在雙碳目標的引領下，光伏正走進各行各業(yè)，成為各個領域節(jié)能減碳的主流方向之一，這也給光伏產(chǎn)業(yè)拓展了更多的應用場景與市場空間，其中交通領域便是光伏+的典型應用場景。
作為光伏跨界的典型方向，交通+分布式光伏正成為交通、光伏產(chǎn)業(yè)研究的中方向方向。2021年以來，多個文件文件支持交通領域開展分布式光伏的試點應用。2022年1月18日，國務院下發(fā)《“十四五”現(xiàn)代綜合交通運輸體系發(fā)展規(guī)劃》明確指出，鼓勵在交通樞紐場站以及公路、鐵路等沿線合理布局光伏發(fā)電設施，讓交通更加環(huán)保，出行更加低碳。
11月11日，工業(yè)和信息化部辦公廳、住房和城鄉(xiāng)建設部辦公廳、交通運輸部辦公廳、農(nóng)業(yè)農(nóng)村部辦公廳、國家能源局綜合司五部委印發(fā)《關于開展第三批智能光伏試點示范活動的通知》，文件提到試點示范優(yōu)先考慮的六大方向中，交通應用赫然在列，內(nèi)容包括在高速公路和國省道服務區(qū)(停車場)、加油站、貨運場站等場景采用智能光伏，實現(xiàn)充電樁、周邊設施等應用。除了國家層面的政策支持，包括江蘇、山東、四川、河北等省級文件也連續(xù)發(fā)文支持交通領域拓展分布式光伏應用。
事實上，作為主要“碳源”之一，交通運輸排放占我國碳排放總量約10.4%，相比歐美等國家，我國交通運輸行業(yè)的碳排放具有占比低、增速快、減排潛力大的特點。特別是公路運輸，約占全國交通運輸碳排放總量的85%以上，是交通運輸領域碳排放的絕對主體和減排重點，因此行業(yè)實現(xiàn)低碳轉(zhuǎn)型發(fā)展意義重大。
鑒于此，國家相關部門也委托了權威機構就分布式光伏+交通的發(fā)展?jié)摿M行了研究。在光伏們主辦的第六屆分布式能源嘉年華“分布式光伏+交通”專場中，水電水利規(guī)劃設計總院信息數(shù)據(jù)中心主任工程師劉建東就我國分布式可再生能源在交通應用的現(xiàn)狀做了分享，截止到2020年，不完全統(tǒng)計全國交通分布式可再生能源發(fā)電項目數(shù)量430個、裝機規(guī)模超過400MW。
在開發(fā)潛力方面，通過初步綜合計算，全國交通領域的分布式光伏項目開發(fā)潛力大概在4.7億千瓦，其中公路約為2.9億千瓦，鐵路約為1.7億千瓦，水運約為1千萬千瓦。同時，劉建東表示，開發(fā)潛力是一個動態(tài)變化的，隨著技術進步以及安裝方式的一些變化，它的潛力也在不斷擴大，處在一個不斷調(diào)整的過程。
根據(jù)測算以及技術進步的情況，分布式光伏交通領域的應用可分為三個發(fā)展期：2025年之前是起步期，2025-2035年是快速發(fā)展期，2035-2050是規(guī)模化發(fā)展期。
2020-2025年起步期：優(yōu)先選擇鐵路客運站、水運交通屋頂以及高速服務區(qū)開發(fā)分布式光伏發(fā)電項目，用能需求較大的公路隧道以及具有較好接網(wǎng)條件的高速互通區(qū)。運營模式看，主要以交通設施分布式光伏項目自發(fā)自用為主，余電上網(wǎng)為輔。預計2025年交通分布式光伏開發(fā)規(guī)模為302萬千瓦。
