光伏發(fā)電由于其安全靈活、易于集成等優(yōu)勢，可充分利用現(xiàn)有公路、鐵路交通系統(tǒng)中的大量自有空間資源，通過光伏公路、光伏鐵路的集成應(yīng)用，可在不增加額外土地資源使用的情況下為交通系統(tǒng)提供清潔電力，實現(xiàn)公路、鐵路交通系統(tǒng)的節(jié)能減排。因此，本文評估了我國公路、鐵路交通中所蘊含的可開發(fā)光伏發(fā)電潛力，提出了交通系統(tǒng)用電自洽率的技術(shù)指標(biāo)，并展望了我國未來光伏公路、光伏鐵路的發(fā)展前景。

    我國光伏公路與鐵路的發(fā)展展望

    我國高速公路所蘊含的可供開發(fā)利用的光伏發(fā)電總潛力為1022.8 TWh。在高速公路交通網(wǎng)中，公路占地、路肩、匝道等自有空間、服務(wù)區(qū)建筑頂棚、橋隧隔離帶可為光伏發(fā)電的集成提供了空間資源，同時橋隧照明通風(fēng)設(shè)施、服務(wù)區(qū)用電設(shè)施也可為光伏發(fā)電提供充足的消納空間，提升光伏發(fā)電的消納水平。

    我國高速公路蘊含的光伏發(fā)電潛力

    我國鐵路網(wǎng)所蘊含的可供開發(fā)利用的光伏發(fā)電總潛力為239.6 TWh。在鐵路交通網(wǎng)中，鐵路沿線自有空間、大型站房雨棚、機車車輛頂部可為光伏發(fā)電的集成提供空間資源，并且電氣化鐵路、站點服務(wù)設(shè)施用電也可為光伏發(fā)電提供廣闊的消納空間。

    我國鐵路蘊含的光伏發(fā)電潛力

    充分利用高速公路、鐵路的自有空間資源，開發(fā)建設(shè)光伏發(fā)電系統(tǒng)，不僅可為高速公路、鐵路提供清潔電力供給，同時也可降低交通系統(tǒng)對外部電網(wǎng)的依賴度，為交通能源系統(tǒng)的供配用一體化提供了重要途徑。

    光伏公路集成應(yīng)用場景

    為評估我國未來光伏發(fā)電在高速公路、鐵路系統(tǒng)的應(yīng)用潛力，本文提出了交通系統(tǒng)用電自洽率的技術(shù)指標(biāo)，以表征交通系統(tǒng)內(nèi)部的能源自主供給能力。預(yù)計到2030年，中國高速公路、鐵路的年耗電量將增加為82.6 TWh和191.9 TWh。針對光伏公路應(yīng)用場景，在高速公路光伏利用率為1%、3%、5%的條件下，高速公路交通系統(tǒng)的年用電自洽率能達到12.4%、37.2%、61.9%，年二氧化碳減排量將超過1.0萬噸；而針對光伏鐵路應(yīng)用場景，在鐵路交通光伏5%、10%、15%的條件下，鐵路交通系統(tǒng)年用電自洽率將達到6.2%、12.5%、18.7%，年二氧化碳減排量將超過1.2萬噸。

    光伏與高速公路融合發(fā)展的前景預(yù)測

    通過光伏發(fā)電與高速公路、鐵路交通系統(tǒng)的集成，不僅可充分利用交通系統(tǒng)自有空間為交通系統(tǒng)提供清潔電力，降低交通系統(tǒng)外購電量，同時也可降低交通系統(tǒng)的碳排放量，促進交通系統(tǒng)的可持續(xù)化、綠色化發(fā)展，期待本項研究為優(yōu)化交通能源結(jié)構(gòu)、推進清潔能源應(yīng)用、完成2060年碳中和目標(biāo)提供政策建議。