公路交通與能源深度融合發(fā)展思路與展望

摘要：借鑒國內(nèi)外交通與能源融合發(fā)展的經(jīng)驗與實踐，基于我國碳達(dá)峰碳中和戰(zhàn)略要求，提出現(xiàn)階段我國交通行業(yè)與能源行業(yè)協(xié)調(diào)融合存在的主要問題。結(jié)果表明，目前我國交通與能源融合主要存在融合界面不清晰、路徑不明確、技術(shù)不成形、機制不順暢等問題。針對上述問題，結(jié)合交通與能源兩個行業(yè)的現(xiàn)狀與特點，從目標(biāo)、視角、關(guān)系、場景等方面提出我國公路交通與能源深度融合發(fā)展思路與推進(jìn)建議。關(guān)鍵詞：交通與能源融合；主要問題；發(fā)展思路；推進(jìn)建議0引言習(xí)近平生態(tài)文明思想的確立為新時代全面加強生態(tài)環(huán)境保護(hù)、打好污染防治攻堅戰(zhàn)提供了思想指引和行動遵循。氣候變化是當(dāng)今人類社會面臨的共同挑戰(zhàn)。2020年9月以來，習(xí)總書記就“碳達(dá)峰目標(biāo)和碳中和愿景”發(fā)表了多次重要講話，近期更是強調(diào)提出“完整準(zhǔn)確全面貫徹新發(fā)展理念做好碳達(dá)峰碳中和工作的戰(zhàn)略任務(wù)”，“30達(dá)峰60中和”已成為國家層面的重大發(fā)展戰(zhàn)略。建設(shè)生態(tài)文明，推動碳達(dá)峰碳中和成為全社會、各行業(yè)持續(xù)健康發(fā)展必須遵循的基本準(zhǔn)則。我國正處于由交通大國向交通強國邁進(jìn)、加快推進(jìn)可持續(xù)交通體系建設(shè)的關(guān)鍵時期。《交通強國建設(shè)綱要》提出“推廣新能源、清潔能源、智能化、數(shù)字化、輕量化、環(huán)保型交通裝備及成套技術(shù)裝備”等要求；中共中央、國務(wù)院印發(fā)的《國家綜合立體交通網(wǎng)規(guī)劃綱要》，要求推進(jìn)交通基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)與能源網(wǎng)融合發(fā)展，健全能源戰(zhàn)略物資運輸保障體系；提出加強可再生能源、新能源、清潔能源裝備設(shè)施更新利用和廢舊建材再生利用等任務(wù)。習(xí)總書記在剛閉幕的第二屆聯(lián)合國全球可持續(xù)交通大會上強調(diào)，要本著創(chuàng)新驅(qū)動、生態(tài)優(yōu)先等原則，加快形成綠色低碳的交通運輸方式。交通運輸發(fā)展應(yīng)該也必須以習(xí)近平生態(tài)文明思想和雙碳戰(zhàn)略為原則和方向。道路運輸是交通運輸大氣污染和碳排放的重要來源，其二氧化碳和氮氧化物排放分別占全行業(yè)排放總量的80%和60%左右，是減污降碳協(xié)同控制最重要的領(lǐng)域，亟需在技術(shù)裝備、能源替代、能效提升等方面取得突破。實施交融能源融合發(fā)展戰(zhàn)略，建設(shè)路域清潔能源自洽系統(tǒng)從而提升公路低碳化水平，依托5G信息化手段建設(shè)能源高效利用的智慧公路，推動能源-交通-信息-物流四網(wǎng)融合助力路衍經(jīng)濟(jì)發(fā)展等，可提速公路運輸“終端用電”“電力去碳”進(jìn)程，代表著可持續(xù)發(fā)展愿景下公路運輸發(fā)展方向，也是交通減碳戰(zhàn)略的必選路徑。1國內(nèi)外研究進(jìn)展近年來，我國不斷探索推進(jìn)交通基礎(chǔ)設(shè)施與能源設(shè)施統(tǒng)籌布局規(guī)劃建設(shè)，充分考慮煤炭、油氣、電力等各種能源輸送特點，強化交通與能源基礎(chǔ)設(shè)施共建共享，提高設(shè)施利用效率，減少能源資源消耗。