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构建全场景发展模式,打造交能融合“湖南样本”
——湖南省绿色能源基础设施与交通融合典型案例
在“双碳”目标引领下,交通与能源的深度融合已成为推动绿色发展的重要抓手。高速公路作为能源消耗与碳排放的大户,其基础设施与能源系统的协同转型潜力巨大。作为湖南高速集团和现代投资公司的新能源发展平台,湖南现代新能源有限公司(以下简称“现代新能源”)以“交能融合”为突破口,探索出“存量挖潜-新建协同-提质联动”的全场景发展模式,形成了可复制、可推广的创新实践,为全国高速公路能源转型提供了“湖南方案”、“湖南经验”、“湖南样本”。
一、项目整体介绍
(一)项目发展背景
湖南省作为交通大省,全省高速公路通车里程达近8000公里,年用电量超3亿度。与此同时,湖南地处云贵高原向江南丘陵和南岭山脉向江汉平原的过渡地带,省内高速公路既拥有服务区、收费站、管理机关等用能场景,又拥有较多隧道等耗能大户,“交能融合”应用场景较为丰富。
为促推湖南高速能源结构体系调整和升级,实现业务领域绿色低碳转型,现代新能源探索出“存量资产盘活、新建项目协同、提质工程联动”的全场景发展模式,大力建设实施以“光伏、储能”等新能源为主体的具有高速特色的新型电力系统。在此框架下,现代新能源选取花明楼服务区(存量挖潜型)、资阳服务区互通(新建协同型)、长沙西服务区(提质联动型)三个服务区作为首批试点。
花明楼服务区作为已运营高速的存量资产场所,重点探索“光储充一体化”改造,解决存量服务区用电负荷高、充电变压器容量不足、能源结构单一等问题。
资阳服务区互通依托新建高速项目,创新“交通基建与光伏工程协同建设”模式,实现光伏电站与互通枢纽土地集约化利用,推动新能源“就近消纳”。
长沙西服务区以服务区提质改造为契机,将光伏电站建设纳入整体规划,打造“提质联动,能源升级”一体化的近零碳服务区。
(二)项目概况与技术特征
首批试点项目覆盖“存量挖潜-新建协同-提质升级”全场景,技术路线各有侧重,形成了差异化互补的交能融合体系,项目全场景技术特征详见表1。
表1 项目全场景技术特征
| 序号 | 项目名称 | 场景类型 | 核心定位 | 关键技术/模式 | 容量(kW) | 特色亮点 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 花明楼 服务区 |
存量高速挖潜 | 存量资产能源化示范 | 光储充一体化、边坡光伏柔性支架技术 | 934 | 湖南高速首座光储充一体化电站,“服务区+边坡”技术创新 |
| 2 | 资阳服务区互通 | 新建高速协同建设 | 新建项目能源协同化示范 | 螺旋桩互通地面光伏、 | 1592 | 湖南高速首个互通光伏与基建同步实施项目,实现互通光伏“自发自用、余电上网”就近消纳模式 |
| 3 | 长沙西 服务区 |
提质升级同步 | 服务设施能源复合化示范 | 光伏+储能+充电桩+智慧能源管理平台 | 1495 | 湖南首座“近零碳服务区”试点项目 |

图1 花明楼服务区“交能融合”场景(存量高速挖潜)

图2 资阳服务区“交能融合”场景(新建高速协同建设)

图3 长沙西服务区“交能融合”场景(新建高速协同建设)
二、主要做法
(一)因地制宜,推进差异化场景实践
1.花明楼服务区——存量高速的“能源焕新”
花明楼服务区位于长芷高速(S50)沿线,不仅环境优雅,更因毗邻刘少奇同志的故乡花明楼镇而备受游客青睐,成为了当地的网红打卡点。花明楼服务区原有供电依赖电网接入,且单边变压器容量仅500KVA,难以满足日益增长的新能源车主充电需求。面临传统电网供电压力大、新能源车充电用电需求攀升、土地资源紧张等问题。现代新能源通过多技术融合与场景创新,在存量服务区协同构建安全、经济、可靠的“发-储-用”能源供给体系。
