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产业研究丨基于高速公路场景下的交能融合行业研究

产业研究丨基于高速公路场景下的交能融合行业研究 中交科技城-智慧交通科技园
2024-12-27
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导读

交通和能源行业是实现“双碳”目标的关键领域,在交通运输场景创新发展光伏、风力发电等绿电,推动交能融合发展,既能大幅减少交通运输碳排放,又具有显著的经济和社会效益。



一、交能融合发展现状


(一)


交能融合概念

交能融合是指利用交通基础设施自然禀赋,引入风、光、储、充等新能源,形成服务于交通系统运转的清洁能源供给体系,进而提升交通能源自主保障水平、优化交通能源结构。理念上建设“源-网-荷-储”一体化,人-车-路-能-信息协同互动的绿色交通能源系统;方向上呈现出绿色低碳、安全可靠、智慧灵活、经济高效的基本特征;形式上实现新能源引领、新基建支撑、新产业升级。


(二)


发展阶段

据中国公路学会发布的《交能融合一体化解决方案》,交能融合分三个阶段,即初步融合阶段(公路为主要载体)、深度融合阶段(各类交通方式试点)、全方位融合阶段(路域交能融合全面构建)。当前交能融合处在初步融合阶段,主要以高速公路为发展载体,依托路侧边坡、服务区、枢纽互通等资源,合理建设光伏、储能、充换电站、加氢站等清洁供能设施,构建路域供能微电网,为道路运输活动提供一定规模的绿色能源,同时利用大电网保障能源供应安全。


(三)


市场规模

据统计,交通运输领域占全国终端能源消费的比重约为17%,碳排放结构中占比约10.4%,而电力在交通用能中的比重不到5%,绿色电力占比不到2%。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。


(四)


发展情况

中央和地方交通企业紧抓市场机遇,迅速入场,据统计,截至目前,至少有15家省级交通集团成立了专业新能源平台公司发展交能融合业务。2024年1-8月,全国开展“光伏+高速公路”EPC项目42个,总规模为1530MW。



二、主要业务领域及商业模式



(一)主要业务领域


  1. “光伏+交通”:如“光伏+高速公路、服务区”等,以“光储直柔”技术,实现利用光伏路面、高速公路边坡、服务区、停车区、建筑屋顶等区域分布式光伏发电和分布式储能。

  2. 公共充换电设施:全国新能源汽车保有量比重持续上升,社会公众对充换电需求越来越高。各地在公路服务区、停车区等部署建设液冷超充电站、电动汽车换电站,满足了新能源汽车的电力需求。

  3. 新能源重卡:换电类重卡采用车电分离的方式提高了补电效率,解决了充电难、充电时间长等问题。相比燃油、燃气重卡,换电、纯电重卡更加环保,实现了零碳排放。氢燃料电池重卡受制于技术,潜力尚未完全发掘。

  4. 加氢站设施:氢能具有燃烧热值高、无污染、资源丰富等特点。最常用的储氢技术为高压气态储氢。加氢站建设刚起步,受限于氢能的制输储用技术瓶颈,尚未大面积推广应用。

  5. “其他新能源+交通”:生物质能和风能。生物质能不仅解决秸秆消纳问题,还可利用生物质发电、供热,起到电力调峰的作用;在风能资源较好的区域,利用公路沿线风能开展风力发电;在风能、太阳能资源丰富的公路地段,可采用风力发电和太阳能光伏发电相结合,有效提高供电系统的稳定性。

(二)商业模式



  1. “光伏+高速公路建设”打捆招商。随着国家可再生能源补贴取消后,地方政府逐渐成为光伏市场的政策推动者。各地均不同程度的开展“光伏+高速公路建设”打捆招商的政策,鼓励新建高速公路项目多元化经营,将光伏开发与高速公路建设打捆招商、一体实施,探索采用建设—拥有—运营—移交(BOOT)、设计—建设—融资—运营—移交(DBFOT)等方式实施。

  2. 高速公路运营主体自行投建或招商。对于存量的高速公路项目,目前常见的模式为高速公路的运营主体自行投资、建设、运维光伏项目,或者高速公路的运营主体提供路网闲置资源作为光伏项目建设场所,通过对外招商,与第三方签订合同能源管理协议(EMC)模式,由第三方负责设计、投资、建设、运维。




三、典型项目案例




(一)承平高速6.0MWp光伏、储能及充电桩一体化项目

该项目将光伏发电、储能与充电设施高效结合,利用承平高速公路沿线服务区建筑屋顶、停车位、边坡、隧道出入口等空间资源建设6MWp分布式光伏、储能及直流充电桩的“光储充”一体化系统,同时创新性地应用了BIPV光伏瓦、光伏隔音屏等技术。该项目入选了“2024年全国交通与能源融合创新案例”,雾灵山服务区入选交通运输部第一批公路水路典型运输和设施零碳试点项目。



(二)陕西中交榆佳高速源网荷储一体化示范项目

该项目利用服务区内场所打造包含分布式光伏系统、储能系统和直流充电桩系统在内的源网荷储一体化微电网。在传统“网-荷”交通供电系统的基础上融入清洁能源、储能和微电网技术,构建“源-网-荷-储”多层级一体化交能融合系统,形成清洁、低碳、融合高效的新型公路交通能源体系。该项目入选了“2024年全国交通与能源融合创新案例”。



(三)清远高速“交能融合”示范项目

该项目位于广东省清远市境内,由中交光伏投资建设,总装机容量为983.4kW,通过高速公路服务区建设光伏车棚和高速公路管理中心房屋屋顶及闲置空地建设光伏。项目投产后,年均发电量可达94.7万度,与同等火力发电相比,每年可节约标准煤约285.4吨、减少CO2排放约783.7吨。该项目获得首个交通运输协会零碳服务区认证。