結(jié)合現(xiàn)階段國內(nèi)外研究現(xiàn)狀可知，目前交通與可再生能源融合發(fā)展的形態(tài)與模式較為封堵，提出了多種能源交通融合網(wǎng)建設(shè)創(chuàng)新模式集，但現(xiàn)有研究成果均為拓展交通對能源的需求以及交通能源利用模式的轉(zhuǎn)型，為針對社會經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展角度提出交能融合切實可行的路徑。在公路交能融合研究方面，大多聚焦于公路交通與能源融合規(guī)劃設(shè)計和工程應(yīng)用以及路域“源–荷–儲”綠色能源系統(tǒng)規(guī)劃研究。一是在公路交通與能源融合規(guī)劃設(shè)計和工程應(yīng)用方面，國內(nèi)外相關(guān)研究主要集中在資源開發(fā)層面的融合，在公路基礎(chǔ)設(shè)施資產(chǎn)的新能源資源開發(fā)潛力評估和開發(fā)利用等方面開展了大量研究和實踐。例如，荷蘭克羅曼尼建設(shè)了世界上首個路面光伏，所發(fā)電量可供路燈等負(fù)荷使用；韓國在大田和世宗間的高速公路修建了帶有光伏頂棚的綠色自行車通道，為周邊紅綠燈、監(jiān)控攝像頭提供電力；杭州滬杭甬高速路利用收費站弧形頂棚建設(shè)光伏以滿足收費站的電力需求等。二是路域“源–荷–儲”綠色能源系統(tǒng)規(guī)劃方面，交通運輸部公路科學(xué)研究院探索構(gòu)建了基于“源-荷-儲-存”的公路交通能源互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)框架；華北電力大學(xué)國家能源交通融合發(fā)展研究院探索提出了我國交通能源融合基本形態(tài)和發(fā)展路徑[2]。2交通與能源深度融合現(xiàn)存問題分析交能融合是大勢所趨，但面臨問題也較多，主要體現(xiàn)在“融合”兩個字上。由于“融合”至少事關(guān)雙方，需要在合適時間、合適地點開展相關(guān)工作，這就是主要難點所在。具體而言，交能融合存在問題可以概括為：界面不清晰、路徑不明確、技術(shù)不成形、機制不順暢等，這些都是目前研究交能融合的重點領(lǐng)域。2.1融合界面不清晰首先是現(xiàn)階段交能融合的內(nèi)涵和融合界面還不清晰，主要體現(xiàn)在交通和能源兩個行業(yè)投入度與融合深度的界定。一方面，交通是融合被動的一方，公路作為交能融合的主要依托和重點抓手，主要提供基礎(chǔ)設(shè)施、用電場景與需求、用地與資產(chǎn)、流量與車輛等條件，為交能融合創(chuàng)造了條件，但能源領(lǐng)域作為供應(yīng)方，往往存在介入滯后、主動性不強、約束標(biāo)準(zhǔn)較大等問題，造成交通和能源兩個行業(yè)在融合過程中產(chǎn)生一系列不平等現(xiàn)象，因此交通與能源融合必須實現(xiàn)雙方同步介入、同擔(dān)風(fēng)險、同享福利的目標(biāo)。另一方面是交通紅線內(nèi)外空間資源的制約問題，在日益緊張的土地政策下，公路建設(shè)項目如何合理利用有限土地實現(xiàn)資源最大化，是交能融合項目應(yīng)重點考慮的問題，結(jié)合國家土地利用政策分析，充分利用公路紅線內(nèi)外的區(qū)域開展交能融合，推進(jìn)不同尺度下的融合。