交通运输行业光伏发展现状及对策建议

毛 宁，李齐丽，刘 杰，程逸楠，高嘉蔚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）

0 引言

交通运输行业是降碳减污协同控制的关键领域，推动交通运输行业因地制宜发展光伏发电，实现交通用能结构的转型升级，是实现“双碳”战略目标的必由之路，也是加快建设交通强国，高质量构建国家综合立体交通网的重要举措。

1 行业发展现状

1.1 支持鼓励政策

党中央、国务院“双碳”战略目标，能源革命纵深发展要求以及加快建设交通强国，高质量构建国家综合立体交通网等国家战略为交通运输行业光伏发展提供了基本遵循。2019年9月，党中央、国务院印发《交通强国建设纲要》，提出“优化交通能源结构，推进新能源、清洁能源应用”。2021年2月，党中央、国务院《国家综合立体交通网规划纲要》指出，推动“交通基础设施网与能源网融合发展，强化交通与能源基础设施共建共享”。2021年9月，党中央、国务院印发《关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》，明确要求加快推进低碳交通运输体系建设，积极发展非化石能源，“坚持集中式与分布式并举，优先推动风能、太阳能就地就近开发利用”。2021年10月，国务院印发《2030年前碳达峰行动方案》，在“交通运输绿色低碳行动”部分要求积极扩大新能源、清洁能源在交通运输领域应用。2022年1月国务院《“十四五”现代综合交通运输体系发展规划》提出“鼓励在交通枢纽场站以及公路、铁路等沿线合理布局光伏发电及储能设施”。

交通运输行业积极落实国家清洁能源发展战略，大力推动行业光伏应用，“十二五”以来出台了多项支持政策，为光伏的推广应用营造了良好的政策环境。2011年起，交通运输部在《公路水路交通运输节能减排“十二五”规划》《交通运输节能环保“十三五”发展规划》《关于实施绿色公路建设的指导意见》《推进交通运输生态文明建设实施方案》等近十项文件中均明确提出要大力推进新能源和可再生能源应用，推动交通运输清洁能源化和绿色发展。随着国家“双碳”战略、能源生产和消费革命战略的推进，交通运输行业进一步强化政策支撑力度，光伏开发利用方向更加明晰，任务更加明确。2021年8月，交通运输部印发《交通运输部关于推动交通运输领域新型基础设施建设的指导意见》，“鼓励在服务区、边坡等公路沿线合理布局光伏发电设施，与市电并网供电”。2021年10月印发《绿色交通“十四五”发展规划》，提出“因地制宜推进公路沿线、服务区等适宜区域合理布局光伏发电设施”，“加快基础设施分布式光伏发电设备及并网技术研究”。2022年2月印发《关于积极扩大交通运输有效投资的通知》，提出因地制宜推进公路沿线、服务区等适宜区域合理布局光伏发电设施。

交通运输部联合相关部委，积极制定支持鼓励政策，合力推动交通运输行业光伏发展。2021年9月，交通运输部与科学技术部联合印发《交通领域科技创新中长期发展规划纲要（2021—2035年）》，全面布局交通与能源融合发展科技研发任务，推动交通专用及非碳基能源系统、分布式能源自洽、交通能源一体化建设运维、“源网荷储”协同的交通电气化等技术研究，促进低碳能源应用技术水平提升。2021年12月，工信部联合交通运输部等五部委共同印发《智能光伏产业创新发展行动计划（2021—2025年）》，要求“加快‘光伏+交通’等融合发展项目推广应用，推动交通领域光伏电站及充电桩示范建设”。

1.2 加强科技支撑

在科技创新领域，交通运输部联合科学技术部组织实施了多项国家和行业重点研发计划，通过科技创新破解制约行业发展关键技术瓶颈。一方面推动在国家重点研发计划中设置交通与能源融合研究项目，其中光伏推广应用是重点研究内容之一。“十三五”期间，组织实施了“高速公路基础设施绿色能源自洽供给与高效利用系统关键技术研究”项目，“十四五”期，开展了“交通自洽能源系统基础设施规划与设计技术”等4个项目，涉及公路、轨道、港船等多领域技术研发，为交能融合发展，特别是光伏的推广应用提供科技支撑。另一方面，交通运输部组织开展了“智慧型太阳能高速公路关键技术研究与示范”“新能源与清洁能源创新应用关键技术研究”等行业重点科技创新项目，围绕“高速+光伏”、产储配用一体化、充（换）能设施等重点方向开展技术研发，为交通运输行业光伏推广应用提供技术支撑。

