随着全球气候变化和能源危机的日益严峻，交通行业作为能源消耗和碳排放的重要领域，正面临着前所未有的转型压力。在此背景下，交能融合发展已成为交通运输行业降低碳排放，助力实现“双碳”目标，推动可持续发展的关键。
近年来，一支研究团队在交能融合发展模式及路径、近零碳交通示范区关键技术与示范、交通光伏廊道关键技术与示范以及交能融合新产品研发与成果推广等方面承担了 10 余项国家和省部级科研项目，并在支撑发布高速公路零碳服务区评价与建设标准、高速公路边坡光伏发电工程建设技术规范等方面作出了贡献——这就是交能融合创新团队。
为探讨交能源融合创新模式与实施路径，本刊记者约访了该团队领衔专家、交通运输部科学研究院正高级工程师、长沙理工大学客座教授陆旭东，请他分析未来不同交通领域的用能发展趋势，并尝试解答不同交通运输方式、不同阶段典型场景的交能融合发展模式及实施路径。
推动交能融合势在必行
随着全球能源结构转型步伐的加快，交通行业正经历着前所未有的变革。作为全球能源消耗的主要领域之一，交通行业对能源的需求现状呈现出多样化和复杂化的特点。根据国际能源署（IEA）的数据，交通运输部门占全球石油消费量的近 60%，且这一比例在过去几十年中一直保持相对稳定。
碳达峰行动方案提出，到 2030 年非化石能源消费比重达到 20% 左右的目标。显然，这对于交通运输行业来说是个不小的挑战。陆旭东指出：“交通运输行业是全球三大主要‘碳源’之一。在全球二氧化碳排放中，交通约占 25%。”我国交通碳排放占碳排放总量的 11% 左右，具有占比低、增速快、减排潜力大的特点。其中，公路交通占交通碳排放总量的 87% 左右，是我国交通碳排放的绝对主体和减排重点。
然而，目前我国交通用能约占终端能源消耗的 17%，电力在交通用能中的占比还不足 5%。在此背景下，交通与能源融合发展的创新模式显得尤为重要。
交通与能源融合不仅对环境保护具有重要意义，而且在经济层面也展现出巨大的潜力。通过政策引导、技术创新和商业模式的创新，可实现交通与能源融合环境与经济效益的双赢。如新能源汽车的推广使用不仅能够减少对进口石油的依赖，降低能源成本，还能刺激相关产业链的发展。
此外，交通与能源融合还能够通过优化交通基础设施的能源效率，进一步提升经济效益。例如，智能交通系统能够通过实时数据分析和预测，优化交通流量，减少拥堵，从而降低燃油消耗和车辆排放。
政策环境：
力推交通能源融合，
构建低碳交通网络新格局
党中央、国务院对交通与能源的融合创新给予了高度重视，提出了能源革命的深入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，为交能融合的发展提供了根本遵循。例如，《交通强国建设纲要》提出要优化交通能源结构，建设绿色交通廊道；《国家综合立体交通网规划纲要》指出要推进交通基础设施网与能源网的融合发展，加强可再生能源、新能源、清洁能源设备的更新利用；《中共中央 国务院关于加快经济社会发展全面绿色转型的意见》指出推进交通运输绿色转型，明确提出推进既有交通设施节能降碳改造提升，建设一批低碳（近零碳）车站、机场、码头、高速公路服务区，并因地制宜发展高速公路沿线光伏等。
交通运输部也印发了《扎实推动“十四五”规划交通运输重大工程项目实施工作方案》《关于积极扩大交通运输有效投资的通知》《公路水路行业绿色低碳发展行动方案》，并联合国家能源局等部门联合发布《智能光伏产业创新发展行动计划（2021—2025 年）》《关于推进城市公共交通健康可持续发展的若干意见》等文件，进一步明确“十四五”时期，以营运交通工具动力革命和低碳基础设施建设运营为重点，强化交通基础设施对低碳发展的有效支撑；助力“智能光伏交通”在内的各领域碳达峰、碳中和，加快“光伏 + 交通”等融合发展项目推广应用；开展光伏廊道示范工程等。