2.2融合路徑不明確現(xiàn)有交能融合研究和應(yīng)用主要關(guān)注光伏發(fā)電開發(fā)，在消納利用上仍簡單采用“自發(fā)自用、余電上網(wǎng)”的傳統(tǒng)模式，由電網(wǎng)為其提供靈活調(diào)節(jié)能力，未能深入開展源網(wǎng)荷儲靈活互動深度融合以適應(yīng)匹配新能源發(fā)電出力特性與負(fù)荷用能需求特性。同時，路域交能融合僅僅圍繞路側(cè)光伏、屋頂光伏等開發(fā)模式展開、聚焦于滿足公路交通用電負(fù)荷需求，未充分考慮公路交通潛在的多元化用能需求，也未考慮公路交通負(fù)荷與源、網(wǎng)、儲之間靈活多向互動的深度融合發(fā)展模式。因此，下階段應(yīng)聚焦電網(wǎng)接入與消納途徑，從思路、流程、環(huán)節(jié)和操作等方面，針對公路交通項目用能需求長線型、分散化的特點，提出公路交能融合創(chuàng)新路徑。2.3融合技術(shù)不規(guī)范未來隨著公路交通新能源開發(fā)的進(jìn)一步推廣和規(guī)模擴(kuò)大，傳統(tǒng)的消納利用模式將加劇電力系統(tǒng)調(diào)峰消納新能源的負(fù)擔(dān)，不利于公路交通與能源領(lǐng)域的高質(zhì)量融合，現(xiàn)階段交通行業(yè)、能源行業(yè)相關(guān)建設(shè)技術(shù)規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)對交能融合發(fā)展目標(biāo)存在較大制約與矛盾，特別是涉及構(gòu)建路域源網(wǎng)荷儲模式系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)，缺乏成熟、先進(jìn)、適用性強的節(jié)能技術(shù)目錄。因此亟需創(chuàng)新融合模式，借鑒綜合能源系統(tǒng)等相關(guān)概念思路、研究公路交通自洽能源系統(tǒng)中源網(wǎng)荷儲各側(cè)的靈活性挖掘和多向互動的運行模式及規(guī)劃設(shè)計方法，開展工程應(yīng)用示范，形成一套系統(tǒng)能源自洽和靈活、高效、可靠運行的技術(shù)體系，有力支撐公路交通與能源領(lǐng)域高質(zhì)量融合發(fā)展。2.4融合機制不順暢現(xiàn)階段我國交能融合政策機制尚有待完善，因工作流程不清晰、協(xié)調(diào)機制不明確等制約問題，存在著較大跨行業(yè)、多部門協(xié)調(diào)的體制壁壘，特別是涉電許可和涉路許可，以及切實可行的商業(yè)模式。因此，下階段應(yīng)充分梳理國家、地區(qū)交通與能源融合工作相關(guān)的管理機構(gòu)及主要職責(zé)的成套工作流程，明確交能融合發(fā)展的政策制定、程序設(shè)定、規(guī)劃計劃、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范及資金管理等，提出具體交能融合項目的報批報建手續(xù)清單、具體協(xié)調(diào)機制和保障措施。3交通與能源深度融合思路促進(jìn)交通基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)與智能電網(wǎng)融合，適應(yīng)新能源發(fā)展要求。交通行業(yè)與可再生能源具有廣闊的融合發(fā)展空間，發(fā)展意義重大，既有利于進(jìn)一步發(fā)展可再生能源，又有利于推動交通能源低碳轉(zhuǎn)型，共同為實現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)作出貢獻(xiàn)。