1.3 典型工程应用

在国家战略支持、产业政策引导和市场需求驱动的作用下，交通行业光伏工程不断增多，在公路、铁路、轨道交通、港口等领域均有所应用。

公路方面，2017年12月，江苏省印发了《江苏高速公路光伏应用发展规划（2017—2020）》，积极推动公路光伏发电。目前已建成公路分布式光伏电站54个，全省累计并网交通光伏装机24兆瓦，实现了连徐、沿海、宿淮盐、宁宿徐沿线服务区清洁能源全覆盖、宁宿徐高速沿线收费站清洁能源全覆盖。山东省目前已在44对服务区、1个办公区和1段高速公路边坡建设了光伏项目，容量总计11.6兆瓦，年发电量约972万度。2021年12月，山东高速集团在荣乌高速威海段建成边坡光伏发电试验项目并成功并网，总里程2 290米，装机容量2.01兆瓦。京礼高速（北京段）光储项目、京津塘高速公路五公里光储充项目及十公里微电网示范入选工信部智能光伏试点项目[1-5]。

铁路和轨道交通方面，主要利用火车站、地面场站顶棚建设光伏发电设施。雄安、武汉、杭州等火车站，上海、深圳等地铁站均建有光伏发电设施。港口航运方面，厦门、天津、珠海等港口利用仓库、办公楼顶棚等建设光伏设施，自发自用补充港口生产和办公用电。目前厦门港光伏装机容量已逾5兆瓦，年发电量可达650万度。三峡通航综合服务区利用趸船顶层建设光伏设施，是水上服务区绿色能源系统的重要组成部分。部分导助航设施配有光伏发电设备，利用太阳能发电支持导助航设施工作。

1.4 主要问题与成因

虽然交通运输行业光伏开发与应用理念已得到广泛认可，各地多个工程对其均有思考和探索，但整体上看，交通运输行业仍处于光伏应用的初期阶段，光伏应用规模不大、智能化水平不高、布局不均衡，可复制可推广案例经验较少，地方主管部门和业主单位对光伏应用中可能存在的安全、环保、运维等问题也存在担忧。

问题存在的主要原因，一是由于顶层设计尚不完善，虽然从国家层面到行业政策引导层面都明确了方向和要求，但目标路径尚不清楚，行业光伏发展的时间表、路线图尚不明晰。二是部门协同机制不畅，交通光伏推广应用涉及交通运输部、发改委、能源局、电网公司等多家单位，目前尚未形成明确分工和协同联动的工作推进机制，管理办法尚不明确，存在权责不清、跨部门协调不畅、利益纠结等问题。三是标准规范不健全，既有标准数量少、时间久，安全、环保评估尚无统一标准，难以满足现有发展要求。四是关键技术材料有待突破，适用于交通场景的光伏材料、智能化管控等技术需继续研发改进。五是市场机制不通畅，由于光伏发电用能场景目前比较有限，前期公路自身消纳电量较少，余电并网接入困难，整体投资收益率不高，市场投资活力不足。

2 交通行业光伏开发前景

（1）光伏开发潜力

公路边坡、服务区、隔离带，铁路车站、顶棚以及港口仓库、楼宇顶棚等区域具有大量可利用土地和空间资源，具备分布式光伏开发和就近利用的有利条件。据有关学者估算，若充分利用公路、铁路沿线土地资源开展新型光伏发电系统建设，到“十四五”末，全国高速公路光伏年发电量将达到400吉瓦时，用电自洽率达到约2%，可再生能源电力渗透率将达到约17%；铁路用电自洽率将达到约19%，可再生能源渗透率达到约29%[6]。轨道交通场站、港口仓库屋顶、地面以上空地等也具备一定的光伏开发潜力。

（2）光伏发电消纳潜力

交通基础设施用电耗能十分稳定且呈现增长趋势，随着用能场景将进一步丰富，光伏发电利用比例也将会逐步提升。近期在公路领域由于路侧服务设施用电量较少，以光伏为主的新能源所发电量有盈余，可采用自发自用余电上网的模式。新能源车自带电化学储能设备，将是下一步公路领域的能源消费主体。初步测算“十四五”期我国新增电动汽车用电量约6 000亿千瓦时。远期随着5G通讯、车路协同等智慧高速设施的快速普及，用电场景愈加丰富，路域设施用电量将大幅增加。港口与轨道交通领域的电气化水平相对较高，进一步推动以光伏为主的绿电替代也将助力行业实现绿色低碳转型。目前全国电气化铁路牵引站数量超2 000个，估算年用电量超过300亿千瓦时，利用光伏发电实现绿电替代，前景十分广阔。

