能源与交通息息相关、不可分割。交通是能源的最大负荷领域之一,能源的绿色发展则是交通发展战略的必然要求。交能融合,即交通行业与绿色可再生能源的融合发展。推动交能融合发展,可以扩大可再生能源的利用范围;同时,新能源的不断发展,也让一些新型交通技术的实现成为可能。

在高速公路旁的斜坡上,一块块光伏板延伸向远方。而在看不见的地下,太阳能电力正源源不断地被送往千家万户。

(资料图片仅供参考)

5月26日,科技日报记者来到位于山东枣菏高速公路金乡服务区的我国首个全路域交通能源融合示范项目——枣菏高速交能融合示范工程。该项目由葛洲坝集团交通投资有限公司投资,中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司、中国能源建设集团山西电力建设有限公司联合总承包建设。来自中国能建葛洲坝交投公司的专家告诉记者,该项目首创性地将交通与能源融合在一起,打造了交能融合发展的新样板。

为何要将交通与能源融合发展?此次国内首个全路域交通能源融合示范项目建设有何难点?该项目对于推动交能融合发展有何意义?带着这些问题,记者采访了相关专家。

能源技术发展使交能融合成为可能

能源与交通息息相关、不可分割。交通是能源的最大负荷领域之一,能源的绿色发展则是交通发展战略的必然要求。

交能融合,即交通行业与绿色可再生能源的融合发展。推动交能融合发展,可以扩大可再生能源的利用范围;同时,新能源的不断发展,也让一些新型交通技术的实现成为可能。

近年来,我国交通运输部与能源部门充分考虑燃料、电力及绿色能源等输送特点,在新型交能设施统筹布局规划建设中不断探索,将共建共享理念融入交能基础设施,一方面提高交通设施利用效率,另一方面减少能源资源消耗。

随着光储一体化等新能源技术的发展与成熟,以及各种新材料在太阳能光伏发电、输电以及储电方面的成功应用,交能融合逐渐成为可能。交能融合设备或成为交通建设的重要基础设施之一。

2022年12月,2022世界交通运输大会召开,会议主题为“交能融合·绿动世界”,与会专家共商交能融合发展方案,绘制交能融合发展蓝图。更为引人注目的是,此次论坛发布了交能融合领域首个综合性报告——《交通与能源融合发展报告2022》,为推动交通与能源绿色融合发展、绿色转型给出了系统解决方案。

5月11日,由中国公路学会、中国能源建设集团有限公司共同举办的中国公路学会交通与能源融合发展工作委员会成立大会召开。记者注意到,本次大会对外发布了《交能融合一体化解决方案》,该方案总结了交通行业面临的“供电难”“伪低碳”两个突出问题,指向了交通与能源融合的现实难题,并提出了解决路径。

枣菏高速交能融合示范工程便是该方案落地的典型样本之一。

据介绍,上述项目利用服务区、路侧边坡等高速公路基础设施潜力,就地开发新能源,设置分布式光伏、风电储能等设备,产生的电能自发自用,余电还可上网。“该项目将新能源、高速公路两个行业的系统相互融合,实现源网荷储一体化和车路能云一体化,为基础设施和运输车辆持续提供绿色清洁能源。”枣菏高速交能融合示范工程技术负责人高抗说。

在高速公路沿线布局光伏发电设施

高速公路的封闭性以及独特性,决定了其对能源的依赖性。然而,目前国内应用太阳能光伏发电的高速公路项目很少。引入光伏发电项目,不仅可以缓解高速公路服务区的能源压力,降低化石能源消耗,提高资源和能源的利用效率,同时还可以大力推进光伏发电的技术创新,为新的光伏项目提供落地环境,推动新能源产业发展。

目前来看,太阳能光伏发电在高速公路服务区的主要应用,大多集中在中小型负荷设备,如照明、监控、检测设备、小型发电机等。此外,随着新能源汽车的增多,未来光伏发电可在高速公路服务区为新能源汽车提供充电服务。

不过,在高速公路沿线布局光伏发电设施并不简单。

有交通专家在枣菏高速交能融合示范工程立项之前曾担心:在高速边坡施工会对边坡稳定性、边坡植被等产生不利影响,太阳能光伏板的光反射可能会干扰驾驶员视线,一旦发生车辆冲出隔离护栏的事故,路边的高压电设施可能会对驾驶员造成二次伤害。

2020年,交通运输部出台意见,鼓励在服务区、边坡等公路沿线合理布局光伏发电设施,与市电等并网供电。中国能建葛洲坝交投公司看到了从高速公路开展交能融合项目的潜力。

在中国能建葛洲坝交投新能源公司负责人李彬看来,山东太阳能辐照资源丰富,年均日照时间超2000小时;枣菏高速沿线地形平坦开阔,且有充足的路域资源可供使用,开发光伏电站较为适宜。

为消除安全隐患,中国能源建设集团葛洲坝交投公司委托交通运输部规划研究院进行安全性评估论证。在实验室里,研究人员乘坐不同的交通工具,模拟不同的坐姿、行动曲线、眩光角度,历经1年时间,经过100多次反复实验,最终用一份安全性评估报告消除了所有人的顾虑。

高抗向记者强调:“这个项目实施可提高公路清洁能源自给率,实现交通电动化和电力去碳化。”而且这是国内首次在高速公路路侧布设太阳能发电项目,不但实现了金乡服务区的100%供电,富余电力还可以上网。

智慧平台一体化调控源网荷储

在金乡高速服务区,缕缕阳光汇集在光伏车棚、垂直轴风机、屋面光伏板上,整个服务区实现了100%“绿电”供应。记者将手机放在无线充电桌上,一会儿便能“满血复活”;无人超市里,只需拿着商品在机器上扫码、付款即可;十多分钟,电动汽车便充满了电。

据了解,当阳光充足时,枣菏高速交能融合示范工程的零碳电力在随发随用之外,还会被储存起来,按需取用。

“其实,这些还不是‘最硬核’的应用。枣菏高速交能融合一体化智慧平台才是交能融合的‘智能大脑’。”高抗说,它可以对能源网、交通网和数字网进行信息融合和智慧调控。

枣菏高速交能融合一体化智慧平台的一个核心功能是源网荷储一体化调控,可以对高速全域的光伏、储能、用电负荷和电网进行统一协调控制,使“绿电”优先在高速全域内部消纳利用。

着眼未来,中国能建葛洲坝交投公司研究院院长崔培强踌躇满志:“目前我们公司投资建设管理的高速公路总里程超过2700公里,为探索交能融合业务提供了载体。此次金乡段并网发电是企业交能融合项目的第一步,未来3至5年,我们将完成能源管理与智慧交通的深度融合,系统规划、建设冷链仓储物流、氢能中心等。”

“作为交能融合领域的先行者,中国能源建设集团目前在绿色公路、近零碳港口等领域进行了积极探索,取得了系列创新成果。”针对交通与能源领域下一步的发展,中国能源建设集团有限公司党委书记、董事长宋海良认为,应围绕绿色低碳、数字智慧“两化”转型,全力构建交能融合生命共同体,同时做强新平台,全力攻克交能融合技术装备难点堵点,拓展交能融合场景应用范围,并完善交能融合政策标准体系。