毛 寧，李齊麗，劉 杰，程逸楠，高嘉蔚1

（1.交通運輸部規(guī)劃研究院，北京 100028；2.交通排放控制監(jiān)測技術實驗室，北京 100028）

0 引言

交通運輸行業(yè)是降碳減污協(xié)同控制的關鍵領域，推動交通運輸行業(yè)因地制宜發(fā)展光伏發(fā)電，實現(xiàn)交通用能結構的轉型升級，是實現(xiàn)“雙碳”戰(zhàn)略目標的必由之路，也是加快建設交通強國，高質量構建國家綜合立體交通網(wǎng)的重要舉措。

1 行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 支持鼓勵政策

黨中央、國務院“雙碳”戰(zhàn)略目標，能源革命縱深發(fā)展要求以及加快建設交通強國，高質量構建國家綜合立體交通網(wǎng)等國家戰(zhàn)略為交通運輸行業(yè)光伏發(fā)展提供了基本遵循。2019年9月，黨中央、國務院印發(fā)《交通強國建設綱要》，提出“優(yōu)化交通能源結構，推進新能源、清潔能源應用”。2021年2月，黨中央、國務院《國家綜合立體交通網(wǎng)規(guī)劃綱要》指出，推動“交通基礎設施網(wǎng)與能源網(wǎng)融合發(fā)展，強化交通與能源基礎設施共建共享”。2021年9月，黨中央、國務院印發(fā)《關于完整準確全面貫徹新發(fā)展理念做好碳達峰碳中和工作的意見》，明確要求加快推進低碳交通運輸體系建設，積極發(fā)展非化石能源，“堅持集中式與分布式并舉，優(yōu)先推動風能、太陽能就地就近開發(fā)利用”。2021年10月，國務院印發(fā)《2030年前碳達峰行動方案》，在“交通運輸綠色低碳行動”部分要求積極擴大新能源、清潔能源在交通運輸領域應用。2022年1月國務院《“十四五”現(xiàn)代綜合交通運輸體系發(fā)展規(guī)劃》提出“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)電及儲能設施”。

交通運輸行業(yè)積極落實國家清潔能源發(fā)展戰(zhàn)略，大力推動行業(yè)光伏應用，“十二五”以來出臺了多項支持政策，為光伏的推廣應用營造了良好的政策環(huán)境。2011年起，交通運輸部在《公路水路交通運輸節(jié)能減排“十二五”規(guī)劃》《交通運輸節(jié)能環(huán)?！笆濉卑l(fā)展規(guī)劃》《關于實施綠色公路建設的指導意見》《推進交通運輸生態(tài)文明建設實施方案》等近十項文件中均明確提出要大力推進新能源和可再生能源應用，推動交通運輸清潔能源化和綠色發(fā)展。隨著國家“雙碳”戰(zhàn)略、能源生產和消費革命戰(zhàn)略的推進，交通運輸行業(yè)進一步強化政策支撐力度，光伏開發(fā)利用方向更加明晰，任務更加明確。2021年8月，交通運輸部印發(fā)《交通運輸部關于推動交通運輸領域新型基礎設施建設的指導意見》，“鼓勵在服務區(qū)、邊坡等公路沿線合理布局光伏發(fā)電設施，與市電并網(wǎng)供電”。2021年10月印發(fā)《綠色交通“十四五”發(fā)展規(guī)劃》，提出“因地制宜推進公路沿線、服務區(qū)等適宜區(qū)域合理布局光伏發(fā)電設施”，“加快基礎設施分布式光伏發(fā)電設備及并網(wǎng)技術研究”。2022年2月印發(fā)《關于積極擴大交通運輸有效投資的通知》，提出因地制宜推進公路沿線、服務區(qū)等適宜區(qū)域合理布局光伏發(fā)電設施。