地方上，云南、陕西、四川、安徽、上海、北京等地纷纷出台适应政策。这些政策和规划的实施，不仅有助于推动交通与能源的深度融合，也为实现可持续发展目标提供了坚实的基础。
除以上政策研究外，陆旭东与交能融合创新团队成员还依托世界银行 / 全球环境基金 / 国家能源局项目，与水电水利规划设计总院联合开展了分布式可再生能源在交通领域的应用政策机制研究，研究成果《交通与分布式可再生能源融合发展潜力与展望》一书已出版。
《交通与分布式可再生能源融合发展潜力与展望》封面
交通运输部综合规划司副司长李传光在公开讲话中表示，交通运输部将深入推动交能融合从开局起步向成型起势加速迈进。预计到 2035 年初步建成以非化石能源为供应主体，化石能源为兜底保障，新型电力系统为关键支撑的交通运输新型能源体系。交通运输领域能源自给比例全面提升，行业能源自给率将达到 25%，电能占行业终端用能比例将超过 20%。
绿色交通革命，
加速新能源运载工具普及助力碳中和
为降低交通领域碳排放，2021 年国务院发布了《关于印发 2030 年前碳达峰行动方案的通知》，旨在推动运输工具装备的低碳转型，构建绿色高效的交通运输体系，并加速绿色交通基础设施建设。
陆旭东认为，优化交通运输和能源结构，建设绿色交通基础设施，推广可再生能源和清洁能源的应用，促进交通能源动力系统的清洁化、低碳化和高效化发展，以及推广低碳交通运输工具，这些都是可以从国家和行业政策中发现的交能融合发展创新模式与实施路径的方向。
“交能融合的实现关键在于终端。”陆旭东向记者指出，主要的实现路径包括公交车、出租车、重卡、船舶等运载装备的低碳化和清洁化。
“我们注意到，江苏、浙江、天津、内蒙古等地已经出台了推广新能源城市公交车和出租车的新政策、补贴政策及行动方案。8 月，交通运输部联合相关部委发布了新能源城市公交车及动力电池更新补贴实施细则、交通运输老旧营运船舶报废更新补贴实施细则以及《关于实施老旧营运货车报废更新的通知》。”陆旭东表示，这些政策和支持措施对于推动新能源运载工具的推广和交能融合的发展起到了积极作用。
随着运载工具的淘汰更新和新能源动力技术的不断成熟与广泛应用，这将对不同交通领域的能源使用产生影响。
这些努力将助力交通运输行业更快实现中共中央、国务院在《关于加快经济社会发展全面绿色转型的意见》中提出的“到 2030 年，营运交通工具单位换算周转量碳排放比 2020 年下降 9.5% 左右”的目标。
G15 高速江苏东台南沈灶或停光伏发电站
创新驱动绿色转型：
四大领域交能融合典型案例分析
在探讨交能融合发展的创新模式与实施路径时，案例对比分析与经验总结显得尤为重要。
陆旭东从公路、铁路、航空、水运四个领域向记者介绍了多个交通与能源融合的典型案例。
在公路领域，2017 至 2018 年，江苏高速沿线收费站互通分布式光伏项目利用 G15 高速江苏段 4 个收费站互通的闲置土地共 340 亩，建设了 4 座分布式光伏电站，总装机容量达到 13.58MW。该项目采用全额上网模式，并充分利用高速互通匝道闲置场地，将光伏电站与互通区自然景观相结合。
2022 年 7 月，通过光伏、储能和碳汇等措施，山东实现了济南东服务区的零碳运营，并发布了《山东高速零碳服务区白皮书》，成为全国首个实现自我中和的零碳服务区。次年 5 月，京台高速济南服务区顺利竣工，成为山东高速成功打造的首个近零碳服务区，零碳、近零碳服务区改造全面推广。
在铁路领域，由崔愷院士设计的雄安高铁站建筑光伏一体化项目，屋顶光伏铺设面积达到 4.2 万平方米，总容量为 5.97MW，年均发电量为 580 万kWh。该项目采用了“自发自用，余量上网”的并网模式，并依托城市智慧能源管控系统，打造了光伏 BIM 可视化运维监控系统，实现了光伏电站数字孪生场景构建。2021 年，该项目入选生态环境部绿色低碳典型案例集。
