交能融合新風口

陳惟杉

邊坡光伏。

在我國能源消費結構中，交通行業用能占比約17％，其中95％以上是化石能源，電力占比不到5％，綠電占比更低，僅不到2％。從碳排放角度來看，交通行業占碳排放總量的10.4％，是我國第三大碳排放行業。為了實現“雙碳”目標，交通行業綠低碳轉型勢在必行。

“加快交通與能源綠色融合發展，符合產業規律，契合政策導向，形成交能合力，能夠有效推動清潔能源在交通領域電能供應側的開發應用，以及交通用能工具的清潔化替代，對建設交通強國與新型能源體系、支撐交通與能源行業乃至全社會實現‘雙碳’目標具有重要意義。”9月25日，中國能建黨委書記、董事長宋海良在全球可持續交通高峰論壇（2023）交通與能源融合發展邊會致辭時如此表示。

交通與能源融合發展，在外界聽來是個相對陌生的概念，但是因為其對“雙碳”目標的重要支撐意義，正成為當下又一個風口。簡言之，交能融合模式能夠集約高效地生產和利用資源，從而實現“1+1>2”的作用。

這也是中國能建在加速推進能源網、交通網、數字網、水網、生態網、產業網、文化網“七網”深度融合過程中重點布局的領域，并且已經形成一批示范項目，山東棗菏高速交能融合項目便是其中之一。

談及交通行業綠色低碳轉型，人們更多想到的是新能源汽車替代傳統燃油汽車。但是這場轉型的發力點遠不止于此，交通行業綠色低碳轉型中的另一個關鍵是如何提升交通基礎設施建設、運營期間的綠色能源使用比例，以及如何利用交通基礎設施承載綠色能源開發。這便是交通與能源融合，即交能融合希望解決的問題。

今年5月，中國能建投資建設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段正式并網發電。項目年均發電量1.36億千瓦時，相當于替代標準煤約4.1萬噸，減少碳排放11.4萬噸。

項目充分挖掘路域內的資源稟賦，利用山東棗菏高速沿線符合建設條件邊坡，高速沿線服務區、收費站、建筑物屋面等可利用空間建設分布式光伏電站，并以此構建“源網荷儲”一體化清潔能源供給消納體系，為路域內服務區、收費站等設施持續提供綠色電力供應，實現金鄉零碳智慧服務區100％綠電供應。換言之，微電網體系內可實現供給消納動態平衡，并逐步降低對大電網依賴，成為交通基礎設施供能主力。

但是面對負荷側與發電側的雙重不確定性，如何確保供電穩定？項目通過“多元清潔能源+智能微網+儲能+充換電設施”建設源網荷儲一體化系統來確保電力的穩定運行。首先配置了較大規模的儲能設施，用以調配發電和用電的時空不均衡性。其次，通過智慧管控平臺，對公路車流量、服務區客流量、新能源車充電需求進行預測，用以調配區域用電的不均衡性，自動生成綠電調度策略，實現高速全域光伏發電和服務區負荷的協同控制。再次，通過“自發自用，余電上網”的模式提高能源利用率，即如果微電網內部新能源出力不足便從大電網調電，反之，如果有余量也可以向大電網反向送電。

為什么一定要采用分布式新能源電站為交通基礎設施供應綠電？

其實在未來，依靠大電網供電或將難以滿足交通行業用能需求。從更現實的角度來看，目前建設集中式光伏電站，每個省份都有指標，獲取指標的難度正在變大，而分布式光伏電站多采取備案制。此外，高速公路邊坡本就是閑置土地，使用成本較低，可以進一步降低光伏電站的度電成本。

其實，在高速公路場景下利用閑置土地，特別是服務區建設分布式光伏電站并非沒有先例。但是山東棗菏高速交能融合項目的特殊之處在于覆蓋“全路域”，棗菏高速公路全長177公里，沿線邊坡、匝道等可利用于鋪設光伏組件的土地共332萬平方米，其中以沿線邊坡為主，未來會被全部利用。

棗菏高速于2016年年底開工建設，2020年8月通車運營。中國能建之所以選擇將全國首個全路域交能融合項目落地于此，主要原因便是山東光照條件良好，日照時數在2100～2500小時之間，年輻射變化范圍在1340～1470千瓦時/平方米之間，具有充裕的光能資源，而且棗菏高速為東西走向，南側邊坡適宜建設光伏電站。

隨著今年5月項目金鄉段完工運行，已經利用約32公里邊坡建設分布式光伏電站，裝機總量約22.09兆瓦。目前，項目二期工程也已啟動，將整條高速公路具備安裝條件的路段全部鋪設光伏組件。

