随着社会经济的发展和城市化进程加速,道路交通已成为人们生活中不可缺少的一部分。截至目前,我国道路交通发展已取得长足进步,形成覆盖广袤国土的以公路网和铁路网为主的规模庞大的陆路交通系统与配套设施,路网总里程超500万公里,其中高速公里里程超14万公里。
然而,我国陆路交通系统运行严重依赖电网,尤其是西部弱/无电网地区的公路能源供给匮乏,一旦电力系统出现瘫痪,可谓“寸步难行”。此外,作为主要“碳源”之一,交通运输排放占我国碳排放总量约10.4%,是节能减碳的主要战场之一,交通运输领域实现低碳转型意义重大。
经济社会安全稳定运行离不开高弹性的交通网,提升交通网弹性的根本绕不开交通能源结构的变革。北京交通大学教授贾利民在接受媒体采访时曾指出,“光伏作为一项相对成熟的技术,是提高交通弹性,构建清洁、绿色和高弹性的交通能源系统的重要途径。” “光伏+交通”不仅能够响应国家节能降耗的发展要求,也对降低交通运营成本、提升经济效益以及盘活交通领域闲置资产提供强有力的支撑。推动交通运输领域的能源革命,是落实国家能源生产和消费革命要求的重要内容,也是转变粗放发展方式、实现交通运输可持续发展的必由之路。
能源技术发展使交能融合成为可能
交能融合,即交通行业与绿色可再生能源的融合发展。推动交能融合发展,可以扩大可再生能源的利用范围;同时,新能源的不断发展,也让一些新型交通技术的实现成为可能。
近年来,我国交通运输部与能源部门充分考虑燃料、电力及绿色能源等输送特点,在新型交能设施统筹布局规划建设中不断探索,将共建共享理念融入交能基础设施,一方面提高交通设施利用效率,另一方面减少能源资源消耗。
随着光储一体化等新能源技术的发展与成熟,以及各种新材料在太阳能光伏发电、输电以及储电方面的成功应用,交能融合逐渐成为可能。交能融合设备或成为交通建设的重要基础设施之一。
2022年12月,2022世界交通运输大会召开,会议主题为“交能融合·绿动世界”,与会专家共商交能融合发展方案,绘制交能融合发展蓝图。更为引人注目的是,此次论坛发布了交能融合领域首个综合性报告——《交通与能源融合发展报告2022》,为推动交通与能源绿色融合发展、绿色转型给出了系统解决方案。
5月11日,由中国公路学会、中国能源建设集团有限公司共同举办的中国公路学会交通与能源融合发展工作委员会成立大会召开。记者注意到,本次大会对外发布了《交能融合一体化解决方案》,该方案总结了交通行业面临的“供电难”“伪低碳”两个突出问题,指向了交通与能源融合的现实难题,并提出了解决路径。
枣菏高速交能融合示范工程便是该方案落地的典型样本之一。
据介绍,上述项目利用服务区、路侧边坡等高速公路基础设施潜力,就地开发新能源,设置分布式光伏、风电储能等设备,产生的电能自发自用,余电还可上网。“该项目将新能源、高速公路两个行业的系统相互融合,实现源网荷储一体化和车路能云一体化,为基础设施和运输车辆持续提供绿色清洁能源。”枣菏高速交能融合示范工程技术负责人高抗说。
广阔市场前景
“光伏+交通”具有非常强的场景嵌入能力,能够依托闲置土地、屋顶、建筑立面、斜坡等发挥功用,生产绿电,可谓“不占资源,创造资源”。
据测算,全国交通领域的分布式光伏项目开发潜力大概在4.7亿千瓦,其中公路约为2.9亿千瓦,铁路约为1.7亿千瓦,水运约为1千万千瓦。
根据测算以及技术进步的情况,分布式光伏交通领域的应用可分为三个发展期:2025年之前是起步期,2025-2035年是快速发展期,2035-2050是规模化发展期。近期而言,“光伏+交通”应优先选择铁路客运站、水运交通屋顶、高速服务区、用能需求较大的公路隧道以及具有较好接网条件的高速互通区开发分布式光伏发电项目。从运营模式来看,主要以交通设施分布式光伏项目自发自用为主,余电上网为辅。
当下,分布式光伏+交通仍面临跨行业的政策机制壁垒与推进力度的差异。业内人士指出,交通领域的新能源开发建设,涉及交通、能源、交管、环保等多个行业管理部门,在审批、建设、监管等方面存在着大量交叉模糊地带,是目前难以突破的最大外部瓶颈。当前试点示范大多由交通领域为主推动,能源领域对于路域分布式光伏等场景的关注力度相对较弱。
随着相关领域光伏政策法规不断完善落地,技术标准、经济性不断完善,交通分布式光伏市场将朝着标准化、规模化、品质化快速发展。未来,光伏+交通的融合发展必将成为双碳目标下的大势所趋,一旦“光伏+交通”模式被大面积推广应用,将会成为光伏行业新的应用增长蓝海,蕴含千亿级市场空间。