交通運輸部聯(lián)合相關部委，積極制定支持鼓勵政策，合力推動交通運輸行業(yè)光伏發(fā)展。2021年9月，交通運輸部與科學技術部聯(lián)合印發(fā)《交通領域科技創(chuàng)新中長期發(fā)展規(guī)劃綱要（2021—2035年）》，全面布局交通與能源融合發(fā)展科技研發(fā)任務，推動交通專用及非碳基能源系統(tǒng)、分布式能源自洽、交通能源一體化建設運維、“源網(wǎng)荷儲”協(xié)同的交通電氣化等技術研究，促進低碳能源應用技術水平提升。2021年12月，工信部聯(lián)合交通運輸部等五部委共同印發(fā)《智能光伏產業(yè)創(chuàng)新發(fā)展行動計劃（2021—2025年）》，要求“加快‘光伏+交通’等融合發(fā)展項目推廣應用，推動交通領域光伏電站及充電樁示范建設”。

1.2 加強科技支撐

在科技創(chuàng)新領域，交通運輸部聯(lián)合科學技術部組織實施了多項國家和行業(yè)重點研發(fā)計劃，通過科技創(chuàng)新破解制約行業(yè)發(fā)展關鍵技術瓶頸。一方面推動在國家重點研發(fā)計劃中設置交通與能源融合研究項目，其中光伏推廣應用是重點研究內容之一?！笆濉逼陂g，組織實施了“高速公路基礎設施綠色能源自洽供給與高效利用系統(tǒng)關鍵技術研究”項目，“十四五”期，開展了“交通自洽能源系統(tǒng)基礎設施規(guī)劃與設計技術”等4個項目，涉及公路、軌道、港船等多領域技術研發(fā)，為交能融合發(fā)展，特別是光伏的推廣應用提供科技支撐。另一方面，交通運輸部組織開展了“智慧型太陽能高速公路關鍵技術研究與示范”“新能源與清潔能源創(chuàng)新應用關鍵技術研究”等行業(yè)重點科技創(chuàng)新項目，圍繞“高速+光伏”、產儲配用一體化、充（換）能設施等重點方向開展技術研發(fā)，為交通運輸行業(yè)光伏推廣應用提供技術支撐。

1.3 典型工程應用

在國家戰(zhàn)略支持、產業(yè)政策引導和市場需求驅動的作用下，交通行業(yè)光伏工程不斷增多，在公路、鐵路、軌道交通、港口等領域均有所應用。

公路方面，2017年12月，江蘇省印發(fā)了《江蘇高速公路光伏應用發(fā)展規(guī)劃（2017—2020）》，積極推動公路光伏發(fā)電。目前已建成公路分布式光伏電站54個，全省累計并網(wǎng)交通光伏裝機24兆瓦，實現(xiàn)了連徐、沿海、宿淮鹽、寧宿徐沿線服務區(qū)清潔能源全覆蓋、寧宿徐高速沿線收費站清潔能源全覆蓋。山東省目前已在44對服務區(qū)、1個辦公區(qū)和1段高速公路邊坡建設了光伏項目，容量總計11.6兆瓦，年發(fā)電量約972萬度。2021年12月，山東高速集團在榮烏高速威海段建成邊坡光伏發(fā)電試驗項目并成功并網(wǎng)，總里程2 290米，裝機容量2.01兆瓦。京禮高速（北京段）光儲項目、京津塘高速公路五公里光儲充項目及十公里微電網(wǎng)示范入選工信部智能光伏試點項目[1-5]。

鐵路和軌道交通方面，主要利用火車站、地面場站頂棚建設光伏發(fā)電設施。雄安、武漢、杭州等火車站，上海、深圳等地鐵站均建有光伏發(fā)電設施。港口航運方面，廈門、天津、珠海等港口利用倉庫、辦公樓頂棚等建設光伏設施，自發(fā)自用補充港口生產和辦公用電。目前廈門港光伏裝機容量已逾5兆瓦，年發(fā)電量可達650萬度。三峽通航綜合服務區(qū)利用躉船頂層建設光伏設施，是水上服務區(qū)綠色能源系統(tǒng)的重要組成部分。部分導助航設施配有光伏發(fā)電設備，利用太陽能發(fā)電支持導助航設施工作。

1.4 主要問題與成因

雖然交通運輸行業(yè)光伏開發(fā)與應用理念已得到廣泛認可，各地多個工程對其均有思考和探索，但整體上看，交通運輸行業(yè)仍處于光伏應用的初期階段，光伏應用規(guī)模不大、智能化水平不高、布局不均衡，可復制可推廣案例經(jīng)驗較少，地方主管部門和業(yè)主單位對光伏應用中可能存在的安全、環(huán)保、運維等問題也存在擔憂。