之所以率先完成金鄉段工程，一方面是項目報批報建需要時間，更重要的是項目目前的消納能力有限，這與項目能否實現良性商業模式息息相關。“基于目前消納能力測算，考慮到首個全路域交能融合項目的特殊之處，比如針對光伏組件的裝形便做了大量嘗試，付出了大量試錯成本，預計項目的投資回報周期達到十余年，但是伴隨未來消納能力的增長，以及整套解決方案完善，未來可以直接復制到其他項目，同時縮短投資回報周期。”中國能建方面向《中國新聞周刊》解釋說。

建立起一套良性的商業模式顯然對于交能融合項目推廣至關重要，棗菏高速交能融合項目的商業模式究竟如何？

“首先，分布式光伏電站發電后優先自用。以從大電網購電成本為0.78元/度作為參照，項目光伏發電的成本約為每度電0.2～0.3元，余電上網的價格為0.39元/度，如此電價差會帶來部分收益。其次，目前項目金鄉段更多起到示范作用，隨著新能源汽車滲透率上升，對于服務區充電、換電的需求也會隨之上升，未來項目內部基本可以實現光伏發電全部消納。”中國能建方面告訴記者，項目還會建設重卡換電站，充滿一塊重卡使用的電池需要500多度電，而且山東區域內高速物流繁忙，棗菏高速日均車流量約為2.2萬車次，是良好的換電重卡應用場景。

據業內專家測算，項目基本能夠超過分布式光伏電站的平均收益水平。如果“一條路”產生的新能源電力能被交通基礎設施、產業全部用掉，自洽率達到100％，項目收益率遠超傳統投資項目。隨著新能源汽車滲透率提高，高速公路服務區的充換電服務會是交能融合項目重要的商業場景。

目前項目金鄉段已經運行數月，其間也暴露出一些此前未曾想到的問題，比如高速公路邊坡雜草生長較快，而且光伏組件容易積灰，影響光電轉化效率，需要定期清理。“相比于集中式光伏電站，分布于高速公路邊坡，綿延數十、數百公里的分布式光伏電站確實運維難度更多，我們也采取了一系列措施，比如針對光伏組件積灰的問題，通過安裝自動噴淋、涂膜等方式解決，未來還計劃將道路基礎設施與能源基礎設施的運維結合。” 中國能建方面向記者介紹說。

對于推進交能融合面臨的問題，中國能建黨委書記、董事長宋海良告訴《中國新聞周刊》，目前仍然面臨著政策機制不夠完善、標準體系不夠健全、交互渠道不夠暢通、模式路徑不夠明確、技術支撐不夠有力“五大突出問題”。

作為交能融合先行先試項目，棗菏在項目建設初期，從設計、施工到投產后的運營維護都沒有對應的規范和流程可供參考，也沒有標準，只能摸著石頭過河，在整個建設過程中面臨著政策機制不完善、標準體系不健全、關鍵技術未突破、解決方案不成熟等諸多難題。

中國能建方面人士告訴記者，下一階段準備在高速公路施工階段就將交能融合納入考慮，提高施工階段的綠電使用比例，即交能融合一體化解決方案。“如果在設計、施工階段就考慮利用邊坡建設光伏電站，其實相比后期建設更為容易，比如會省去很多打樁、除草等環節，將會大幅降低項目建設成本。”

所謂交能融合一體化解決方案將覆蓋從建設施工到運營管理的各個環節，從規劃設計開始便考慮如何提高綠電在各個環節中的占比。在設計階段，就將交通基礎設施與能源基礎設施進行一體化設計、一次性施工，集約化利用土地的同時避免重復施工。比如選擇合適地點建設綠色施工供能站，滿足周邊施工用能需求，建設完成后再將其擴建為永久性的綜合能源供給站。

盡管交能融合尚在探索階段，但不少地方政府已經規劃了交能融合發展目標。如上海提出，到2025年全市交通領域新增光伏裝機容量確保達到120MW，力爭達到180MW，新建交通設施建筑屋頂安裝光伏面積不低于50％。江蘇提出，到2025年建設完成10個綠色交通示范縣（市、區）區域性項目、40個綠色交通主題性項目。山東發文要求加快綠色交通基礎設施建設，推進綠色公路、綠色鐵路、綠色港口和綠色機場建設，推動交通網、能源網融合發展。

在交能融合發展初期階段，公路場景確實是更為優越的選擇，只要所在地區風光條件滿足，一般均可實施交能融合模式。但這遠非交能融合的全部場景。中國能建正在積極打造長沙黃花機場、上海洋山港、長江中下游綠水零碳工程、江蘇海太長江隧道清潔能源供電工程、松原氫能產業園等一批涵蓋綠色公路、綠色航道、綠色軌道交通、綠色機場、綠色船舶全場景交能融合示范項目。

未來，交能融合的場景將更加廣闊，交能融合的價值將更加彰顯。