交通運(yùn)輸行業(yè)光伏發(fā)展現(xiàn)狀及對(duì)策建議

毛 寧，李齊麗，劉 杰，程逸楠，高嘉蔚1

（1.交通運(yùn)輸部規(guī)劃研究院，北京 100028；2.交通排放控制監(jiān)測(cè)技術(shù)實(shí)驗(yàn)室，北京 100028）

0 引言

交通運(yùn)輸行業(yè)是降碳減污協(xié)同控制的關(guān)鍵領(lǐng)域，推動(dòng)交通運(yùn)輸行業(yè)因地制宜發(fā)展光伏發(fā)電，實(shí)現(xiàn)交通用能結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型升級(jí)，是實(shí)現(xiàn)“雙碳”戰(zhàn)略目標(biāo)的必由之路，也是加快建設(shè)交通強(qiáng)國(guó)，高質(zhì)量構(gòu)建國(guó)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(lì)政策

黨中央、國(guó)務(wù)院“雙碳”戰(zhàn)略目標(biāo)，能源革命縱深發(fā)展要求以及加快建設(shè)交通強(qiáng)國(guó)，高質(zhì)量構(gòu)建國(guó)家綜合立體交通網(wǎng)等國(guó)家戰(zhàn)略為交通運(yùn)輸行業(yè)光伏發(fā)展提供了基本遵循。2019年9月，黨中央、國(guó)務(wù)院印發(fā)《交通強(qiáng)國(guó)建設(shè)綱要》，提出“優(yōu)化交通能源結(jié)構(gòu)，推進(jìn)新能源、清潔能源應(yīng)用”。2021年2月，黨中央、國(guó)務(wù)院《國(guó)家綜合立體交通網(wǎng)規(guī)劃綱要》指出，推動(dòng)“交通基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)與能源網(wǎng)融合發(fā)展，強(qiáng)化交通與能源基礎(chǔ)設(shè)施共建共享”。2021年9月，黨中央、國(guó)務(wù)院印發(fā)《關(guān)于完整準(zhǔn)確全面貫徹新發(fā)展理念做好碳達(dá)峰碳中和工作的意見》，明確要求加快推進(jìn)低碳交通運(yùn)輸體系建設(shè)，積極發(fā)展非化石能源，“堅(jiān)持集中式與分布式并舉，優(yōu)先推動(dòng)風(fēng)能、太陽(yáng)能就地就近開發(fā)利用”。2021年10月，國(guó)務(wù)院印發(fā)《2030年前碳達(dá)峰行動(dòng)方案》，在“交通運(yùn)輸綠色低碳行動(dòng)”部分要求積極擴(kuò)大新能源、清潔能源在交通運(yùn)輸領(lǐng)域應(yīng)用。2022年1月國(guó)務(wù)院《“十四五”現(xiàn)代綜合交通運(yùn)輸體系發(fā)展規(guī)劃》提出“鼓勵(lì)在交通樞紐場(chǎng)站以及公路、鐵路等沿線合理布局光伏發(fā)電及儲(chǔ)能設(shè)施”。