問題存在的主要原因，一是由于頂層設計尚不完善，雖然從國家層面到行業(yè)政策引導層面都明確了方向和要求，但目標路徑尚不清楚，行業(yè)光伏發(fā)展的時間表、路線圖尚不明晰。二是部門協(xié)同機制不暢，交通光伏推廣應用涉及交通運輸部、發(fā)改委、能源局、電網(wǎng)公司等多家單位，目前尚未形成明確分工和協(xié)同聯(lián)動的工作推進機制，管理辦法尚不明確，存在權責不清、跨部門協(xié)調不暢、利益糾結等問題。三是標準規(guī)范不健全，既有標準數(shù)量少、時間久，安全、環(huán)保評估尚無統(tǒng)一標準，難以滿足現(xiàn)有發(fā)展要求。四是關鍵技術材料有待突破，適用于交通場景的光伏材料、智能化管控等技術需繼續(xù)研發(fā)改進。五是市場機制不通暢，由于光伏發(fā)電用能場景目前比較有限，前期公路自身消納電量較少，余電并網(wǎng)接入困難，整體投資收益率不高，市場投資活力不足。

2 交通行業(yè)光伏開發(fā)前景

（1）光伏開發(fā)潛力

公路邊坡、服務區(qū)、隔離帶，鐵路車站、頂棚以及港口倉庫、樓宇頂棚等區(qū)域具有大量可利用土地和空間資源，具備分布式光伏開發(fā)和就近利用的有利條件。據(jù)有關學者估算，若充分利用公路、鐵路沿線土地資源開展新型光伏發(fā)電系統(tǒng)建設，到“十四五”末，全國高速公路光伏年發(fā)電量將達到400吉瓦時，用電自洽率達到約2%，可再生能源電力滲透率將達到約17%；鐵路用電自洽率將達到約19%，可再生能源滲透率達到約29%[6]。軌道交通場站、港口倉庫屋頂、地面以上空地等也具備一定的光伏開發(fā)潛力。

（2）光伏發(fā)電消納潛力

交通基礎設施用電耗能十分穩(wěn)定且呈現(xiàn)增長趨勢，隨著用能場景將進一步豐富，光伏發(fā)電利用比例也將會逐步提升。近期在公路領域由于路側服務設施用電量較少，以光伏為主的新能源所發(fā)電量有盈余，可采用自發(fā)自用余電上網(wǎng)的模式。新能源車自帶電化學儲能設備，將是下一步公路領域的能源消費主體。初步測算“十四五”期我國新增電動汽車用電量約6 000億千瓦時。遠期隨著5G通訊、車路協(xié)同等智慧高速設施的快速普及，用電場景愈加豐富，路域設施用電量將大幅增加。港口與軌道交通領域的電氣化水平相對較高，進一步推動以光伏為主的綠電替代也將助力行業(yè)實現(xiàn)綠色低碳轉型。目前全國電氣化鐵路牽引站數(shù)量超2 000個，估算年用電量超過300億千瓦時，利用光伏發(fā)電實現(xiàn)綠電替代，前景十分廣闊。

3 對策建議

為貫徹國家碳達峰碳中和戰(zhàn)略，落實深入打好污染防治攻堅戰(zhàn)有關要求，聯(lián)合有關部門共同解決交通運輸行業(yè)光伏推廣應用領域面臨的突出問題，需要從頂層設計、部門協(xié)同、科技研發(fā)、試點示范和市場機制等領域協(xié)同發(fā)力，多措并舉大力推動“交通+光伏”健康發(fā)展。

（1）加強頂層設計

建議國家發(fā)展改革、交通、工信、能源等行業(yè)主管部門聯(lián)合制定交通光伏產業(yè)發(fā)展、智慧運行、科技創(chuàng)新政策和規(guī)劃，進一步加大交通光伏資金支持力度，將交通光伏項目納入計劃規(guī)模內固定資產投資項目清單，同時在土地資源、消納指標、電網(wǎng)接入等方面對交通光伏項目給予扶持。建立健全交通光伏標準規(guī)范體系，逐步形成適應不同區(qū)域條件、適合各類交通方式，涵蓋勘察設計、裝備制造、建設施工、智慧運維等“交通+光伏”全產業(yè)鏈的標準規(guī)范體系。