推進(jìn)交能融合已勢在必行，關(guān)于如何推進(jìn)，本研究對此進(jìn)行了宏觀思考，總體而言交能融合思路正在逐步清晰。現(xiàn)階段，可將其概括為圍繞一個核心、著眼兩個視角、統(tǒng)籌三個關(guān)系、構(gòu)建四個場景、推進(jìn)五個任務(wù)。具體而言：3.1圍繞1個核心首先是提出了“流量經(jīng)營”助力“路衍經(jīng)濟(jì)”這個核心的理念。公路交能融合的本質(zhì)是深度擴(kuò)展公路交通流量的延伸收益，挖掘路域沿線的能源與土地資源，探索交能融合的經(jīng)濟(jì)價值，從而有效帶動經(jīng)濟(jì)發(fā)展、最終多方拓展經(jīng)濟(jì)收益。3.2著眼2個視角交通融合至少有兩個考慮視角，可概括為小融合和大融合。小融合占位相對微觀，主要立足紅線范圍，目的是在道路控制線內(nèi)推進(jìn)新能源建設(shè)，從而最大程度實現(xiàn)道路終端用電和電力去碳的目標(biāo)，顯然這一視角主要基于交通行業(yè)自身需求，更接近前些年大力推進(jìn)的低碳公路建設(shè)的理念。大融合占位宏觀，主要立足路域范圍，目的是在以道路為核心的廊道區(qū)域開發(fā)相對大規(guī)模的新能源，從而構(gòu)建源、網(wǎng)、荷、儲一體化的開放能源體系，顯然這一視角主要基于能源行業(yè)理解，更接近路衍經(jīng)濟(jì)的概念。3.3統(tǒng)籌3個關(guān)系交通融合至少要協(xié)調(diào)好三對關(guān)系。首先是投入與收益的關(guān)系，核心還是大小融合的問題，實質(zhì)就是考慮投入多少路產(chǎn)、路側(cè)資源來推進(jìn)能源建設(shè)，才能達(dá)到雙方都接受的雙贏目標(biāo)。其次是開發(fā)與保護(hù)的關(guān)系，開發(fā)強度要夠，因為要有收益；保護(hù)要求要高，因為交能融合的宗旨就是綠色低碳，從而最終實現(xiàn)把綠水青山變成金山銀山；第三是時間和空間的統(tǒng)籌，核心是要解決用電、發(fā)電時空錯位的問題，背后問題是如何建設(shè)儲能和電網(wǎng)，這兩方面實質(zhì)是交能融合的重點和難點。3.4構(gòu)建4個場景基于交能融合的核心目的，建議重點打造四個場景。一是開放的能源系統(tǒng)，簡單說就是發(fā)電要盡量高效利用，避免浪費，首先保障自身穩(wěn)定用能供應(yīng)，剩余的電能夠有其他途徑消納，這一方面主要依靠的是國網(wǎng)部門，同時制約瓶頸也主要來自國網(wǎng)方面，所以階段需要自身探索一套較為行之有效的解決方案。二是自洽能源系統(tǒng)，有兩個重點要求，一是自給自足，二是穩(wěn)定及時。三是綠色能源開發(fā)，核心就是推動風(fēng)、光、氫、儲的廣泛應(yīng)用。四是高效能源利用，要盡量規(guī)避用能發(fā)電時空錯位、盡量解決用戶需求不穩(wěn)定的客觀問題。3.5推進(jìn)5項任務(wù)交能融合的重點任務(wù)有五個。一是源、網(wǎng)、荷、儲統(tǒng)籌，要求較為廣泛、深度挖掘所有的產(chǎn)能、用能場景，并做好儲能、建網(wǎng)等支撐性工作。二是綠電應(yīng)用降碳，首先要推進(jìn)終端用電，其次是電力去碳。三是產(chǎn)業(yè)開發(fā)增利，就是要用好路衍經(jīng)濟(jì)的理念，充分考慮物流、倉儲、充電、換電、維修等各種基于土地開放效率提升、盈利模式增加的產(chǎn)業(yè)導(dǎo)入。四是推動模式創(chuàng)新，重點解決融合的核心問題，比如融合界面、融合路徑、融合技術(shù)、融合機制等，這是事關(guān)根本的問題。