公路交通与能源深度融合发展思路与展望

高嘉蔚，孙 芳，毛 宁，刘 杰1

（1.交通运输部规划研究院，北京 100028；2.交通排放控制监测技术实验室，北京 100028；3.河北省公路事业发展中心，河北 石家庄 061102）

0 引言

习近平生态文明思想的确立为新时代全面加强生态环境保护、打好污染防治攻坚战提供了思想指引和行动遵循。气候变化是当今人类社会面临的共同挑战。2020年9月以来，习总书记就“碳达峰目标和碳中和愿景”发表了多次重要讲话，近期更是强调提出“完整准确全面贯彻新发展理念 做好碳达峰碳中和工作的战略任务”，“30达峰60中和”已成为国家层面的重大发展战略。建设生态文明，推动碳达峰碳中和成为全社会、各行业持续健康发展必须遵循的基本准则。

我国正处于由交通大国向交通强国迈进、加快推进可持续交通体系建设的关键时期。《交通强国建设纲要》提出“推广新能源、清洁能源、智能化、数字化、轻量化、环保型交通装备及成套技术装备”等要求；中共中央、国务院印发的《国家综合立体交通网规划纲要》，要求推进交通基础设施网与能源网融合发展，健全能源战略物资运输保障体系；提出加强可再生能源、新能源、清洁能源装备设施更新利用和废旧建材再生利用等任务。习总书记在刚闭幕的第二届联合国全球可持续交通大会上强调，要本着创新驱动、生态优先等原则，加快形成绿色低碳的交通运输方式。交通运输发展应该也必须以习近平生态文明思想和双碳战略为原则和方向。

道路运输是交通运输大气污染和碳排放的重要来源，其二氧化碳和氮氧化物排放分别占全行业排放总量的80%和60%左右[1]，是减污降碳协同控制最重要的领域，亟需在技术装备、能源替代、能效提升等方面取得突破。实施交融能源融合发展战略，建设路域清洁能源自洽系统从而提升公路低碳化水平，依托5G信息化手段建设能源高效利用的智慧公路，推动能源-交通-信息-物流四网融合助力路衍经济发展等，可提速公路运输“终端用电”“电力去碳”进程，代表着可持续发展愿景下公路运输发展方向，也是交通减碳战略的必选路径。

1 国内外研究进展

近年来，我国不断探索推进交通基础设施与能源设施统筹布局规划建设，充分考虑煤炭、油气、电力等各种能源输送特点，强化交通与能源基础设施共建共享，提高设施利用效率，减少能源资源消耗。结合现阶段国内外研究现状可知，目前交通与可再生能源融合发展的形态与模式较为封堵，提出了多种能源交通融合网建设创新模式集，但现有研究成果均为拓展交通对能源的需求以及交通能源利用模式的转型，为针对社会经济的可持续发展角度提出交能融合切实可行的路径。

在公路交能融合研究方面，大多聚焦于公路交通与能源融合规划设计和工程应用以及路域“源-荷-储”绿色能源系统规划研究。一是在公路交通与能源融合规划设计和工程应用方面，国内外相关研究主要集中在资源开发层面的融合，在公路基础设施资产的新能源资源开发潜力评估和开发利用等方面开展了大量研究和实践。例如，荷兰克罗曼尼建设了世界上首个路面光伏，所发电量可供路灯等负荷使用；韩国在大田和世宗间的高速公路修建了带有光伏顶棚的绿色自行车通道，为周边红绿灯、监控摄像头提供电力；杭州沪杭甬高速路利用收费站弧形顶棚建设光伏以满足收费站的电力需求等。二是路域“源-荷-储”绿色能源系统规划方面，交通运输部公路科学研究院探索构建了基于“源-荷-储-存”的公路交通能源互联网应用技术框架；华北电力大学国家能源交通融合发展研究院探索提出了我国交通能源融合基本形态和发展路径[2]。

2 交通与能源深度融合现存问题分析

交能融合是大势所趋，但面临问题也较多，主要体现在“融合”两个字上。由于“融合”至少事关双方，需要在合适时间、合适地点开展相关工作，这就是主要难点所在。具体而言，交能融合存在问题可以概括为：界面不清晰、路径不明确、技术不成形、机制不顺畅等，这些都是目前研究交能融合的重点领域。

