光伏发电是提高交通网弹性的重要途径

我国目前已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，然而交通基础设施和交通系统运行严重依赖电网，特别是弱/无电网地区公路能源供给匮乏。近年来，随着交通智能化信息化的发展，作为智慧化交通基础设施不可分割部分的信息化智能化设施，如车路协同、自动驾驶、信息服务、交通检测与管控等路侧设备，都需要稳定持续可靠的电力能源供给。

不少国家、地区的许多事例都表明，电力一旦瘫痪，陆路交通必然瘫痪。经济社会运行安全、能源安全、国家安全离不开高弹性的交通网络，而交通网弹性的提升和根本保障离不开交通能源结构的调整和根本变革。

当前，我国正积极推进交通基础设施网与运输服务网、信息网、能源网融合发展。我国有着丰富且各有差异的可再生能源自然禀赋，如何利用交通系统基础设施承载的可再生能源自然禀赋，实现交通系统能源自洽的清洁能源生产和利用，为交通系统绿色化和交通能源系统弹性化提供现实可行的技术途径，是需要相关方面统筹谋划的。

“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。”北京交通大学教授贾利民说。对于交通能源系统而言，通过将一定地理范围内的分布式光伏发电、风力发电、储能装置、可控负荷、稳定的主电源进行统一整合，形成一个既可以与大电网连接互济运行，又可以独立于大电网的微型电力网络，通过对多可控资源的分类调控，可实现以光伏为典型代表的分布式可再生能源的高效利用，提高区域交通的低碳化、清洁化、弹性化和高效化水平。

对于在交通运输领域布局光伏，2020年8月交通运输部印发的《关于推动交通运输领域新型基础设施建设的指导意见》已提出，鼓励在服务区、边坡等公路沿线合理布局光伏发电设施，与市电等并网供电。江苏、深圳等不少地区也明确光伏发电在交通运输领域的应用。

信息时代的来临，不仅为交通行业与可再生能源的融合发展提供了数据支撑，也提供了更多“智慧动力”。

围绕交通运输开展综合智慧能源业务，已成为加快建设交通强国的一部分。2020年12月，交通运输部印发的《关于招商局集团有限公司开展集装箱码头智能化升级改造等交通强国建设试点工作的意见》提出，开展高速公路绿色能源建设模式与技术规范研究，制定高速公路路侧光伏工程技术规范，探索建立绿色能源全生命周期管理机制。开展绿色能源综合服务模式与市场化电力交易盈利模式研究，建设基于分布式光储系统的高速公路智慧能源服务平台，促进绿色能源发用电产业一体化发展。开展路侧工业级能源保障研究，推动高速公路路侧电力能源供给从低可靠性到工业级高可靠性的转变。

完善顶层设计 强化标准体系研究

光伏发电系统近年来在国内飞速发展，已形成了研发、生产、加工和集散的工业产业链。

国际可再生能源署（IRENA）发布的《2020年可再生能源发电成本》指出，在2010年至2020年间，公用事业规模的太阳能光伏发电成本下降了85%。

目前，不少交通运输企业进军新能源光伏领域。天津市高速公路集团有限公司在新建停车区罩棚、公路边坡安装光伏发电板，利用太阳能进行发电；山西路桥机电公司致力于高速公路能源托管运营新模式，集成分布式光伏、储能蓄热供暖、节能改造、汽车充电桩、直购电交易等项目，构建功能互补的“源、网、荷、储”一体化交控特色智能微电网；黑龙江省交通投资集团有限公司与深圳市赛格集团有限公司合资组建黑龙江省交投赛格新能源科技有限公司，大力发展光伏产业等。

“虽然各地都进行了零散且很有意义的实践，但缺乏交通可及能源自然禀赋资源的系统评估、路网空间布局和交通负荷适配的自洽能源系统模式的系统规划、以资产能源为主要路径的分布式可再生能源系统的体系架构以及相配套的标准规范体系的指导。”贾利民说。近年来，他开展了中国陆路交通能源融合的形态、模式与解决方案研究，研究充分地考虑各地区自然资源禀赋、用电负荷等差异，秉承就近开发、就近消纳的建设理念，系统评估了我国陆路交通系统资产能源化的潜力。根据一般场景测算，我国高速公路日发电量最高可达143吉瓦时，年发电量约为25178吉瓦时；高速铁路系统日发电量最高可达792吉瓦时，年发电量约为170316.3吉瓦时。可见，交通运输行业与可再生能源的融合发展，既有利于进一步拓展可再生能源的发展空间，也有利于推动交通能源低碳转型，助力实现双碳目标。

贾利民认为，在公路交通基础设施资产能源化开发方面，可充分利用诸如双洞公路隧道间隔、公路边坡、匝道等空间资源，为分布式光伏发电提供布局空间。轨道交通可以在铁路沿线、站点屋顶空间建设分布式光伏发电系统，同时轨道列车、站点负荷又为可再生能源提供了就近的消纳空间，从而形成自发自用的分布式发电开发新模式，降低轨道交通系统的外购电力与碳排放量。