最后是運行機制順暢，因為交能融合涉及主體太多，各方利益訴求不一，需要全面統(tǒng)籌。4交通與能源深度融合推進(jìn)建議4.1加強頂層規(guī)劃設(shè)計要努力將交能融合這個新生事物變成行業(yè)意志和政府行為，至少變成交通、能源兩個行業(yè)都想做的事?，F(xiàn)階段，建議制定“交通+能源”發(fā)展規(guī)劃，明確“十四五”乃至中長期發(fā)展目標(biāo)，科學(xué)謀劃發(fā)展布局，統(tǒng)籌部署重點任務(wù)，制定實施方案，加強監(jiān)測評估，建立規(guī)劃動態(tài)調(diào)整機制，定期開展考核評估。4.2打造試點示范工程在做好頂層規(guī)劃的基礎(chǔ)上，強化交通與能源的空間關(guān)系統(tǒng)籌，開展兩者綜合矢量疊加耦合數(shù)據(jù)分析，從而識別出公路交能融合的重點區(qū)域、重點廊道等，從而支撐公路與能源融合試點示范工程項目篩選。尤其是建議開展分布式光伏工程試點示范，開展一批發(fā)電、儲能、充電一體化的“多站融合”項目，推動智能微電網(wǎng)試點，鼓勵智慧化能源監(jiān)測管理系統(tǒng)建設(shè)。4.3研發(fā)關(guān)鍵技術(shù)裝備針對高速公路沿線（隧道出入口、公路上下邊坡、互通區(qū)、取棄土場）、典型服務(wù)設(shè)施（服務(wù)區(qū)、停車區(qū)、收費站、管養(yǎng)中心）及空間場地（公路周邊沙漠、草原、林地）等不同場景和環(huán)境特征，面向解決高速公路路域新能源開發(fā)的場地制約、用能需求多樣、安全影響等突出問題，開展交能融合系統(tǒng)集成規(guī)劃設(shè)計方法、光儲充一體化系統(tǒng)成套裝備、源網(wǎng)荷儲一體化智慧運營控制平臺和多能變換關(guān)鍵技術(shù)裝備等方面專項科研創(chuàng)新研發(fā)。4.4完善政策標(biāo)準(zhǔn)體系聯(lián)合發(fā)改、工信、能源等行業(yè)主管部門，制定涵蓋“建、管、養(yǎng)、運”全過程的支持政策，明確相關(guān)部門管理職責(zé)，建立跨部門協(xié)調(diào)機制。提出項目備案審批流程、電網(wǎng)接入政策和運行管理要求，在土地、資金、消納指標(biāo)、電網(wǎng)接入、上網(wǎng)電價等方面明確保障支持政策，構(gòu)建涵蓋關(guān)鍵設(shè)備、建設(shè)施工、管理養(yǎng)護(hù)等領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系，建立科技創(chuàng)新與標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范聯(lián)動機制，鼓勵成熟適用的創(chuàng)新成果及時標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)化。4.5健全融資經(jīng)營模式聯(lián)合相關(guān)部門，拓展融資渠道，完善融資機制，創(chuàng)新經(jīng)營模式，推動“交通+能源”高質(zhì)量發(fā)展。建立“交通+能源”項目金融綜合服務(wù)平臺，提供股權(quán)融資、債權(quán)融資、會計法律等綜合服務(wù)，深化“交通+能源”金融創(chuàng)新，大力發(fā)展綠色信貸，推動建立金融專營機構(gòu)，探索企業(yè)投貸聯(lián)動試點，支持企業(yè)發(fā)行債券進(jìn)行項目融資，借鑒市場上成熟的模式，提出適應(yīng)性經(jīng)營模式，推動“交通+能源”項目發(fā)展。5結(jié)語交通能源