空间挖潜。利用服务区建筑屋顶、停车场雨棚及服务区边坡建设光伏,其中边坡光伏采用柔性支架技术,适应复杂地形,解决了传统刚性支架对边坡生态的破坏问题。
功能集成。配套建设2套108kW/215kWH磷酸铁锂电池储能系统,构建“光伏+储能+充电桩”一体化供电系统,同时满足服务区照明、空调、充电桩等综合用电需求。
场景融合。突破传统光伏“单一发电”模式,将屋顶、停车棚等不同场景与光伏功能深度融合,边坡光伏与绿化景观融合,打造“光伏+生态”复合空间。
2.资阳服务区互通——新建高速的“能源协同”
资阳服务区互通是益常北线高速公路的关键节点,传统模式下仅用于车辆转向,土地利用率低。现代新能源在项目设计阶段即提出“交通基建与光伏协同”理念,将互通区作为光伏电站载体。
协同设计。在互通立交匝道圈布局光伏板,创新采用螺旋桩基础,施工效率提升20%。该电站既不影响交通功能,又实现土地集约化利用。
就近消纳。光伏电站通过380V线路就近接入服务区配电房,优先满足充电站和服务区商业、生活用电(年均发电量150万度),余电并入电网,减少长距离传输损耗。
标准创新。编制《益常北线高速资阳服务区互通分布式光伏项目交通安全影响评估报告》,根据安全净距、防眩光等要求,明确光伏组件间距、倾角等设计参数,确保不影响行车视线与安全距离。
3.长沙西服务区——提质联动的“能源升级”
长沙西服务区位于长益扩容高速公路K24公里处,是连接湖南东西南北的重要交通枢纽。长沙西服务区提质改造计划启动后,现代新能源提出将服务区提质与光伏建设同步规划,提出“高速服务枢纽+能源中心”双定位。
空间重构。在服务区屋顶、充电站、停车区及预留扩建用地建设光伏1.5MW,配套2套108kW/215kWH磷酸铁锂电池储能系统。光伏、储能场地与提质改造工程同步规划、同步设计、同步施工,单位面积综合效益提升20%。
智慧赋能。光伏、储能系统接入湖南高速“服务区智慧管理平台”,实时监测光伏发电、储能充放、充电桩负荷数据和其它用电数据,动态调整用能策略,实现“近零碳”目标。
体验升级。充电停车区光伏车棚与充电桩、休息区一体化设计,将光伏电站与服务区打造的“司机之家”结合,提升服务品质。
(二)机制创新,强化顶层设计统筹引领
试点项目的成功,得益于现代新能源在湖南高速集团指导和支持下开展的“顶层设计”机制创新。湖南高速集团将交能融合作为“十四五“战略重点,成立由主要负责人牵头的工作专班,出台《湖南省高速公路集团有限公司新能源“十四五”规划》《湖南省高速公路集团有限公司关于加快推进光伏项目建设的通知》等多项制度,建立了定期调度机制,统筹光伏等新能源存量挖潜、新建协同、提质升级事宜。本着“总体规划、分步实施、试点先行”工作思路,由现代新能源主导编撰了湖南高速光储新能源建设“三年行动计划”。积极向省交通厅和省能源局沟通汇报,从全省层面统筹协调交通基建、能源开发、电力接入等跨部门资源。与此同时,制定了湖南高速光伏新能源“一图一表一典型设计”,形成了湖南高速光伏新能源战略布局图、湖南高速光伏新能源建设时序表、湖南高速分布式光伏通用图集等指引或标准。
(三)技术赋能,创新突破技术瓶颈
针对高速公路用地受限、负荷波动大、用电可靠性要求高的特殊性,现代新能源联合科研机构、施工单位攻关三大技术难题。
1.复杂地形光伏应用技术
花明楼服务区边坡为素填土(结构松散、承载力低)+粉质黏土(分布不连续、不均匀),传统刚性支架难以固定,且会破坏边坡植被。通过采用柔性支架技术(钢索+混凝土基础),通过张拉钢索形成弧形支撑结构,减少桩基数量60%,降低对边坡生态的影响;同时,在光伏板下方种植耐阴草本植物,实现“发电+固坡+绿化“多重效益。该技术使边坡光伏发电效率提升5%,生态恢复周期缩短至1个月。
2.多能互补智慧管控技术