贾利民说：“交通运输领域光伏的大规模应用，需要完善顶层设计，加强标准与战略规划研究，发挥国家科技计划和发展规划的统领作用。”同时，他提出，未来发展要从交通基础设施自身运行的特点和各类交通负荷的需求出发，坚持基础设施承载的可再生能源禀赋充分利用的原则，因地制宜，协同发展。

发挥市场机制 引导社会各方投入

自2006年《可再生能源法》实施以来，我国通过征收可再生能源电价附加的方式筹集资金，对可再生能源发电上网电量给予电价补贴，有力支持了我国可再生能源行业的快速发展。当前，光伏发电、风电等可再生能源已经成为我国能源绿色低碳转型的重要力量。

但2020年下半年以来，多晶硅价格一路上涨，加之光伏产业链其他材料、设备的上涨，另外光伏电站还普遍要求配置一定比例储能系统用以辅助并网，增加了光伏电站投资，总体看光伏电站的发电成本增加了20%—25%，由于上网电价已执行各地燃煤基准价而且偏低，导致光伏电站投资回报率急剧下滑甚至亏本。

全国人大代表、阳光电源董事长曹仁贤认为，光伏电站成本与各地煤电价格无关，其度电成本，取决于光照强度、初始投资、息税及非技术成本，这个成本可能会高于或低于当地煤电价格，煤电价格本身也是波动的，所以将煤电价格作为光伏电站上网电价是不科学的。他建议，加快推进绿电交易市场走向成熟，适时建立配额制的强制绿电交易市场，释放绿电供需双方发展潜力。

贾利民也表示，要发挥市场机制在资源配置方面的决定性作用，引导社会各方投入交通与能源融合发展，构建市场运营新模式。形成我国高速公路快速发展的市场决定机制，可以为发展交通自洽能源系统提供很好的借鉴。

对于不少人担心的光伏组件退役后会不会造成二次污染问题，目前一些科研单位开展了面向未来的新结构、新材料、新技术研究，并进行了回收处理示范线及回收标准体系、监管机制的探索，取得了一些成绩。贾利民表示，随着技术的更新换代，将来这些都不是问题。

“未来，如果行业大规模应用光伏和风电等可再生能源发电，交通系统不但可以摆脱电网对交通网弹性的负面影响，还可以催生可再生能源利用的新模式、新业态和新产业，更有利于彻底解决我国部分地区交通网绿色发展、智慧发展的能源可及性瓶颈，其经济、社会和国家安全等方面的综合效益不可估量，形成的零碳交通模式也将为世界提供具有普适意义的中国方案。”贾利民说。当然，这还有很长的一段路要走。

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光伏融入交通场景助力碳中和

●光伏﹢高铁站

椭圆形的屋盖轮廓，一块块光伏组件覆盖其上，宛如粼粼波光……在京雄城际铁路雄安站，光伏屋顶收集的能源能够有效节约30%的电能。车场之间还设计了15米宽的“光廊”，既能有效改善地面候车厅的采光通风环境，又能节约车站照明用电。

●光伏﹢地铁

在服务于上海地铁2号线、7号线的地铁龙阳路基地里，有一个庞大的车库，每天都有地铁列车进进出出，而这里还是一个隐藏的“发电厂”——车库顶上的分布式光伏发电项目，这只是上海地铁中“自来电”功能的车库中的一个。上海地铁的川沙、封浜和九亭基地的屋顶分布式光伏项目近期完工，3个项目总装机容量12.4兆瓦，正式投运后，预计年均发电量约1170万千瓦时，年均节约标煤约3370吨，年均减排二氧化碳约9220吨，节能减排效果显著。

●光伏﹢停车场

北京大兴国际机场在停车楼投建的太阳能光伏发电项目，预计每年节约标准煤1080吨，减排二氧化碳3040吨，约占大兴机场停车楼全年用电量的17%，每年节省成本约200万元。据了解，项目考虑到用电经济性及并网安全，整个发电系统分成了若干个子系统，每个子系统太阳能光伏发电电力经直流汇流—逆变—交流汇流后，并入项目380V母线，最终实现了所发电量自发自用，多余电量送入当地配电网。380V的低压接入，保证了系统运行的安全性与稳定性，同时也降低了停车楼日常运营及维护的风险。

●光伏﹢高速公路

日前，首个高速公路边坡光伏试验项目在山东高速集团荣乌高速荣成至文登段成功并网。项目总里程2290米，装机容量2.01兆瓦，预计年均发电量201万千瓦时，年节约标准煤603吨，该试验项目的建设，将为高速公路边坡光伏建设提供科研基础，有力推动高速公路边坡光伏项目建设标准规范的制定及边坡光伏技术的规模化应用，对提升路域资产利用效率、推动绿色交通发展具有重要意义。