科技日新月異
交通與能源領域的融合
正逐漸成為推動綠色出行的新動力
讓我們一起跟隨著中國能建廣西院
探討交能融合節能的奧秘
開啟綠色出行全新篇章
那么,交能融合你了解嗎
交通融合:智能出行的新篇章
交通融合,即交通行業與綠色可再生能源的融合發展。
推動交能融合發展,可以擴大可再生能源的利用范圍,同時,新能源的不斷發展,也讓一些新型交通技術的實現成為可能。
2015年:“互聯網+”發展計劃,明確指出要將交通網與其他系統實現互聯互通形成融合的多能源網絡。
2016年:“十三五規劃綱要”提出要統籌能源與交通等基礎設施網絡的規劃,建設集成互補的能源互聯網。
2018年:科技部等四部委聯合支持的國家能源交通融合發展研究院成立,代表交能融合從提出到落地。
2021年:《國家綜合立體交通網絡綱要》,指出強化交通與能源基礎設施共建共享,推進交通與能源融合發展。
從源網荷儲視角理解交能融合
源:交通設施內外部的清潔能源開發潛力
交通設施內外部的清潔能源開發潛力巨大。僅考慮當前全國在運的合計約18萬公里的收費公路,估算可開發光伏潛力即達到0.9~1.8億千瓦。
交通設施外部具備新能源基地化開發前景。結合公路等交通干線項目建設,獲取路域外的新能源資源實現基地化開發,利用新能源項目超額收益反哺公路等交通項目。
網:交通綠色供能需要大電網與分布式微網結合
交通設施長線型分布的用能特性,適宜微電網應用。公路等交通設施的長線型分布、低能耗密度等特點適用靈活的微電網,可集合發電、儲能、充換電與各類用電設施,進行優化配置。
交通運輸系統的能源安全可靠供應,離不開大電網的堅強支撐。公路隧道、軌道交通牽引站等各類一級用電負荷,安全供電要求高。需要大電網提供安全兜底保障,提升能源電力供應質量。
荷:交通領域用能清潔替代的需求
交通領域的清潔用能替代前景廣闊,其中公路交通是需求主體。現階段,交通用能結構中電力占比5%,公路交通占我國交通運輸碳排放量超過87%,清潔用能需求與潛力大。
基于可再生能源的電/氫替代是實現交通用能清潔化的關鍵。當前用能占比95%的油氣等化石能源需要轉為綠色能源。新能源汽車/氫燃料汽車應用將推動基于可再生能源的充換電/加氫的需求增長。
儲:交通網是一個潛力巨大的儲能池
電動交通工具自身具備儲能能力,可實現與大電網的靈活友好互動。隨著電動汽車的發展,可實現電動汽車的有序充放電/智能充電換電管理,支持清潔能源更好消納利用,帶來額外收益。
融合新能源、儲能與電氣化交通設施的新型交通網,是新型電力系統中的巨大儲能資源池。依托路域內外的新能源電站、儲能與充換電設施,以及電動車/氫燃料汽車,打造發輸儲用一體化的新型交通基礎設施網絡。
典型應用場景
高速公路建設期與運營期的全生命周期綠色供能。依托服務區、互通區、路側閑置土地等建設條件,結合高速公路建設及運營期間的用能需求,就近開發利用光伏等新能源,自發自用、余電上網,提升路域清潔能源開發價值,推動風光儲微電網等低碳示范。
內陸航道的全流域低碳智慧港航示范。以兩側堤岸土地光伏、航線周邊排土場新能源等作為綠色電源,針對運輸船舶、水上服務區、助航服務設施、沿河居民用電等多種航道用能需求,因地制宜配套建設儲能設施與智慧調度運行系統,與大電網友好交互,實現“源-網-荷-儲”協同優化。
基于儲能的低碳節能應用場景。在軌道交通領域,電化學儲能、飛輪儲能等技術已經開展試點示范,實現能量循環利用、高效節能。“超級電容+鈦酸鋰電池”混合儲能供電裝置技術、“飛輪+逆變”復合儲能技術等不僅可以回收利用列車再生制動能量,還可以提高軌道交通牽引供電系統穩定性,有效應對供電系統突發故障,預計實現牽引能耗節約15%以上。
公路交能融合商業模式
立足服務區供電需要。
電源側:充分利用公路服務區、互通區收費站、隧道隔離帶、路側邊坡土地等公路沿線易開發空間進行光伏風電建設。
電網側:建設智能微電網。
負荷側:建設虛擬電廠,并配套整個控制系統。
儲能側:規劃在每個服務區配套儲能系統。
立足路域車輛用能需求。
立足服務區現有的充電與加油基礎設施,考慮實施綜合供能服務站改造,改造后將兼具加油、加氣、加氫、充換電、洗
車、購物等一站式服務,可打造低碳(零碳)服務區。
同時,由于服務區整體化的光照條件較好,可同步實施服務區分布式光伏發電項目,打造光儲充一體化站,獲取額外收益。
交能融合場景下,充電站電力可由分布式可再生能源提供,如果分布式可再生能源提供的電力效率低下,則將通過電力供應商從電網提供電力。來自分布式可再生能源的多余電力也可以直接出售給電網或者參與綠色能源交易市場以實現收入。
電動汽車充電站的收入歸屬于給電動汽車充電樁運營商,包括電費、服務費和廣告費。
運營商或行業管理部門的數據管理中心從充電站收集充電設施狀態信息,包括充電站的位置、數量功率輸出、充電價格等,以指導用戶選擇合適的充電地點,節省時間和金錢。
交能融合的實踐
我會副理事長單位——中國能源建設集團廣西電力設計研究院有限公司(以下簡稱“中國能建廣西院”)在交能融合領域優勢明顯,以打造具有核心競爭力的一流工程公司為目標,逐步形成四大業務模式、五大業務領域,逐步發展為能源電力及基礎設施全生命周期工程服務商和以新能源為主體的新型電力系統投資商的“兩商型”綜合公司。
大塘至浦北高速公路“交能融合”全路域場景綠色供能試點項目是廣西首個“交能融合”零碳供能高速公路項目,已列入廣西國資委2023年第一批重大投資項目庫和廣西交通運輸廳2023年綠色交通試點項目。
中國能建廣西院作為牽頭方,中標北投能源大塘至浦北段高速公路交能融合示范I標段總承包項目。
大塘至浦北段高速公路起于南寧市大塘鎮,途徑良慶區、欽北區、靈山縣,止于浦北縣,與在建的貴港至合浦高速公路相交,并與規劃的浦北至北流高速公路對接,主線全長約123.7公里,沿路設有新棠、靈山、陸屋北服務區,設隧道4座,合計10.3公里;設長灘、鎮南、陸屋、那隆、靈山、三合、浦北等7處互通式立交。
本標段含5個試點光伏工程,即靈山服務區、靈山收費站、靈山-靈山東獨立接入部分、靈山東收費站、大茅垌隧道下行線入口,直流側容量24.973兆瓦,計劃2023年11月開工,2024年4月建成投產。項目建成后將有效推動“交通+能源”融合發展,促進交通能源動力系統的電動化、清潔化、高效化,構建多方參與、融合共進的“電動汽車+”服務生態圈。