四、面临的问题和发展趋势



(一)面临的问题




1.技术层面

“高速公路+光伏”对路基边坡稳定性、安全性影响研究不足,路侧光伏对驾驶安全性的影响尚不确定;交能融合技术还在探索中,需要进一步在交通沿线大规模长线型光伏开发技术、“风光储充换氢”综合供能技术、智能微电网技术、能源智慧管控等关键技术领域实现突破。



2.政策层面

一是服务区、边坡等交通用地还需明确是否允许建设和使用后土地恢复的相关要求,对于耕地、园林用地、未利用地等,需从政策层面明确能源规划与土地规划的协同,分类评估路侧土地情况,分类制定政策。二是涉电许可和涉路许可等方面跨行业、多部门协调不畅,不同部门之间的规则和标准不同,项目实施协调难度大。三是交通和能源融合界面不清晰,在项目前端立项到后期运营监管缺乏有效依据和指导,增加审批难度。



3.应用层面

工程实践处于小规模探索阶段。目前我国的交能融合工程实践主要针对高速公路、港口、铁路等,常见为小规模分布式光伏发电补偿案例,项目自身差异性大,尚未形成可复制的大规模项目。应用仍存在一定局限性。现阶段的技术场景运用主要集中在光伏发电项目上,而对于其他形式的可再生能源利用则相对较少,尚未形成可实施的典型应用场景解决方案和示范工程。成本控制仍有难度。交能融合项目受到影响因素较多,不同的项目实际情况差异较大,投资成本会产生较大波动,且核心装备的后期维护成本高。

(二)发展趋势




1.多元化能源的利用

未来交能融合强调用能韧性,通过交通资产能源化将交通设施转化为能源生产和储存单元,通过对太阳能、风能等可再生能源,氢能等清洁能源的利用,构建交通能源自洽系统,优先保障交通能源供应稳定及时。



2.智能化运营管理体系

交能融合强调智能化管理与一体化运营,随着交能融合生态的形成,逐步提高绿电自发自用比例。通过对交通流量、能源消耗、环境质量等数据的实时收集和分析,进一步提高交能融合项目运行效率。



3.开放共享持续发展

未来交能融合强调在满足交通运输行业自身需求的基础上,其余电能通过汇入电网等途径消纳使用,强化交通能源系统的市场活力与可持续发展。



五、中交集团交能融合发展建议



(一)


立足“大交通”,做强交能融合业务

一是做强“光伏+高速公路”交能融合业务。强化协同联动和信息共享,提高在管高速公路光伏覆盖率,开展服务区重卡换电、充电桩加装改造、光储充一体化等业务,打造“零碳高速”“零碳服务区”示范。二是拓展其他领域交能融合。充分发挥集团在港口、机场、地铁等方面的应用场景优势,打造一批“零碳港口、码头”、“零碳机场”、“零碳地铁”等示范工程。三是整合资源做大做优经营网络。以集团整体利益最大化为原则,充分发掘、开发集团内部交能融合项目,以集团内专业化公司为投资运营主体单位,协同带动设计、建设环节,形成合力共同推动新能源业务,带动集团相关产业绿色转型。

(二)


深化“投建营一体化”,构筑核心资产

一是持续降低投资成本。不断提高设计及项目管理水平,加强项目测算、项目预算、竣工决算“三算合一”能力,紧密跟踪产业链价格波动情况,提高投资收益及项目抗风险能力。二是开展标准化工程建设。建立投资、设计、成本、建设全流程各领域的标准化,打造中交光伏项目标识体系,持续强化项目投资、质量、安全、运营管控、风险防范等方面能力,做到“投的准、建的好,营的稳”。三是加快项目实施并网。建成一批具有中交特色的交能融合项目是集团发展交能融合业务的首要任务。

(三)


坚持科技创新,打造核心竞争力

一是开展关键核心技术研究。开展交能融合“源网荷储一体化”“多能互补”“光储直柔”等关键技术研究。持续攻克服务区、停车区、边坡等区域场景设计施工安装技术难点,优化项目成本。二是构建标准及专利体系。积极参与行业标准制定,总结沉淀优秀技术转化为技术专利,建立交能融合专利体系,形成技术优势,提升竞争力。

(四)


实施多元化发展,突显差异化优势

立足主业,依托自身资源禀赋,走相关多元、以专精取胜的道路。具体来说,在发展好光伏与交通融合的基础上,逐步向储能、充电桩、综合能源等方向拓展,培养规划设计、投资建设、运营维护的投建营一体化能力,形成中交交能融合业务板块综合解决方案和多元化新商业模式,打破单一业务竞争力和抗风险能力不足的壁垒。








园区介绍


智慧交通科技园位于萧山江南科技城,以“智慧交通”与“数字交通”为产业核心,是由中交集团和萧山区合作打造的智慧交通产业创新平台。

项目实景图


项目划分总部经济区、科技创新区、产业展示区、双创孵化区四个区域。聚焦智能公路、自动驾驶和智能建造等领域的创新资源,实现智慧交通建设与运营相关技术、产品、设备和服务在杭州萧山的产业化落地。营造丰富的未来交通应用场景,率先打造先进交通技术与产品的应用与体验示范区。


项目实景图


层高约4.2-7.8M

建面约1000-7000㎡现房

独栋+分层花园式产研基地

一站式孵化加速企业蓬勃发展






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中交科技城-智慧交通科技园
浙江省交通强国建设试点,中国交建建设运营,以智慧交通与数字交通为产业核心,聚焦智慧公路、自动驾驶和智能建造等领域的创新资源,实现智慧交通建设与运营相关技术在杭州萧山的产业化落地,助力浙江省构筑万亿级综合交通产业集群。
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