交能融合新风口

陈惟杉

边坡光伏。

在我国能源消费结构中，交通行业用能占比约17％，其中95％以上是化石能源，电力占比不到5％，绿电占比更低，仅不到2％。从碳排放角度来看，交通行业占碳排放总量的10.4％，是我国第三大碳排放行业。为了实现“双碳”目标，交通行业绿低碳转型势在必行。

“加快交通與能源绿色融合发展，符合产业规律，契合政策导向，形成交能合力，能够有效推动清洁能源在交通领域电能供应侧的开发应用，以及交通用能工具的清洁化替代，对建设交通强国与新型能源体系、支撑交通与能源行业乃至全社会实现‘双碳’目标具有重要意义。”9月25日，中国能建党委书记、董事长宋海良在全球可持续交通高峰论坛（2023）交通与能源融合发展边会致辞时如此表示。

交通与能源融合发展，在外界听来是个相对陌生的概念，但是因为其对“双碳”目标的重要支撑意义，正成为当下又一个风口。简言之，交能融合模式能够集约高效地生产和利用资源，从而实现“1+1>2”的作用。

这也是中国能建在加速推进能源网、交通网、数字网、水网、生态网、产业网、文化网“七网”深度融合过程中重点布局的领域，并且已经形成一批示范项目，山东枣菏高速交能融合项目便是其中之一。

谈及交通行业绿色低碳转型，人们更多想到的是新能源汽车替代传统燃油汽车。但是这场转型的发力点远不止于此，交通行业绿色低碳转型中的另一个关键是如何提升交通基础设施建设、运营期间的绿色能源使用比例，以及如何利用交通基础设施承载绿色能源开发。这便是交通与能源融合，即交能融合希望解决的问题。

今年5月，中国能建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。项目年均发电量1.36亿千瓦时，相当于替代标准煤约4.1万吨，减少碳排放11.4万吨。

项目充分挖掘路域内的资源禀赋，利用山东枣菏高速沿线符合建设条件边坡，高速沿线服务区、收费站、建筑物屋面等可利用空间建设分布式光伏电站，并以此构建“源网荷储”一体化清洁能源供给消纳体系，为路域内服务区、收费站等设施持续提供绿色电力供应，实现金乡零碳智慧服务区100％绿电供应。换言之，微电网体系内可实现供给消纳动态平衡，并逐步降低对大电网依赖，成为交通基础设施供能主力。

但是面对负荷侧与发电侧的双重不确定性，如何确保供电稳定？项目通过“多元清洁能源+智能微网+储能+充换电设施”建设源网荷储一体化系统来确保电力的稳定运行。首先配置了较大规模的储能设施，用以调配发电和用电的时空不均衡性。其次，通过智慧管控平台，对公路车流量、服务区客流量、新能源车充电需求进行预测，用以调配区域用电的不均衡性，自动生成绿电调度策略，实现高速全域光伏发电和服务区负荷的协同控制。再次，通过“自发自用，余电上网”的模式提高能源利用率，即如果微电网内部新能源出力不足便从大电网调电，反之，如果有余量也可以向大电网反向送电。

为什么一定要采用分布式新能源电站为交通基础设施供应绿电？

其实在未来，依靠大电网供电或将难以满足交通行业用能需求。从更现实的角度来看，目前建设集中式光伏电站，每个省份都有指标，获取指标的难度正在变大，而分布式光伏电站多采取备案制。此外，高速公路边坡本就是闲置土地，使用成本较低，可以进一步降低光伏电站的度电成本。

其实，在高速公路场景下利用闲置土地，特别是服务区建设分布式光伏电站并非没有先例。但是山东枣菏高速交能融合项目的特殊之处在于覆盖“全路域”，枣菏高速公路全长177公里，沿线边坡、匝道等可利用于铺设光伏组件的土地共332万平方米，其中以沿线边坡为主，未来会被全部利用。

枣菏高速于2016年年底开工建设，2020年8月通车运营。中国能建之所以选择将全国首个全路域交能融合项目落地于此，主要原因便是山东光照条件良好，日照时数在2100～2500小时之间，年辐射变化范围在1340～1470千瓦时/平方米之间，具有充裕的光能资源，而且枣菏高速为东西走向，南侧边坡适宜建设光伏电站。

随着今年5月项目金乡段完工运行，已经利用约32公里边坡建设分布式光伏电站，装机总量约22.09兆瓦。目前，项目二期工程也已启动，将整条高速公路具备安装条件的路段全部铺设光伏组件。

