合建设的规模和强度,树牢交通安全底线,有效保护生态环境安全;其次,统筹投入与产出的关系,以长期、稳定的收益推动交能融合的可持续发展;最后,统筹时间和空间的关系,重点解决用电需求和发电出力时空不匹配等问题。

遵循四个导向

四个导向包括:构建交通能源自洽系统,优先保障交通能源供应稳定及时;推进行业绿色转型,重点是交通运输风、光等可再生能源的深度开发和广泛应用;实现能源高效利用,重点是推动交通网与能源网智慧一体化运营,逐步提高绿电自发自用的比例;力求开放共享,绿电在满足交通运输行业自身需求的基础上,其余电能可通过汇入电网等途径消纳使用。

做好五个协同

做好五个协同包括:做好现代综合交通运输体系和现代能源体系规划的实施协同;做好交通运输供给与能源运输需求的动态协同;推动交通基础设施与能源基础设施的布局协同;做好能源调配与交通能源应用的协同;做好交通与能源的对外开放协同。

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推动交通与能源的全方位、多领域、深层次融合,应当不断丰富完善交能融合的发展理念和技术体系。

从规划工作角度简要分享交能融合新方法

加强顶层设计,强化资源整合,创新技术手段,对于促进交通与能源深度融合发展,构建新型基础设施体系具有举足

轻重的意义。合理的融合方案离不开科学方法的支撑。结合交通运输规划研究院的工作实践,以高速公路光伏开发相关研究为例,有一些新方法值得分享。

概括起来,即“从大处着眼,做好衔接统筹;从基础着手,做好评估预测”。

从大处着眼,首先,要落实国家战略要求。交能融合发展应当符合国家重大战略方向,有利于落实国家双碳战略要求,有利于加快建设交通强国,有利于生态环境保护与资源节约集约利用;其次,要注重与相关规划要求协调衔接。交能融合发展方案、路径等应当与国民经济和社会发展规划要求相衔接,与交通、能源等专项规划相协调,符合国土空间规划、“三区三线”、生态环境保护等相关规划的管控要求;最后,要加强设施资源整合统筹。通过交能融合发展,切实推动交通运输与能源行业在基础设施和通道资源方面实现统筹与共建共享,提高基础设施与通道资源的利用效率,同时提升交通运输与能源网络的韧性和安全性。

具体工作中,需要夯实基础、突出重点、因地制宜,着力解决以下三方面的基础性、前置性问题。

解决高速公路光伏开发条件的评估问题

解决高速公路光伏开发条件的评估问题,需要重点做好三方面工作。首先,要做好高速公路可开发土地资源评估,综

合考虑高速公路里程、技术等级、线位走向、边坡的坡向坡度、桥隧比等因素;其次,要做好光伏组件布设适宜性评估,系统分析高速公路沿线的土地性质、地形地貌、气象灾害、地质灾害、环境保护目标等因素;最后,要做好电力接网条件评估,全面考虑高速公路所在区域的电源结构、负荷特性、网架结构、调控方式等因素。

解决高速公路光伏开发潜力的评估问题

开发潜力评估主要包括三方面内容。首先,区域太阳能资源评估,主要考虑太阳能辐射总量和时空变化特征等因素;

其次,高速公路光伏可开发规模预测,主要考虑光伏组件的尺寸、安装方式等因素;最后,气象条件影响下的太阳能开发规模预测,需综合考虑辐照度、稳定度、温度、湿度、云量等因素的复合影响。目前,交通运输部规划研究院依托山东枣庄至菏泽高速、连霍高速甘肃河西走廊段等工程开展了多场景、多维度理论测算和工程验证,取得了较为理想的成果。

解决高速公路能源需求预测问题

高速公路的能源需求主要包括基础设施用能和运输工具用能两方面,交通运输部规划研究院在实践工作中积累了一些方法,如基于观测数据的公路基础设施能耗预测法和运输工具用能需求预测法等。

做好了以上工作,交能融合发展的定位会更加清晰,布局将更为合理,更有助于发挥交能融合的社会、经济、环境效益。

交能融合发展意义深远、潜力巨大、前景广阔,对于推动交通产业经济健康发展具有重要作用。但现阶段,交能融合的实践探索才刚刚起步,需要我们在开局之时加强顶层设计,注重新理念指导与新方法创新,做好工作协同,以高质量的交通能源融合发展,贯彻落实国家碳达峰碳中和战略,为加快建设交通强国和能源强国奠定更加坚实的基础。

【编辑: 任 燕】
【审核:余大鹏】
【终审:张波】

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