（2）強化部門協(xié)同

建立相關行業(yè)主管部門重大問題會商機制，強化規(guī)劃政策銜接與部門聯(lián)動，實現(xiàn)信息互通互享，共同研究解決交通光伏產業(yè)發(fā)展中的重大問題，形成工作合力。進一步明確交通光伏開發(fā)項目備案審批流程、電網(wǎng)接入政策和運行管理要求。聯(lián)合深化地方協(xié)調工作機制，鼓勵地方出臺配套支持政策，充分發(fā)揮各地優(yōu)勢，因地制宜推動“交通+光伏”產業(yè)發(fā)展。加強與電網(wǎng)公司溝通協(xié)作，優(yōu)化交通光伏并網(wǎng)接入機制。

（3）優(yōu)化市場機制

建議工信和交通主管部門聯(lián)合制定相關中小企業(yè)質量監(jiān)管與產品認定、市場準入和投建多主體融合機制，聯(lián)合其他部委推動全國碳排放權交易市場、用能權交易市場、綠色電力交易市場建設，激發(fā)市場活力。聯(lián)合推動地方完善政府間協(xié)議與電力市場相結合的可再生能源電力輸送和消納協(xié)同機制，加強省際、區(qū)域間電網(wǎng)互聯(lián)互通，完善跨省跨區(qū)電價形成機制。借鑒市場上成熟的合同能源管理模式、跨界聯(lián)動開發(fā)模式等，針對不同區(qū)域、不同類型的交通光伏項目，提出經(jīng)濟適用的經(jīng)營模式。

（4）加大研發(fā)力度

聯(lián)合推動科技部在國家重點研發(fā)專項中開展交通智慧光伏立項研究，加快適用于交通運輸行業(yè)的光伏基礎材料、關鍵部件的研發(fā)與制造，進一步提高光伏材料和部件的安全性、耐久性、穩(wěn)定性和易維護性，逐步適應環(huán)境惡劣、無人維護地區(qū)交通光伏的推廣應用。針對光伏產業(yè)成熟技術產品，聯(lián)合出臺適用于交通的光伏應用指導性技術和產品名錄。開展適用于交通光伏產業(yè)的智能化裝備研發(fā)，結合自動駕駛、車路協(xié)同、基礎設施健康監(jiān)測等智慧交通用電需求，運用5G通信、人工智能、先進計算、大數(shù)據(jù)等技術，開發(fā)智能化交通光伏產品。

（5）打造試點示范

建議工信部進一步擴大交通行業(yè)智能光伏應用示點范圍，推動構建光伏發(fā)電智慧管控系統(tǒng)試點，打造基于大數(shù)據(jù)的“源網(wǎng)荷儲”集成智能控制體系及無人化智能運維系統(tǒng)，實現(xiàn)交通能源系統(tǒng)的智慧化運行。交通、工信、能源等部門聯(lián)合開展光儲充應用示范，探索光伏與新能源汽車的跨界融合，加強充電樁、儲能、光伏電站的系統(tǒng)集成與相互融合，推動光儲充一體化應用示范。開展光伏、儲能、充電一體化的綜合能源中心試點，加強用能保障能力，科學匹配用電需求，提升能源利用效率。

4 結語

近年來在國家戰(zhàn)略支持、產業(yè)政策引導和市場需求驅動的共同作用下，我國交通運輸行業(yè)光伏推廣應用力度不斷加大。下一步隨著綜合立體交通網(wǎng)的高質量建設，智慧交通、現(xiàn)代物流等用能場景的不斷增加，行業(yè)用能規(guī)模也將進一步加大。推動交通運輸行業(yè)因地制宜發(fā)展光伏，對于優(yōu)化行業(yè)能源結構，保證用能安全，實現(xiàn)“雙碳”目標具有十分重要的意義。為推動交通運輸行業(yè)光伏應用健康發(fā)展，需要相關行業(yè)主管部門加強頂層設計，強化部門協(xié)同，優(yōu)化市場體制機制，加大科研創(chuàng)新力度，為“交通+光伏”營造良好的發(fā)展環(huán)境。