交通運(yùn)輸行業(yè)積極落實(shí)國(guó)家清潔能源發(fā)展戰(zhàn)略，大力推動(dòng)行業(yè)光伏應(yīng)用，“十二五”以來(lái)出臺(tái)了多項(xiàng)支持政策，為光伏的推廣應(yīng)用營(yíng)造了良好的政策環(huán)境。2011年起，交通運(yùn)輸部在《公路水路交通運(yùn)輸節(jié)能減排“十二五”規(guī)劃》《交通運(yùn)輸節(jié)能環(huán)?！笆濉卑l(fā)展規(guī)劃》《關(guān)于實(shí)施綠色公路建設(shè)的指導(dǎo)意見》《推進(jìn)交通運(yùn)輸生態(tài)文明建設(shè)實(shí)施方案》等近十項(xiàng)文件中均明確提出要大力推進(jìn)新能源和可再生能源應(yīng)用，推動(dòng)交通運(yùn)輸清潔能源化和綠色發(fā)展。隨著國(guó)家“雙碳”戰(zhàn)略、能源生產(chǎn)和消費(fèi)革命戰(zhàn)略的推進(jìn)，交通運(yùn)輸行業(yè)進(jìn)一步強(qiáng)化政策支撐力度，光伏開發(fā)利用方向更加明晰，任務(wù)更加明確。2021年8月，交通運(yùn)輸部印發(fā)《交通運(yùn)輸部關(guān)于推動(dòng)交通運(yùn)輸領(lǐng)域新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的指導(dǎo)意見》，“鼓勵(lì)在服務(wù)區(qū)、邊坡等公路沿線合理布局光伏發(fā)電設(shè)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(jìn)公路沿線、服務(wù)區(qū)等適宜區(qū)域合理布局光伏發(fā)電設(shè)施”，“加快基礎(chǔ)設(shè)施分布式光伏發(fā)電設(shè)備及并網(wǎng)技術(shù)研究”。2022年2月印發(fā)《關(guān)于積極擴(kuò)大交通運(yùn)輸有效投資的通知》，提出因地制宜推進(jìn)公路沿線、服務(wù)區(qū)等適宜區(qū)域合理布局光伏發(fā)電設(shè)施。

交通運(yùn)輸部聯(lián)合相關(guān)部委，積極制定支持鼓勵(lì)政策，合力推動(dòng)交通運(yùn)輸行業(yè)光伏發(fā)展。2021年9月，交通運(yùn)輸部與科學(xué)技術(shù)部聯(lián)合印發(fā)《交通領(lǐng)域科技創(chuàng)新中長(zhǎng)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(wù)，推動(dòng)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(shè)運(yùn)維、“源網(wǎng)荷儲(chǔ)”協(xié)同的交通電氣化等技術(shù)研究，促進(jìn)低碳能源應(yīng)用技術(shù)水平提升。2021年12月，工信部聯(lián)合交通運(yùn)輸部等五部委共同印發(fā)《智能光伏產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃（2021—2025年）》，要求“加快‘光伏+交通’等融合發(fā)展項(xiàng)目推廣應(yīng)用，推動(dòng)交通領(lǐng)域光伏電站及充電樁示范建設(shè)”。

1.2 加強(qiáng)科技支撐

在科技創(chuàng)新領(lǐng)域，交通運(yùn)輸部聯(lián)合科學(xué)技術(shù)部組織實(shí)施了多項(xiàng)國(guó)家和行業(yè)重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃，通過(guò)科技創(chuàng)新破解制約行業(yè)發(fā)展關(guān)鍵技術(shù)瓶頸。一方面推動(dòng)在國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃中設(shè)置交通與能源融合研究項(xiàng)目，其中光伏推廣應(yīng)用是重點(diǎn)研究?jī)?nèi)容之一?！笆濉逼陂g，組織實(shí)施了“高速公路基礎(chǔ)設(shè)施綠色能源自洽供給與高效利用系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究”項(xiàng)目，“十四五”期，開展了“交通自洽能源系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃與設(shè)計(jì)技術(shù)”等4個(gè)項(xiàng)目，涉及公路、軌道、港船等多領(lǐng)域技術(shù)研發(fā)，為交能融合發(fā)展，特別是光伏的推廣應(yīng)用提供科技支撐。另一方面，交通運(yùn)輸部組織開展了“智慧型太陽(yáng)能高速公路關(guān)鍵技術(shù)研究與示范”“新能源與清潔能源創(chuàng)新應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)研究”等行業(yè)重點(diǎn)科技創(chuàng)新項(xiàng)目，圍繞“高速+光伏”、產(chǎn)儲(chǔ)配用一體化、充（換）能設(shè)施等重點(diǎn)方向開展技術(shù)研發(fā)，為交通運(yùn)輸行業(yè)光伏推廣應(yīng)用提供技術(shù)支撐。