2025-2035年快速發(fā)展期: 隨著光伏發(fā)電、儲能等技術的進步，電動車的普及及電網(wǎng)工程的建設，鐵路客運站、水運交通屋頂以及高速服務區(qū)分布式光伏發(fā)電項目將快速發(fā)展，經(jīng)濟性顯著提高，高速公路隧道、高速互通區(qū)接網(wǎng)條件將得到較大改善，預計2035年交通分布式光伏開發(fā)規(guī)模為 5234萬千瓦。
2035-2050年 規(guī)模化發(fā)展期: 電動車和自動駕駛技術的應用將有力推動公 路沿線電網(wǎng)、通信基礎設施的建設和融合，極大提高公路沿線的交通用能需求，為公路沿線分布式光伏大規(guī)模開發(fā)創(chuàng)造條件，鐵路電氣化的發(fā)展也將推動鐵路沿線分布式光伏發(fā)電規(guī)模開發(fā)。預計2050年交通分布式光伏開發(fā)規(guī)模為25123萬千瓦。
在此前舉辦的山高新能源發(fā)展論壇上，電規(guī)總院新能源院副院長饒建業(yè)介紹，碳達峰、碳中和目標已經(jīng)成為國家重要戰(zhàn)略，工業(yè)、交通、建筑、新基建等重點領域積蓄與清潔能源融合發(fā)展，實現(xiàn)綠色轉(zhuǎn)型升級，其中交通領域是光伏跨界的重要方向。考慮高速公路服務區(qū)、互通區(qū)、路側(cè)邊坡等建設條件，估算可開發(fā)光伏5-10萬千瓦/百公里，到2030年全國功率王可承載新能源開發(fā)潛力2.3-4.6億千瓦。
事實上，分布式光伏+交通正在各省全面鋪開。2022年，山東高速推出了作為國內(nèi)首個邊坡光伏技術標準——《高速公路邊坡光伏發(fā)電工程技術規(guī)范》，這一地方標準規(guī)定了邊坡光伏發(fā)電工程的項目選址、施工交通組織、監(jiān)控測量、環(huán)境保護與水土保持等技術要求，解決了“高速公路邊坡+光伏”設計難題，將推進光伏、邊坡一體化，使光伏成為高速公路的有機組成部分，形成高速公路邊坡防護新形式，具有重要的標志性意義。
作為該標準的主要起草單位，山高新能源集團有限公司總裁助理、分布式及智慧能源事業(yè)部總經(jīng)理王文濤在第六屆分布式能源嘉年華上分享了綠色高速綜合智慧能源解決方案。
據(jù)介紹，在光伏+交通方面，山東高速集團運營管理高速公路近8000公里，沿線服務區(qū)、匝道、邊坡等區(qū)域光伏建設容量可達2GW。目前已建及在建高速服務區(qū)分布式光伏項目54個，容量合計約20MW，已籌建服務區(qū)光伏，項目85個，容量合計約100MW。
王文濤表示，高速基礎設施的主要能源消耗為外購電力，因此發(fā)展分布式光伏發(fā)電可為高速帶來大量的、直接的減碳效益，同時配合儲能、充/換電設施、綜合能源管理系統(tǒng)(EMS)，實現(xiàn)清潔能源在高速的最大化利用。高速可以發(fā)展分布式光伏的區(qū)域較多，可以充分利用高速基礎設施的建筑屋頂、小型車輛車棚、邊坡、匝道圈、空地等，根據(jù)高速用能需求，建設分布式光伏發(fā)電設施，從成本角度考慮優(yōu)選擇屋頂、空地、匝道圈，再次選擇邊坡，最后選擇車棚。
舉例來說，崮山服務案區(qū)綠色綜合智慧能源項目位于濟南長清區(qū)京臺高速段，占地約260 畝，其中，東側(cè)服務區(qū)較為狹長，西側(cè)服務區(qū)背靠崮 云湖，周邊旅游資源豐富，西側(cè)服務區(qū)內(nèi)已建成酒店和觀光廊道。崮山服務區(qū)年用電量約300萬度，折合年碳排放量約2653噸，服務區(qū)當前變壓器總?cè)萘繛?500kVA。崮山服務區(qū)已建成充電樁共8個、污水處理設施、多聯(lián)機中央空調(diào)系統(tǒng)等，本次建設內(nèi)容包括分布式光伏、 儲能、充電站、換電站、綜合能源管理系統(tǒng)等。實現(xiàn)“光伏發(fā)電-充電-儲電-換電-用電”的動態(tài)智能化控制，進行碳排放數(shù)據(jù)監(jiān)視、分析、展示、精細化管理、智能運維等，實現(xiàn)資產(chǎn)和能源使用效率的最大化。
