利用新能源实现铁路多元发展探讨

董军，陈来红，刘硕

（国家电投集团物流有限责任公司，北京100021）

利用新能源实现铁路多元发展探讨

董军，陈来红，刘硕

（国家电投集团物流有限责任公司，北京100021）

针对铁路转型发展面临的增收节支、产业延伸需求，利用铁路沿线土地综合开发政策，整合铁路电气化改造形成的变电站、输电线路等资源，利用新能源业务实施产业资源协同，形成新的收益、降低用电费用，为铁路绿色发展、多元发展提供新思路。

铁路；光伏；资源整合；以地养路

【DOI】10.13616/j.cnki.gcjsysj.2016.09.071

1 背景

近年来，国家在基础设施方面投入持续增大，路网末端铁路建设加快，电气化改造项目逐年增加[1]，配套输配电网覆盖范围不断扩大，但也面临着一些挑战。

1）路网末端的铁路位置往往偏僻，处于电网末端，现有电力贯通线10kV等级线路及当地电网容量难以提供高质量用电支持，新建高质量电力线路和变电站不可避免。

2）铁路电气化改造，尽管可以提升速度，降低用油成本，但铁路外购电价颇高，增加铁路运营成本，特别是给铁路发展物流业务增加了成本压力。

2 铁路发展新能源的条件

随着经济新常态的出现，大宗货运需求下滑，铁路将由单一的“以路养路”模式向更加多元的“以地养路”模式发展，增加铁路新的发展动力。

2.1 “以地养路”政策的支持

2014 年国务院印发《关于支持铁路建设实施土地综合开发的意见》，鼓励铁路企业依托土地进行综合开发，铁路建设由“以路养路、以路建路”向“以地养路、以地建路”的综合模式转变。

2.2 铁路多元发展导致能耗需求增加

铁路向现代物流转型发展，势必需要完善沿线集疏运系统，增加现代物流装具，所需能源消耗随之增长。首先，铁路运输能源消耗少，环境污染小，完全可以用电驱动火车，有助于节油减排，减少环境污染。长远来看，光伏发电、风力发电等新能源技术将从根本上解决能源替代问题。事实上，太阳能资源无处不在，光伏发电技术已经非常成熟，当前难点是配额申请、造价控制与发电消纳。目前该铁路用电主要依靠电网输送，随着铁路电气化改造完成，电气化机车牵引用电量剧增，在一定程度上为铁路发展新能源创造了消纳条件。更重要的是，“电转气”等技术进步今后一定可以解决新能源的出力不稳定、储能等问题。其次，叉车、分拣等设施“油改电”趋势非常显著，也需要新能源的支持，不仅是减排需要，更是降低用能成本的需要。

2.3 铁路输变电设施再利用

铁路电气化改造投资形成一定的输配电网设施，其220kV电压等级输配电网完全可支撑大规模光伏电站运营，建设标准能够满足太阳能电站输配电要求[2]。光伏电站发电“就地并网、就地消纳”，有助于减少输电线损。对于地处偏僻位置的铁路，其沿线还有大量沙化草场亟待治理，如果结合荒漠光伏电站治沙经验，进行光伏发电用地综合利用，有望形成治沙、发电双重收益。

3 铁路发展新能源的多阶段资源协同

铁路转型的重点是用科技创新整合铁路沿线闲置土地、电力线路等资源，构建铁路与新能源的产业协同模式。尽管铁路系统和新能源系统形成用电、供电的关系，但是光伏电站建设周期较短（不到半年既可建成），铁路建设周期较长（铁路电气化改造，跨度3～4年）。因此，铁路的新能源项目开发利用应注重资源衔接，避免浪费。

3.1 一地多用，先行试点示范

电气化铁路改造初期，在铁路沿线选择较优条件的地块建设光伏电站。（1）场址地势开阔，地势平坦，避免场地平整费用，有助于实现租地治沙发电综合利用。将光伏发电跟荒漠治理结合，适度抬高光伏电板对地距离，减少沙地水分蒸发，促进植物生长，遏制草场沙化。如果结合“农业光伏”模式，还可在光伏板下、板间套种沙地经济型作物，将为铁路增加更多收入来源，项目经济性良好。（2）考虑铁路目前属于内燃牵引动力，而且沿线属于电网薄弱地区，电力消纳困难，需要优先考虑接入高电压等级的电力外送通道，减少弃光限光难题，而且集中式光伏发电技术成熟，自建送出工程，利用“点对网输电”模式风险小，增加铁路新的收益来源。经设计院方面提供的项目预可深度测算，在计入9000亩（1亩≈666.67m2）租地费用、治沙费用和1座220kV变电站、50km外送线路成本的条件下，光伏项目资本金财务内部收益率达到23.34%（超过一般的光伏项目的同类指标）。