1.3 典型工程應(yīng)用

在國(guó)家戰(zhàn)略支持、產(chǎn)業(yè)政策引導(dǎo)和市場(chǎng)需求驅(qū)動(dòng)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(lǐng)域均有所應(yīng)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(yīng)用發(fā)展規(guī)劃（2017—2020）》，積極推動(dòng)公路光伏發(fā)電。目前已建成公路分布式光伏電站54個(gè)，全省累計(jì)并網(wǎng)交通光伏裝機(jī)24兆瓦，實(shí)現(xiàn)了連徐、沿海、宿淮鹽、寧宿徐沿線服務(wù)區(qū)清潔能源全覆蓋、寧宿徐高速沿線收費(fèi)站清潔能源全覆蓋。山東省目前已在44對(duì)服務(wù)區(qū)、1個(gè)辦公區(qū)和1段高速公路邊坡建設(shè)了光伏項(xiàng)目，容量總計(jì)11.6兆瓦，年發(fā)電量約972萬(wàn)度。2021年12月，山東高速集團(tuán)在榮烏高速威海段建成邊坡光伏發(fā)電試驗(yàn)項(xiàng)目并成功并網(wǎng)，總里程2 290米，裝機(jī)容量2.01兆瓦。京禮高速（北京段）光儲(chǔ)項(xiàng)目、京津塘高速公路五公里光儲(chǔ)充項(xiàng)目及十公里微電網(wǎng)示范入選工信部智能光伏試點(diǎn)項(xiàng)目[1-5]。

鐵路和軌道交通方面，主要利用火車站、地面場(chǎng)站頂棚建設(shè)光伏發(fā)電設(shè)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(shè)施。港口航運(yùn)方面，廈門、天津、珠海等港口利用倉(cāng)庫(kù)、辦公樓頂棚等建設(shè)光伏設(shè)施，自發(fā)自用補(bǔ)充港口生產(chǎn)和辦公用電。目前廈門港光伏裝機(jī)容量已逾5兆瓦，年發(fā)電量可達(dá)650萬(wàn)度。三峽通航綜合服務(wù)區(qū)利用躉船頂層建設(shè)光伏設(shè)施，是水上服務(wù)區(qū)綠色能源系統(tǒng)的重要組成部分。部分導(dǎo)助航設(shè)施配有光伏發(fā)電設(shè)備，利用太陽(yáng)能發(fā)電支持導(dǎo)助航設(shè)施工作。

1.4 主要問(wèn)題與成因

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

問(wèn)題存在的主要原因，一是由于頂層設(shè)計(jì)尚不完善，雖然從國(guó)家層面到行業(yè)政策引導(dǎo)層面都明確了方向和要求，但目標(biāo)路徑尚不清楚，行業(yè)光伏發(fā)展的時(shí)間表、路線圖尚不明晰。二是部門協(xié)同機(jī)制不暢，交通光伏推廣應(yīng)用涉及交通運(yùn)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(dòng)的工作推進(jìn)機(jī)制，管理辦法尚不明確，存在權(quán)責(zé)不清、跨部門協(xié)調(diào)不暢、利益糾結(jié)等問(wèn)題。三是標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范不健全，既有標(biāo)準(zhǔn)數(shù)量少、時(shí)間久，安全、環(huán)保評(píng)估尚無(wú)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，難以滿足現(xiàn)有發(fā)展要求。四是關(guān)鍵技術(shù)材料有待突破，適用于交通場(chǎng)景的光伏材料、智能化管控等技術(shù)需繼續(xù)研發(fā)改進(jìn)。五是市場(chǎng)機(jī)制不通暢，由于光伏發(fā)電用能場(chǎng)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(chǎng)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(wù)區(qū)、隔離帶，鐵路車站、頂棚以及港口倉(cāng)庫(kù)、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(guān)學(xué)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(shè)，到“十四五”末，全國(guó)高速公路光伏年發(fā)電量將達(dá)到400吉瓦時(shí)，用電自洽率達(dá)到約2%，可再生能源電力滲透率將達(dá)到約17%；鐵路用電自洽率將達(dá)到約19%，可再生能源滲透率達(dá)到約29%[6]。軌道交通場(chǎng)站、港口倉(cāng)庫(kù)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(chǔ)設(shè)施用電耗能十分穩(wěn)定且呈現(xiàn)增長(zhǎng)趨勢(shì)，隨著用能場(chǎng)景將進(jìn)一步豐富，光伏發(fā)電利用比例也將會(huì)逐步提升。近期在公路領(lǐng)域由于路側(cè)服務(wù)設(shè)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(xué)儲(chǔ)能設(shè)備，將是下一步公路領(lǐng)域的能源消費(fèi)主體。初步測(cè)算“十四五”期我國(guó)新增電動(dòng)汽車用電量約6 000億千瓦時(shí)。遠(yuǎn)期隨著5G通訊、車路協(xié)同等智慧高速設(shè)施的快速普及，用電場(chǎng)景愈加豐富，路域設(shè)施用電量將大幅增加。港口與軌道交通領(lǐng)域的電氣化水平相對(duì)較高，進(jìn)一步推動(dòng)以光伏為主的綠電替代也將助力行業(yè)實(shí)現(xiàn)綠色低碳轉(zhuǎn)型。目前全國(guó)電氣化鐵路牽引站數(shù)量超2 000個(gè)，估算年用電量超過(guò)300億千瓦時(shí)，利用光伏發(fā)電實(shí)現(xiàn)綠電替代，前景十分廣闊。