2.1 融合界面不清晰

首先是现阶段交能融合的内涵和融合界面还不清晰，主要体现在交通和能源两个行业投入度与融合深度的界定。一方面，交通是融合被动的一方，公路作为交能融合的主要依托和重点抓手，主要提供基础设施、用电场景与需求、用地与资产、流量与车辆等条件，为交能融合创造了条件，但能源领域作为供应方，往往存在介入滞后、主动性不强、约束标准较大等问题，造成交通和能源两个行业在融合过程中产生一系列不平等现象，因此交通与能源融合必须实现双方同步介入、同担风险、同享福利的目标。另一方面是交通红线内外空间资源的制约问题，在日益紧张的土地政策下，公路建设项目如何合理利用有限土地实现资源最大化，是交能融合项目应重点考虑的问题，结合国家土地利用政策分析，充分利用公路红线内外的区域开展交能融合，推进不同尺度下的融合。

2.2 融合路径不明确

现有交能融合研究和应用主要关注光伏发电开发，在消纳利用上仍简单采用“自发自用、余电上网”的传统模式，由电网为其提供灵活调节能力，未能深入开展源网荷储灵活互动深度融合以适应匹配新能源发电出力特性与负荷用能需求特性。同时，路域交能融合仅仅围绕路侧光伏、屋顶光伏等开发模式展开、聚焦于满足公路交通用电负荷需求，未充分考虑公路交通潜在的多元化用能需求，也未考虑公路交通负荷与源、网、储之间灵活多向互动的深度融合发展模式。因此，下阶段应聚焦电网接入与消纳途径，从思路、流程、环节和操作等方面，针对公路交通项目用能需求长线型、分散化的特点，提出公路交能融合创新路径。

2.3 融合技术不规范

未来随着公路交通新能源开发的进一步推广和规模扩大，传统的消纳利用模式将加剧电力系统调峰消纳新能源的负担，不利于公路交通与能源领域的高质量融合，现阶段交通行业、能源行业相关建设技术规范与标准对交能融合发展目标存在较大制约与矛盾，特别是涉及构建路域源网荷储模式系统的关键技术，缺乏成熟、先进、适用性强的节能技术目录。因此亟需创新融合模式，借鉴综合能源系统等相关概念思路、研究公路交通自洽能源系统中源网荷储各侧的灵活性挖掘和多向互动的运行模式及规划设计方法，开展工程应用示范，形成一套系统能源自洽和灵活、高效、可靠运行的技术体系，有力支撑公路交通与能源领域高质量融合发展。

2.4 融合机制不顺畅

现阶段我国交能融合政策机制尚有待完善，因工作流程不清晰、协调机制不明确等制约问题，存在着较大跨行业、多部门协调的体制壁垒，特别是涉电许可和涉路许可，以及切实可行的商业模式。因此，下阶段应充分梳理国家、地区交通与能源融合工作相关的管理机构及主要职责的成套工作流程，明确交能融合发展的政策制定、程序设定、规划计划、标准规范及资金管理等，提出具体交能融合项目的报批报建手续清单、具体协调机制和保障措施。

3 交通与能源深度融合思路

促进交通基础设施网与智能电网融合，适应新能源发展要求。交通行业与可再生能源具有广阔的融合发展空间，发展意义重大，既有利于进一步发展可再生能源，又有利于推动交通能源低碳转型，共同为实现碳达峰、碳中和目标作出贡献。推进交能融合已势在必行，关于如何推进，本研究对此进行了宏观思考，总体而言交能融合思路正在逐步清晰。现阶段，可将其概括为围绕一个核心、着眼两个视角、统筹三个关系、构建四个场景、推进五个任务。具体而言：

3.1 围绕1个核心

首先是提出了“流量经营”助力“路衍经济”这个核心的理念。公路交能融合的本质是深度扩展公路交通流量的延伸收益，挖掘路域沿线的能源与土地资源，探索交能融合的经济价值，从而有效带动经济发展、最终多方拓展经济收益。

3.2 着眼2个视角

交通融合至少有两个考虑视角，可概括为小融合和大融合。小融合占位相对微观，主要立足红线范围，目的是在道路控制线内推进新能源建设，从而最大程度实现道路终端用电和电力去碳的目标，显然这一视角主要基于交通行业自身需求，更接近前些年大力推进的低碳公路建设的理念。大融合占位宏观，主要立足路域范围，目的是在以道路为核心的廊道区域开发相对大规模的新能源，从而构建源、网、荷、储一体化的开放能源体系，显然这一视角主要基于能源行业理解，更接近路衍经济的概念。

3.3 统筹3个关系

交通融合至少要协调好三对关系。首先是投入与收益的关系，核心还是大小融合的问题，实质就是考虑投入多少路产、路侧资源来推进能源建设，才能达到双方都接受的双赢目标。其次是开发与保护的关系，开发强度要够，因为要有收益；保护要求要高，因为交能融合的宗旨就是绿色低碳，从而最终实现把绿水青山变成金山银山；第三是时间和空间的统筹，核心是要解决用电、发电时空错位的问题，背后问题是如何建设储能和电网，这两方面实质是交能融合的重点和难点。

