第06版:学术·评论

中国能源报 2023年08月07日 星期一

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交通与能源融合发展进入快车道

■马新政 《 中国能源报 》( 2023年08月07日   第 06 版)

  核心提示

  现阶段,在我国终端能源消费结构中,交通用能占比约17%。在碳排放结构中,交通占比约10.4%,而在交通用能结构中,电力占比不到5%,绿色电力占比则不到2%。推动公路、港口、铁路等典型应用场景的绿色电能替代,可以有效发挥新能源的就地可靠替代作用。

  仅以当前全国约18万公里的在运收费公路为例进行估算,可开发的光伏潜力就达到1亿千瓦左右。据估计,我国交通运输用地占国土面积的1%,若将这些用地面积的20%布设光伏,预计装机规模约为9.5 亿千瓦,年发电量占2022 年我国全社会用电量的12%。可见,交通行业与可再生能源具有广阔的融合发展空间,发展意义重大,既有利于进一步发展可再生能源,又有利于推动交通能源低碳转型。

  

  6月2日召开的国务院常务会议指出,要构建“车能路云”融合发展的产业生态,提升全产业链自主可控能力和绿色发展水平。“车能路云”融合发展在国常会首次被提及,为交通领域绿色低碳、数字智慧、共享融合发展指明了方向。

  “车能路云”融合发展,具体来说,就是指汽车、智能交通、新能源、互联网技术、物联网技术、车联网技术和云计算大数据等融合统筹发展,是交通领域助力实现“双碳”目标的关键技术路径之一。

  自“双碳”目标提出以来,作为碳排放大户,交通与能源领域的融合发展受到社会各界广泛关注。国务院印发的《2030年前碳达峰行动方案》提出,将交通运输绿色低碳行动纳入“碳达峰十大行动”。此后,《国家综合立体交通网规划纲要》提出,要推进交通基础设施网与能源网融合发展,将交通基础设施与能源设施统筹布局规划建设,强化共建共管、共享共营,提高设施与资源综合利用效率,减少能源资源消耗,促进交通基础设施网、智能电网及其他网络的融合。

  交能融合是一种新业态

  对实现绿色发展大有裨益

  中国工程院院士严新平表示,交能融合是推动交通与能源两个行业创新的重要举措和方向。

  “能源网、信息网、交通网、人文网和能源流、信息流、物质流、价值流融合,可以将人的主观能动性和能源革命、信息革命、交通(出行)革命联动起来。”中国工程院院士、香港大学荣誉教授陈清泉表示。

  交能融合是一项系统且复杂的工程,通过低碳化、电动化、智慧化技术,实现能源网、交通网、数字网、产业网四网融合发展。

  中国能建党委书记、董事长宋海良在今年全国两会政协提案中指出,交通网和能源网融合发展是打造交通能源新基建的创新模式与新业态,在绿色公路、绿色轨道交通、绿色港口、绿色船舶、绿色航道等领域具有广阔的发展前景。

  更为关键的是,全面推进交能融合发展,可以发挥交通和能源两大行业对国家绿色低碳发展放大、叠加、倍增的作用,可以将建设绿色交通强国、落实能源安全新战略、践行碳达峰碳中和目标有效结合。

  交通运输部科学研究院副院长方海公开表示,面对资源紧缺、气候变化、环境污染带来的严峻挑战,推动交通资产能源化、交通用能绿色化,既是实现交通领域碳达峰碳中和目标的有效途径,也可以助力构建新型电力系统、推动能源绿色革命,这已逐渐成为交通行业与能源行业的发展共识。

  数据显示,现阶段,在我国终端能源消费结构中,交通用能占比约17%。在碳排放结构中,交通占比约10.4%。而在交通用能结构中,电力占比不到5%,绿色电力占比则不到2%。

  结合交通领域的建设条件以及用能需求,推动公路、港口、铁路等典型应用场景的绿色电能替代,可以有效发挥新能源的就地可靠替代作用。仅以当前全国约18万公里的在运收费公路为例进行估算,考虑公路两侧的可利用宽度、桥隧比、植被覆盖等差异性条件,可开发的光伏潜力就达到1亿千瓦左右。

  “交通行业与可再生能源具有广阔的融合发展空间,发展意义重大,既有利于进一步发展可再生能源,又有利于推动交通能源低碳转型,共同为实现碳达峰碳中和目标作出贡献。”国家能源局新能源和可再生能源司副司长王大鹏表示。