3 對(duì)策建議

為貫徹國(guó)家碳達(dá)峰碳中和戰(zhàn)略，落實(shí)深入打好污染防治攻堅(jiān)戰(zhàn)有關(guān)要求，聯(lián)合有關(guān)部門共同解決交通運(yùn)輸行業(yè)光伏推廣應(yīng)用領(lǐng)域面臨的突出問(wèn)題，需要從頂層設(shè)計(jì)、部門協(xié)同、科技研發(fā)、試點(diǎn)示范和市場(chǎng)機(jī)制等領(lǐng)域協(xié)同發(fā)力，多措并舉大力推動(dòng)“交通+光伏”健康發(fā)展。

（1）加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì)

建議國(guó)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(chǎn)業(yè)發(fā)展、智慧運(yùn)行、科技創(chuàng)新政策和規(guī)劃，進(jìn)一步加大交通光伏資金支持力度，將交通光伏項(xiàng)目納入計(jì)劃規(guī)模內(nèi)固定資產(chǎn)投資項(xiàng)目清單，同時(shí)在土地資源、消納指標(biāo)、電網(wǎng)接入等方面對(duì)交通光伏項(xiàng)目給予扶持。建立健全交通光伏標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系，逐步形成適應(yīng)不同區(qū)域條件、適合各類交通方式，涵蓋勘察設(shè)計(jì)、裝備制造、建設(shè)施工、智慧運(yùn)維等“交通+光伏”全產(chǎn)業(yè)鏈的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系。

（2）強(qiáng)化部門協(xié)同

建立相關(guān)行業(yè)主管部門重大問(wèn)題會(huì)商機(jī)制，強(qiáng)化規(guī)劃政策銜接與部門聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)信息互通互享，共同研究解決交通光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的重大問(wèn)題，形成工作合力。進(jìn)一步明確交通光伏開發(fā)項(xiàng)目備案審批流程、電網(wǎng)接入政策和運(yùn)行管理要求。聯(lián)合深化地方協(xié)調(diào)工作機(jī)制，鼓勵(lì)地方出臺(tái)配套支持政策，充分發(fā)揮各地優(yōu)勢(shì)，因地制宜推動(dòng)“交通+光伏”產(chǎn)業(yè)發(fā)展。加強(qiáng)與電網(wǎng)公司溝通協(xié)作，優(yōu)化交通光伏并網(wǎng)接入機(jī)制。