之所以率先完成金乡段工程，一方面是项目报批报建需要时间，更重要的是项目目前的消纳能力有限，这与项目能否实现良性商业模式息息相关。“基于目前消纳能力测算，考虑到首个全路域交能融合项目的特殊之处，比如针对光伏组件的装形便做了大量尝试，付出了大量试错成本，预计项目的投资回报周期达到十余年，但是伴随未来消纳能力的增长，以及整套解决方案完善，未来可以直接复制到其他项目，同时缩短投资回报周期。”中国能建方面向《中国新闻周刊》解释说。

建立起一套良性的商业模式显然对于交能融合项目推广至关重要，枣菏高速交能融合项目的商业模式究竟如何？

“首先，分布式光伏电站发电后优先自用。以从大电网购电成本为0.78元/度作为参照，项目光伏发电的成本约为每度电0.2～0.3元，余电上网的价格为0.39元/度，如此电价差会带来部分收益。其次，目前项目金乡段更多起到示范作用，随着新能源汽车渗透率上升，对于服务区充电、换电的需求也会随之上升，未来项目内部基本可以实现光伏发电全部消纳。”中国能建方面告诉记者，项目还会建设重卡换电站，充满一块重卡使用的电池需要500多度电，而且山东区域内高速物流繁忙，枣菏高速日均车流量约为2.2万车次，是良好的换电重卡应用场景。

据业内专家测算，项目基本能够超过分布式光伏电站的平均收益水平。如果“一条路”产生的新能源电力能被交通基础设施、产业全部用掉，自洽率达到100％，项目收益率远超传统投资项目。随着新能源汽车渗透率提高，高速公路服务区的充换电服务会是交能融合项目重要的商业场景。

目前项目金乡段已经运行数月，其间也暴露出一些此前未曾想到的问题，比如高速公路边坡杂草生长较快，而且光伏组件容易积灰，影响光电转化效率，需要定期清理。“相比于集中式光伏电站，分布于高速公路边坡，绵延数十、数百公里的分布式光伏电站确实运维难度更多，我们也采取了一系列措施，比如针对光伏组件积灰的问题，通过安装自动喷淋、涂膜等方式解决，未来还计划将道路基础设施与能源基础设施的运维结合。” 中国能建方面向记者介绍说。

对于推进交能融合面临的问题，中国能建党委书记、董事长宋海良告诉《中国新闻周刊》，目前仍然面临着政策机制不够完善、标准体系不够健全、交互渠道不够畅通、模式路径不够明确、技术支撑不够有力“五大突出问题”。

作为交能融合先行先试项目，枣菏在项目建设初期，从设计、施工到投产后的运营维护都没有对应的规范和流程可供参考，也没有标准，只能摸着石头过河，在整个建设过程中面临着政策机制不完善、标准体系不健全、关键技术未突破、解决方案不成熟等诸多难题。

中国能建方面人士告诉记者，下一阶段准备在高速公路施工阶段就将交能融合纳入考虑，提高施工阶段的绿电使用比例，即交能融合一体化解决方案。“如果在设计、施工阶段就考虑利用边坡建设光伏电站，其实相比后期建设更为容易，比如会省去很多打桩、除草等环节，将会大幅降低项目建设成本。”

所谓交能融合一体化解决方案将覆盖从建设施工到运营管理的各个环节，从规划设计开始便考虑如何提高绿电在各个环节中的占比。在设计阶段，就将交通基础设施与能源基础设施进行一体化设计、一次性施工，集约化利用土地的同时避免重复施工。比如选择合适地点建设绿色施工供能站，满足周边施工用能需求，建设完成后再将其扩建为永久性的综合能源供给站。

尽管交能融合尚在探索阶段，但不少地方政府已经规划了交能融合发展目标。如上海提出，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頂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。

在交能融合发展初期阶段，公路场景确实是更为优越的选择，只要所在地区风光条件满足，一般均可实施交能融合模式。但这远非交能融合的全部场景。中国能建正在积极打造长沙黄花机场、上海洋山港、长江中下游绿水零碳工程、江苏海太长江隧道清洁能源供电工程、松原氢能产业园等一批涵盖绿色公路、绿色航道、绿色轨道交通、绿色机场、绿色船舶全场景交能融合示范项目。

未来，交能融合的场景将更加广阔，交能融合的价值将更加彰显。