  据估计,我国交通运输用地占国土面积的1%,若将这些用地面积的20%布设光伏,预计装机规模约为9.5 亿千瓦,年发电量占2022 年我国全社会用电量的12%。可见,交通基础设施资源化有较大空间。

  交能融合加快布局

  多点突破取得积极进展

  中国工程院院士干勇指出,随着“双碳”目标的持续推进,我国能源结构将持续优化。推进交通运输绿色低碳转型的关键,就在于动力低碳替代和运输工具能效提升。

  2022年12月,2022世界交通运输大会期间,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》发布,为推动交通与能源绿色融合发展、绿色转型提供了系统解决方案。

  今年5月10日,全国首个全路域交能融合示范工程山东枣菏高速公路交能融合(源网荷储一体化)示范工程首批并网发电,交能融合发展新理念如光束穿透,照进现实。

  山东枣菏高速公路交能融合(源网荷储一体化)示范工程利用服务区、边坡、收费站和互通区匝道等设置分布式光伏电站,建设充电桩、智慧路灯、风机、储能系统、智慧能源系统,全长177公里。项目建成后,预计将生产清洁电力约28.9亿千瓦时,年均发电1.36亿千瓦时,相当于每年节约标煤约4.15万吨,减排二氧化碳约11.4万吨。

  高速公路服务区是公路交通的重要服务节点,全年昼夜无休运转,排放大量温室气体,是公路基础设施降碳的主要场景之一。在服务区内建设分布式新能源系统可以降低服务区温室气体排放量。

  在枣菏高速金乡服务区,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,整个服务区实现“自发自用、余电上网”100%绿电供应。交能融合一体化智慧管理平台把绿色能源和交通系统衔接了起来。

  分布式可再生能源在交通领域的应用是交通与能源融合发展的关键,是建设(近)零碳交通示范区(枢纽、公路服务区、港区等)的重要技术路径。

  据统计,我国约有高速公路服务区7500个,每个服务区每年的二氧化碳排放量约为500吨,全国高速公路服务区每年二氧化碳排放量约375万吨。

  7月12日,济南东零碳服务区正式投入使用。该服务区重点打造可再生能源利用系统、零碳智慧管控系统、污废资源化处理系统、林业碳汇提升系统“四大系统”工程,已实现零碳运营,并具备“可持续碳中和”能力。

  除了在公路领域大力推动交能融合发展,航空、轨道、城市、水运等场景也在有序推进。例如,黄花机场T3航站楼“零碳机场”能源专项工程可再生能源利用率设计指标为29%,位居全国第一,将采用地源热泵、空气源热泵、分布式光伏等优质绿色可再生能源,从源头上全面优化机场供能体系,将成为首个应用中深层地热技术的大型综合交通枢纽。与此同时,通过微电网、储能、充电桩优化机场负荷特性,有效降低能源使用强度和排放强度,通过智慧综合能源管控平台双层高效智能控制体系,实现冷热电水气多种能源的协同优化及机场各工况条件下的综合低碳运行。

  加强顶层设计

  推动全领域有序发展

  近几年,聚焦理念先行、体系搭建、技术跟进,我国交能融合发展取得一系列卓有成效的进展,形成了一系列先行先试的系统产品,在交能融合领域源网荷储一体化、人车路能云一体化方面实现巨大突破,但仍需进一步统筹规划、协调发展。

  中国公路学会党委书记、理事长翁孟勇指出,交通与能源行业的深度融合发展,需要构建完善的支撑保障体系,从公路轨道、港口水运、城市物流、航空交通等多个领域统筹推进。

  交通运输部规划研究院院长刘昕指出,要基于交通运输的运行特点、分布规律和用能特征,探索加强智慧交通网与智能电网的充分衔接,做好电网供能与交通用能间的有机协同,统筹兼顾商用车量大集中和乘用车点多面广的用能需求,不断提高两网协同运行效率,逐步提升融合发展效益。

  宋海良表示,要大力支持关键技术装备的研发创新,集中攻关绿色供能规划设计、特殊场景新能源开发、并网输送与多能变换等交能融合关键技术,研发多网融合智慧运营、电热冷氢高效变换等核心装备,为产业链延伸拓展提供有力支撑。

  电规总院党委书记、院长杜忠明指出,交通各场景用能清洁替代需要找准着力点与技术路线,建议将交能融合发展纳入交通强国总体规划,加强能源与交通领域标准规范的对接。