（3）優(yōu)化市場(chǎng)機(jī)制

建議工信和交通主管部門聯(lián)合制定相關(guān)中小企業(yè)質(zhì)量監(jiān)管與產(chǎn)品認(rèn)定、市場(chǎng)準(zhǔn)入和投建多主體融合機(jī)制，聯(lián)合其他部委推動(dòng)全國(guó)碳排放權(quán)交易市場(chǎng)、用能權(quán)交易市場(chǎng)、綠色電力交易市場(chǎng)建設(shè)，激發(fā)市場(chǎng)活力。聯(lián)合推動(dòng)地方完善政府間協(xié)議與電力市場(chǎng)相結(jié)合的可再生能源電力輸送和消納協(xié)同機(jī)制，加強(qiáng)省際、區(qū)域間電網(wǎng)互聯(lián)互通，完善跨省跨區(qū)電價(jià)形成機(jī)制。借鑒市場(chǎng)上成熟的合同能源管理模式、跨界聯(lián)動(dòng)開發(fā)模式等，針對(duì)不同區(qū)域、不同類型的交通光伏項(xiàng)目，提出經(jīng)濟(jì)適用的經(jīng)營(yíng)模式。

（4）加大研發(fā)力度

聯(lián)合推動(dòng)科技部在國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)專項(xiàng)中開展交通智慧光伏立項(xiàng)研究，加快適用于交通運(yùn)輸行業(yè)的光伏基礎(chǔ)材料、關(guān)鍵部件的研發(fā)與制造，進(jìn)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(hù)性，逐步適應(yīng)環(huán)境惡劣、無(wú)人維護(hù)地區(qū)交通光伏的推廣應(yīng)用。針對(duì)光伏產(chǎn)業(yè)成熟技術(shù)產(chǎn)品，聯(lián)合出臺(tái)適用于交通的光伏應(yīng)用指導(dǎo)性技術(shù)和產(chǎn)品名錄。開展適用于交通光伏產(chǎn)業(yè)的智能化裝備研發(fā)，結(jié)合自動(dòng)駕駛、車路協(xié)同、基礎(chǔ)設(shè)施健康監(jiān)測(cè)等智慧交通用電需求，運(yùn)用5G通信、人工智能、先進(jìn)計(jì)算、大數(shù)據(jù)等技術(shù)，開發(fā)智能化交通光伏產(chǎn)品。

（5）打造試點(diǎn)示范

建議工信部進(jìn)一步擴(kuò)大交通行業(yè)智能光伏應(yīng)用示點(diǎn)范圍，推動(dòng)構(gòu)建光伏發(fā)電智慧管控系統(tǒng)試點(diǎn)，打造基于大數(shù)據(jù)的“源網(wǎng)荷儲(chǔ)”集成智能控制體系及無(wú)人化智能運(yùn)維系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)交通能源系統(tǒng)的智慧化運(yùn)行。交通、工信、能源等部門聯(lián)合開展光儲(chǔ)充應(yīng)用示范，探索光伏與新能源汽車的跨界融合，加強(qiáng)充電樁、儲(chǔ)能、光伏電站的系統(tǒng)集成與相互融合，推動(dòng)光儲(chǔ)充一體化應(yīng)用示范。開展光伏、儲(chǔ)能、充電一體化的綜合能源中心試點(diǎn)，加強(qiáng)用能保障能力，科學(xué)匹配用電需求，提升能源利用效率。

4 結(jié)語(yǔ)

近年來(lái)在國(guó)家戰(zhàn)略支持、產(chǎn)業(yè)政策引導(dǎo)和市場(chǎng)需求驅(qū)動(dòng)的共同作用下，我國(guó)交通運(yùn)輸行業(yè)光伏推廣應(yīng)用力度不斷加大。下一步隨著綜合立體交通網(wǎng)的高質(zhì)量建設(shè)，智慧交通、現(xiàn)代物流等用能場(chǎng)景的不斷增加，行業(yè)用能規(guī)模也將進(jìn)一步加大。推動(dòng)交通運(yùn)輸行業(yè)因地制宜發(fā)展光伏，對(duì)于優(yōu)化行業(yè)能源結(jié)構(gòu)，保證用能安全，實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)具有十分重要的意義。為推動(dòng)交通運(yùn)輸行業(yè)光伏應(yīng)用健康發(fā)展，需要相關(guān)行業(yè)主管部門加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì)，強(qiáng)化部門協(xié)同，優(yōu)化市場(chǎng)體制機(jī)制，加大科研創(chuàng)新力度，為“交通+光伏”營(yíng)造良好的發(fā)展環(huán)境。