如果在工程设计中，将光伏电站送出工程与铁路电气化改造涉及外部电源送电线路“合二为一”，近期解决光伏电站接入电网问题，远期还能满足铁路外部供电需求，综合收益将更加显著。

3.2 以线带点，促进产业成型

随着电气化铁路外部供电系统建成，形成一定的输配电网资源，为分布式光伏电站接入提供了便利条件。此时，选择在变电站、牵引站附近建设小容量光伏电站，无须额外再建送出工程，较小规模的光伏电站采取“就地接入、就地消纳”方式建设，减少送出线路投资，降低输电线损，经济性显著。

理论上，电气化铁路输配电网220kV线路具有较大输电容量，能够承受中小容量光伏发电送出负荷。中小容量光伏电站选址贴近变电站，多以中低压并网，能够经箱式变压器升压至铁路内部配电系统就近消纳，节省送出线路。理论和实践均表明利用铁路电力牵引接触网取电完全可行[3]，同相供电技术返回电网技术已经商业化应用。日本京王电铁公司已成功研发不通过变电站便直接输送电力的系统，以最短线路输送电力，减少损耗。在科学技术飞速发展的今天，相信随着大容量单相逆变器等设备技术水平的提高，可以尝试将中等容量光伏电站发电负荷直接接入铁路电力牵引网送出。在光伏电站建设中可以取消升压变电站和送出线路，将进一步降低分布式光伏电站投资造价。另外，如果铁路沿线建有火电厂或大型变电站，可以以分布式电站形式通过箱式变压器升压至周边变电站或电厂，构建风光互补、火光互补等电站群，还能够有效提升电站群送出通道的送出容量，保证电力送出可靠性。

3.3 调整模式，支撑综合开发

一般来说，铁路沿线具有一定土地资源，铁路车站周边及沿线土地蕴藏着市场开发商机。全国铁路营业里程现有11万公里，兰新铁路、青藏铁路沿线地区属于太阳能一类资源地区，分布着广阔的荒漠、荒山等用地。铁路沿线土地综合开发政策下发将近两年，但至今仍是“雷声大、雨点小”，实质性进展推进艰难。除了铁路自身投资回报较低以外，还有铁路沿线土地开发当中存在车站周边土地归属的争议问题。在车站周边区域，地方政府与铁路存在利益博弈，影响铁路“以地养路”模式推进和落地。

由于我国幅员辽阔，各地社会经济条件不同，铁路沿线除了具备商业地产开发价值的土地，更多仍是地处偏僻、远离车站的土地。这些土地除了供铁路通行外，土地难以派作他用。如果将铁路沿线用地、用电、电网接入等优势进行叠加，将铁路沿线光伏项目联动开发打造成一种模式，甚至结合国家“一带一路”战略全面推广，既为铁路升级转型开辟新的发展空间，增加铁路参与物流市场的竞争力，又为新能源产业创造新的应用领域，还可支持种植、养殖业等相关产业的发展，解决煤钢行业人员分流问题，意义重大且特殊。

4 总结与建议

本文以资源整合视角探索铁路利用新能源促进转型发展策略，丰富“以地养路”的产业化内涵，突破铁路电力驱动依赖外部电源建设的既有方式，实现自身多元发展：铁路利用沿线输配电网设施建设升级，合理设计，接入新能源项目，增加发电收益，降低用电费用，为参与物流市场竞争创造优势，完善铁路多元发展模式，且对破解铁路当前融资难的困局具有创新示范价值。建议政府基于创新支持、产业发展的综合考虑，给予铁路沿线土地开发先进光伏项目的配额支持，服务铁路转型发展。

【1】梁文静.关于加快推进铁路运输企业向现代物流转型发展的探讨[J].军民两用技术与产品，2015(8)∶38.

【2】王士涛.油田投资太阳能光伏电站建设最经济[J].中国建设动态：阳光能源，2009(5)∶17-18.

【3】常趁.高速铁路供电电源的选择及应急电源方案的分析[J].铁道勘测与设计，2008(4)∶54.

Discussion on Realizing Railway Multi-development Through New Energy

DONG Jun,CHEN Lai-hong,LIU Shuo
(SPIC Logistics Co.Ltd.,Beijing 100021,China)

Aimed at the demands to increase revenue,reduce expenditure and extend industry,we use the comprehensive land development policy along the railway,integrate the substations,transmission lines and other resources formed by railway electrification transformation, carryout industrial resource collaboration by means of new energy business,achieve new profit and reduce electricity cost.In this way new ideas are offered for railway green development and multi-development.

railway;photovoltaic;resource integration;maintain the railway on land exploit

F532.6

A

1007-9467（2016）09-0171-03

2016-09-05

董军(1972～)，男，湖北咸宁人，经济师，注册咨询工程师，从事物流规划、科技管理与研究。