在航空领域，大兴机场将地源热泵、光伏与常规能源进行了有机结合，实现了多能互补。可再生能源总量占年综合能源消费总量的 10％以上，是全国运用可再生能源比例最高的机场，被誉为“绿色新国门”。
在水运领域，天津港 C 段零碳码头示范项目作为全球首个“智慧零碳”码头，“风光储荷一体化”系统实现了绿电自主供应，并通过综合能源管控平台，实现了风机、光伏、储能、关键负荷监测。
这些案例展示了交通与能源融合的巨大潜力，并为其他地区提供了可借鉴的实施路径。
天津港 C 段零碳码头
破解能源孤岛难题：
交通光伏融合多领域应用前景广阔
我国交通分布式光伏发展步伐不断加快。自 2022 年起，我国交通分布式光伏进入大规模应用的起步阶段。2021 年，全国交通光伏装机规模仅约 300MW。
截至 2023 年底，根据国家可再生能源信息管理中心统计，全国公路分布式项目 503 个，主要以高速服务区、收费站、加油站分布式项目为主，项目数量和装机规模占公路分布式项目的 94%和 85%；隧道、互通区、边坡分布式项目数量仅占公路分布式项目的 4%、1%和 1%，装机规模分别占 8%、5%、2%。仅山东省的装机量就达到了 371MW。在公路、铁路、水运领域，光伏都有广泛的应用场景，如高速公路服务区、收费站、隧道、互通区、边坡，铁路沿线，以及港口和离岸光伏等。
然而，交通运输行业面临整体能源需求庞大，但多个能源供需主体各自独立，难以形成统一的“能源网络”。高速公路与铁路的并网点相距遥远，导致铺设成本高昂；光伏场地的选址和电力负荷分布不均；新能源的季节性负荷波动造成不同场景下的用电负荷差异显著；新能源电源对电网的冲击较大……这些都是低碳化进程中亟待解决的痛点问题。
“预计到 2030 年，全球新能源汽车的保有量将达到 1.3 亿辆。”陆旭东分析指出，随着我国电动汽车保有量和智慧高速路侧用电设备耗电量的快速增长，交通工具电气化和交通设施智能化将不断推动用电需求的上升，这将显著增加对配套充电基础设施的需求。
同时，未来高速充电场景将不再局限于服务区的固定充电桩，而是将向沿线道路本身扩展，充电方式也将从有线（有桩）充电向无线（无桩）充电、从固定充电向移动式补电等多样化方式发展。
在他看来，我国公路领域的光伏资源开发潜力巨大。公路交通占全国交通碳排放总量的约 87%，是交通碳排放的主要来源和减排的关键领域。因此，公路交通的节能和清洁能源利用成为交通与光伏结合应用的重点领域之一。
陆旭东表示，从理论测算来看，公路领域的开发前景非常广阔。以现有里程计算，全国公路领域的光伏资源总体开发潜力达到 943.7GW，铁路领域为 170.9GW，港口方面也有约 56.2GW 的潜力空间。“从不同交通运输方式来看，铁路沿线的光伏开发潜力最高，而公路电气化的提升潜力最大。”陆旭东称。
实施策略：
五强化策略助力交能融合发展
交能融合发展是一项需要跨部门协作，长期而艰巨的任务。为确保二者融合的平稳过渡和长远发展，陆旭东建议强化政策联动，强化技术支撑，强化标准引领，强化安全保障，强化融资创新。
“我们要加强顶层设计，打通行业政策壁垒，建立联动机制，加强自主研发，推进技术创新，加强项目对交通安全的影响研究，注重高速公路区域间电力调度问题，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。”陆旭东指出，通过精心设计，有效整合资源，形成政策合力，确保交通与能源融合的每一步都朝着既定目标稳步前进。
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