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

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



我國高速公路蘊含的光伏發電潛力

我國鐵路網所蘊含的可供開發利用的光伏發電總潛力為239.6 TWh。在鐵路交通網中，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電的集成提供空間資源，并且電氣化鐵路、站點服務設施用電也可為光伏發電提供廣闊的消納空間。



我國鐵路蘊含的光伏發電潛力

充分利用高速公路、鐵路的自有空間資源，開發建設光伏發電系統，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對外部電網的依賴度，為交通能源系統的供配用一體化提供了重要途徑。



光伏公路集成應用場景



光伏鐵路的集成應用場景

為評估我國未來光伏發電在高速公路、鐵路系統的應用潛力，本文提出了交通系統用電自洽率的技術指標，以表征交通系統內部的能源自主供給能力。預計到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；而針對光伏鐵路應用場景，在鐵路交通光伏5%、10%、15%的條件下，鐵路交通系統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展的前景預測



光伏與鐵路融合發展的前景預測

通過光伏發電與高速公路、鐵路交通系統的集成，不僅可充分利用交通系統自有空間為交通系統提供清潔電力，降低交通系統外購電量，同時也可降低交通系統的碳排放量，促進交通系統的可持續化、綠色化發展，期待本項研究為優化交通能源結構、推進清潔能源應用、完成2060年碳中和目標提供政策建議。