交通+光伏的应用模式
发展至今,“光伏+交通”项目已经遍地开花、屡见不鲜。小编汇总了几种较为普遍的应用模式:
光伏+高速公路
作为“光伏+交通”的典型应用场景,光伏高速公路就是利用高速公路沿线的边坡、加油站、服务区、道路隧道隔离带、停车场遮阳棚等闲置土地资源,布置光伏组件及配套储能设施。因为高速路无遮挡,安装光伏的环境条件良好;且高速路本身配备声屏障,将光伏声屏障代替传统声屏障,不但充分利用了现有资源,而且还提高了可再生能源应用比例。不久的将来,以光伏高速公路为主导的新型道路交通系统或将成为新的能源中心。
光伏+服务区
将分布式光伏发电系统是在高速公路服务区场地或附近建设运行,以用户侧自发自用为主、多余电量上网且在配电网系统平衡调节为特征的光伏发电设施。
今年5月,由新疆交投集团投资建设的羊塔克库都克服务区分布式光伏科技示范项目,顺利通过竣工验收,已投入使用。项目光伏装机规模约为554.4kWp,储能为1200kWh,项目实施后每年节省标准燃煤约291.8吨,减排二氧化碳约727.3吨。该项目是新疆公路交通行业第一个"交通+绿色低碳”分布式光伏项目,首座采用能量管理系统(EMS)的分布式光伏微网电站,通过对新能源发电、储能、负载用电进行实时监控和统计分析,可以随时通过手持、电脑等终端查看系统运行情况,是对“双碳目标”下交通能源信息化的有益探索。
光伏+高铁站
2022年9月,合杭高铁湖杭段开通运营。作为湖杭段最大的新建车站,杭州西站总建筑面积约51万平方米,相当于70个标准足球场,获得了国家绿色建筑三星级认证。车站充分利用屋顶空间,布置了面积达1.5万平方米、装机约3兆瓦的光伏电池板,预计年均发电量达231万度,每年可节约标准煤830余吨,减少二氧化碳排放量2300余吨。
同年6月,亚洲最大铁路枢纽客站——北京丰台站开通运营,建筑面积40万平方米,是国内首座双层车场设计的车站。屋顶光伏是北京丰台站的特色之一,充分利用6万多平方米的屋顶,布置了装机约6.5兆瓦的光伏电池板,预计年发绿电700多万度,为站内照明、取暖、制冷、通风、客运电梯及冷库等提供绿色能源。
光伏+地铁站
上海地铁龙阳路基地光伏发电项目由上海地铁新能源公司投资建设,项目于2019年底并网发电,包括龙阳路地铁站在内,上海地铁已有10个车辆基地完成光伏发电系统并网,总装机量合计约24兆瓦,年均发电量约2300万度。
光伏+机场
北京大兴国际机场始终贯彻绿色建设理念,高效利用各种能源,其中可再生能源总量占机场年综合能源消费总量10%以上,是目前全国运用可再生能源比例最高的机场,被誉为“绿色新国门”。可再生能源主要应用在停车楼顶、货运区屋顶、公务机库、能源中心完成太阳能光伏发电设施建设;在蓄滞洪区周边、公务机楼、飞行区服务设施建设浅层地热利用设施;在污水处理厂配置污水源热泵等区域。
其中,飞行区北一跑道铺设的光伏系统,是中国首个民航系统跑道周边的光伏系统。在机场货运区、东跑道、公务机区三块区域建设了分布式光伏发电系统,将一次性开发建成,年均发电量达到610万度,约占机场总能源使用的1%。该系统开辟了“光伏+机场”创新应用的新模式,对未来民航领域进一步推进光伏应用具有较强的示范作用。
光伏+车棚
光伏+车棚”是将光伏和车棚顶结合起来,利用停车棚的闲置面积,在工厂园区、商业区、医院、学校等建设光伏车棚,可解决露天停车场夏日车内温度高的问题,发的电除了供给车辆使用外,多余的电量还可以卖给国家,不仅有非常不错的收益,还能减缓城市的用电压力。
光伏+港口码头
港口是世界经济的增长的重要推动力,同时也是世界上主要的耗能单位和污染源头。在全球能源危机和环境恶化的新形势下,国际港口界提出了“绿色港口”的发展理念。“光伏+港口”模式将有效提高绿色电力利用率,降低用电成本,以清洁能源助力节能减排。
光伏+油船
中石化首次在加油船上进行光伏发电,加油船项目位于佛山市南海区小塘,铺设在屋顶表层的组件为建筑物增加了一层隔热层,室内温度可降低5至6度,有效降低空调负荷约20%,大大的降低了能耗成本。
文章来源: 世纪新能源网,上观新闻,元一能源
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