3 对策建议

为贯彻国家碳达峰碳中和战略，落实深入打好污染防治攻坚战有关要求，联合有关部门共同解决交通运输行业光伏推广应用领域面临的突出问题，需要从顶层设计、部门协同、科技研发、试点示范和市场机制等领域协同发力，多措并举大力推动“交通+光伏”健康发展。

（1）加强顶层设计

建议国家发展改革、交通、工信、能源等行业主管部门联合制定交通光伏产业发展、智慧运行、科技创新政策和规划，进一步加大交通光伏资金支持力度，将交通光伏项目纳入计划规模内固定资产投资项目清单，同时在土地资源、消纳指标、电网接入等方面对交通光伏项目给予扶持。建立健全交通光伏标准规范体系，逐步形成适应不同区域条件、适合各类交通方式，涵盖勘察设计、装备制造、建设施工、智慧运维等“交通+光伏”全产业链的标准规范体系。

（2）强化部门协同

建立相关行业主管部门重大问题会商机制，强化规划政策衔接与部门联动，实现信息互通互享，共同研究解决交通光伏产业发展中的重大问题，形成工作合力。进一步明确交通光伏开发项目备案审批流程、电网接入政策和运行管理要求。联合深化地方协调工作机制，鼓励地方出台配套支持政策，充分发挥各地优势，因地制宜推动“交通+光伏”产业发展。加强与电网公司沟通协作，优化交通光伏并网接入机制。

（3）优化市场机制

建议工信和交通主管部门联合制定相关中小企业质量监管与产品认定、市场准入和投建多主体融合机制，联合其他部委推动全国碳排放权交易市场、用能权交易市场、绿色电力交易市场建设，激发市场活力。联合推动地方完善政府间协议与电力市场相结合的可再生能源电力输送和消纳协同机制，加强省际、区域间电网互联互通，完善跨省跨区电价形成机制。借鉴市场上成熟的合同能源管理模式、跨界联动开发模式等，针对不同区域、不同类型的交通光伏项目，提出经济适用的经营模式。

（4）加大研发力度

联合推动科技部在国家重点研发专项中开展交通智慧光伏立项研究，加快适用于交通运输行业的光伏基础材料、关键部件的研发与制造，进一步提高光伏材料和部件的安全性、耐久性、稳定性和易维护性，逐步适应环境恶劣、无人维护地区交通光伏的推广应用。针对光伏产业成熟技术产品，联合出台适用于交通的光伏应用指导性技术和产品名录。开展适用于交通光伏产业的智能化装备研发，结合自动驾驶、车路协同、基础设施健康监测等智慧交通用电需求，运用5G通信、人工智能、先进计算、大数据等技术，开发智能化交通光伏产品。

（5）打造试点示范

建议工信部进一步扩大交通行业智能光伏应用示点范围，推动构建光伏发电智慧管控系统试点，打造基于大数据的“源网荷储”集成智能控制体系及无人化智能运维系统，实现交通能源系统的智慧化运行。交通、工信、能源等部门联合开展光储充应用示范，探索光伏与新能源汽车的跨界融合，加强充电桩、储能、光伏电站的系统集成与相互融合，推动光储充一体化应用示范。开展光伏、储能、充电一体化的综合能源中心试点，加强用能保障能力，科学匹配用电需求，提升能源利用效率。

4 结语

近年来在国家战略支持、产业政策引导和市场需求驱动的共同作用下，我国交通运输行业光伏推广应用力度不断加大。下一步随着综合立体交通网的高质量建设，智慧交通、现代物流等用能场景的不断增加，行业用能规模也将进一步加大。推动交通运输行业因地制宜发展光伏，对于优化行业能源结构，保证用能安全，实现“双碳”目标具有十分重要的意义。为推动交通运输行业光伏应用健康发展，需要相关行业主管部门加强顶层设计，强化部门协同，优化市场体制机制，加大科研创新力度，为“交通+光伏”营造良好的发展环境。