在光伏+交通不斷融合的過程中，由于交通的特有屬性，也催生了相適應的技術方案，出現(xiàn)了更多的應用場景。在由一道新能源所提供組件及技術支持的國內(nèi)首個“零碳服務區(qū)”——青銀高速濟南東服務區(qū)項目中，為了實現(xiàn)光伏發(fā)電的最大效用，一道新能根據(jù)服務區(qū)不同位置的特征提供了不同類型的光伏組件，充分發(fā)揮新型N型組件和輕質(zhì)化柔性組件的組合優(yōu)勢，綜合應用大跨距柔性高支架系統(tǒng)解決方案，幫助項目實現(xiàn)最優(yōu)化。
在第六屆分布式能源嘉年華上，一道新能源系統(tǒng)工程創(chuàng)新研究院院長韓利生分享了零碳服務區(qū)的光儲充一體化停車場解決方案。他表示一道新能推出的停車區(qū)光伏解決方案，以高效、美觀、便捷為理念，對于常規(guī)停車棚造價高、發(fā)電量低、設計感缺失等缺點進行了針對性優(yōu)化。首先，采用中跨距柔性高支架代替常規(guī)短跨距鋼架式結(jié)構，降低了造價，同時為N型雙面鋼邊框組件提供最佳傾角，確保整面發(fā)電量最優(yōu);其次，布置白色張拉膜作為防曬防雨材料，并利用其反光特性，增加雙面組件的背面發(fā)電量;最后，采用防風導流板、安全隔離護板等結(jié)構，將光伏組件迎風面和地面電氣設備保護起來，既提高了安全性、又增加了美觀性。
未來，可以將光伏和儲能兩者相融合，在高速公路上方，布置中跨距柔性支架和N型鋼邊框雙面組件，實現(xiàn)光伏綠電全程供應;在高速公路路側(cè)，布置分布式儲能和供電設備;在高速公路路面以下，布置無線移動充電地感線圈，為行進中的電動汽車實時提供清潔電力。“三網(wǎng)融合智慧高速公路”的概念雛形躍然紙上。
不過，分布式光伏+交通仍面臨跨行業(yè)的政策機制壁壘與推進力度的差異。饒建業(yè)指出，交通領域的新能源開發(fā)建設，涉及交通、能源、交管、環(huán)保等多個行業(yè)管理部門，在審批、建設、監(jiān)管等方面存在著大量交叉模糊地帶，是目前難以突破的最大外部瓶頸。當前試點示范大多由交通領域為主推動，能源領域?qū)τ诼酚蚍植际焦夥葓鼍暗年P注力度相對較弱。
近年來，隨著交通智能化信息化的發(fā)展，作為智慧化交通基礎設施不可分割部分的信息化智能化設施，如車路協(xié)同、自動駕駛、信息服務、交通檢測與管控等路側(cè)設備，都需要穩(wěn)定持續(xù)可靠的電力能源供給。
在此背景下，光伏+交通的組合不僅是雙碳目標下的大勢所趨也是智慧交通的必然要求，但也要注意到交通分布式光伏在政策法規(guī)、技術標準、經(jīng)濟性等方面還待完善。
不過可以預見的是，在更多細分類的政策法規(guī)的出現(xiàn)下、在眾多優(yōu)秀成熟案例的涌現(xiàn)下、在不斷先進技術的推動下，交通分布式光伏市場將迎來標準化、規(guī)模化、品質(zhì)化的發(fā)展。
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