3.4 构建4个场景

基于交能融合的核心目的，建议重点打造四个场景。一是开放的能源系统，简单说就是发电要尽量高效利用，避免浪费，首先保障自身稳定用能供应，剩余的电能够有其他途径消纳，这一方面主要依靠的是国网部门，同时制约瓶颈也主要来自国网方面，所以阶段需要自身探索一套较为行之有效的解决方案[3]。二是自洽能源系统，有两个重点要求，一是自给自足，二是稳定及时。三是绿色能源开发，核心就是推动风、光、氢、储的广泛应用。四是高效能源利用，要尽量规避用能发电时空错位、尽量解决用户需求不稳定的客观问题。

3.5 推进5项任务

交能融合的重点任务有五个。一是源、网、荷、储统筹，要求较为广泛、深度挖掘所有的产能、用能场景，并做好储能、建网等支撑性工作。二是绿电应用降碳，首先要推进终端用电，其次是电力去碳。三是产业开发增利，就是要用好路衍经济的理念，充分考虑物流、仓储、充电、换电、维修等各种基于土地开放效率提升、盈利模式增加的产业导入。四是推动模式创新，重点解决融合的核心问题，比如融合界面、融合路径、融合技术、融合机制等，这是事关根本的问题。最后是运行机制顺畅，因为交能融合涉及主体太多，各方利益诉求不一，需要全面统筹。

4 交通与能源深度融合推进建议

4.1 加强顶层规划设计

要努力将交能融合这个新生事物变成行业意志和政府行为，至少变成交通、能源两个行业都想做的事。现阶段，建议制定“交通+能源”发展规划，明确“十四五”乃至中长期发展目标，科学谋划发展布局，统筹部署重点任务，制定实施方案，加强监测评估，建立规划动态调整机制，定期开展考核评估。

4.2 打造试点示范工程

在做好顶层规划的基础上，强化交通与能源的空间关系统筹，开展两者综合矢量叠加耦合数据分析，从而识别出公路交能融合的重点区域、重点廊道等，从而支撑公路与能源融合试点示范工程项目筛选。尤其是建议开展分布式光伏工程试点示范，开展一批发电、储能、充电一体化的“多站融合”项目，推动智能微电网试点，鼓励智慧化能源监测管理系统建设。

4.3 研发关键技术装备

针对高速公路沿线（隧道出入口、公路上下边坡、互通区、取弃土场）、典型服务设施（服务区、停车区、收费站、管养中心）及空间场地（公路周边沙漠、草原、林地）等不同场景和环境特征，面向解决高速公路路域新能源开发的场地制约、用能需求多样、安全影响等突出问题，开展交能融合系统集成规划设计方法、光储充一体化系统成套装备、源网荷储一体化智慧运营控制平台和多能变换关键技术装备等方面专项科研创新研发[4]。

4.4 完善政策标准体系

联合发改、工信、能源等行业主管部门，制定涵盖“建、管、养、运”全过程的支持政策，明确相关部门管理职责，建立跨部门协调机制。提出项目备案审批流程、电网接入政策和运行管理要求，在土地、资金、消纳指标、电网接入、上网电价等方面明确保障支持政策，构建涵盖关键设备、建设施工、管理养护等领域的标准规范体系，建立科技创新与标准规范联动机制，鼓励成熟适用的创新成果及时标准转化。

4.5 健全融资经营模式

联合相关部门，拓展融资渠道，完善融资机制，创新经营模式，推动“交通+能源”高质量发展。建立“交通+能源”项目金融综合服务平台，提供股权融资、债权融资、会计法律等综合服务，深化“交通+能源”金融创新，大力发展绿色信贷，推动建立金融专营机构，探索企业投贷联动试点，支持企业发行债券进行项目融资，借鉴市场上成熟的模式，提出适应性经营模式，推动“交通+能源”项目发展。

5 结语

交通能源融合已成大势所趋，已经形成广泛共识，推进交融能源这件事已经毋庸置疑。交能融合正值天时。生态文明建设、碳达峰碳中和和习总书记系列讲话均对此有过明确指示；交通强国建设纲要、国家综合立体网规划纲要等国家方略对此更是提出明确任务。交能融合人心所向，行业管理部门、投资建设单位和咨询设计单位对此的理解正在达成共识，相关力量正在不断凝聚。开展绿色能源与公路运输大通道融合示范，能够有效发挥交能融合减污降碳综合效益，代表着可持续发展愿景下公路运输发展方向，对于推动交通运输行业能源转型，助力交通强国建设，高质量构建现代化综合立体交通体系意义重大。