针对高速公路服务区用电负荷具有峰谷差异大、用电可靠性要求高的特点,项目通过智能管控平台,集成光伏发电调控、储能策略优化、充电桩和用电负荷监控等功能,保障服务区可靠用电,减少电网购电成本。与国网长沙供电公司联合开发自助式验收系统,极大平台设备接入的缩短调试和验收时间,荣获国网湖南电力科学技术三等奖。
3.互通区光伏与基建协同施工技术
新建互通区施工窗口期短,若光伏工程滞后将导致重复开挖、工期延误。资阳服务区互通项目采用“同步设计、同步施工”模式。服务区综合楼屋顶设计时,同步考虑光伏载荷和屋面板选型。互通区施工阶段,同步预埋螺旋钢管桩光伏基础,不影响主线施工。服务区混凝土路面浇筑时,同步铺设光伏电缆沟。服务区和充电站配电变压器安装时,同步接入光伏设备间隔。以上方案使光伏工程工期缩短40%,减少重复施工导致成本约30%。
三、实施成效
项目实施以来,实现经济效益、社会效益、生态效益协同提升,验证了交能融合模式的可行性与价值。
(一)经济效益
1.增加运营收入
试点项目充分利用服务区屋顶、停车场、边坡、互通等路域资源,将交通基础设施转变为交通能源中心,实现了“交通基建闲置资源可开发、能源项目可盈利“的双赢目标,运营期将产生约6000万元电费收益。
2.降低用电成本
作为湖南高速集团内部产业协同,现代新能源通过光伏、储能设施优惠为服务区供电,解决服务区能耗较高的用电痛点,为其每年节约10%左右用能成本。
3.提升资产价值
试点项目通过利用屋顶、停车场、边坡、互通等路域资源建设新能源电站,减少了土地征用费用,并通过就近消纳降低了输配电成本,提升交通设施资产的有形和无形价值。项目因“绿色属性”获得银行低息贷款,享受国家税收“三免三减半”优惠政策。
(二)社会效益
1.推动行业绿色转型
作为省“交能融合”的主力军、现代投资的“轻骑兵”,现代新能源“交能融合”试点建设工作得到了社会普遍认可。今年以来,央视频、国务院国资委网站、国资潇湘、905交通广播等新闻媒体对公司开展了广泛宣传,树立了“交通+绿色转型”的良好形象,推动行业绿色转型发展。
2.提升用户体验
项目将停车场、充电站和车棚等不同场景与光伏功能深度融合,光伏车棚兼具发电、遮阳、防雨功能,提升了司乘体验,促推了服务品质提升。
(三)生态效益
通过场景适配和技术创新融合,助力“双碳”目标实现。项目平均每年发电量约400万度,相当于每年节约标准煤1600吨,减少二氧化碳排放1900吨,等效植树2595棵,生态效益十分显著。
四、交能融合的“湖南经验”与未来展望
湖南高速的交能融合实践,本质是通过“场景适配、机制创新、技术赋能”,破解了高速公路能源转型的三大矛盾。一是破解存量与增量的矛盾。通过“不新增用地、不破坏设施”的存量挖潜模式,激活既有资产价值。二是破解交通建设与能源的矛盾。通过“协同设计、同步施工”的新建模式,实现交通基建与能源工程的“物理融合+功能协同”。三是破解公益与盈利的矛盾。通过“政策激励+集团内部市场运作”的机制创新,构建可持续商业模式。
作为湖南高速集团和现代投资公司绿色转型核心载体,“十五五”期间,现代新能源将推进四大战略任务。一是统筹开发高速公路路域空间资源,系统推进光伏、储能及风能等新能源设施建设,实现路域空间资源能源化利用。二是构建综合智慧能源服务体系,覆盖发电、储能、用电管理及碳资产运营全链条,为高速公路运营系统及外部用户提供一体化解决方案;三是主导行业标准体系建设,通过输出“高速+新能源”技术标准与运营范式,塑造具有区域特色的行业标杆品牌;四是作为集团和现代投资绿色转型核心支撑平台,通过规模化碳减排贡献推动湖南高速ESG评级体系优化升级。
湖南高速的实践表明,交能融合不是简单的“光伏+交通”叠加,而是通过“场景定义需求、机制激活价值、技术赋能融合”的系统创新,实现交通基础设施从“耗能单元”向“产能单元”的转型。这一模式为高速公路能源转型贡献了“湖南经验”,为全国交通行业落实“双碳”目标提供了重要参考。

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