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来宾红水河服务区“光储充”能源一体化项目—践行“双碳”战略,赋能绿色交通典型案例
一、项目设施背景
来宾红水河服务区隶属广西交通投资集团广西交通实业有限公司管辖,地处“广西第一路”G72泉南高速柳州至南宁段K1344+100米处。来宾红水河服务区“光储充”能源一体化项目(以下简称“光储充”项目),是广西首个利用高速公路服务区场地资源建设“光伏+储能+充电+换电+经营”用电一体化管理的新型绿色供能项目,也是广西交投落实国家能源发展政策要求的重要探索实践。目前,该项目运行平稳、效果良好,为企业带来了良好的经济效益和社会效益。

“光储充”能源一体化项目装机容量为1.296MW,上线光伏装机容量为0.6358MWp,下线光伏装机容量为0.6611MWp,各配置1套储能系统,各有1台180kW 直流充电桩。项目总装机容量1.2969 MWp,日均发电量约4500千瓦时,年发电量约165万度电,每年相当节约622吨标准煤,同时减少污染排放450吨碳粉,1651吨二氧化碳,50吨二氧化硫,25吨氮氧化物。2024年“光储充”能源一体化项目为服务区提供了近一半的绿色能源用电,将光能转换成电能,储存在电池组中,再通过直流快充技术为新能源汽车提供充电服务,可实现电动汽车零碳出行。
太阳能光伏发电具有安全、清洁、广泛、资源充足等特点,可以显著减少温室气体排放,是国家大力提倡和扶持的绿色低碳能源产业。光伏所发电量优先提供给服务区充电桩使用,其次给储能系统充电,剩余部分供服务区负载使用,服务区无法消纳的电量送入公共电网,既可以解决远距离送电问题,又解决了配电变压器容量不足的问题,实现动态扩容,无需增容或者新建变压器。同时,“光储充”能源一体化项目还实现与公共电网并网运行,尽可能地使用新能源,利用光伏发电来给电动汽车充电,可以真正实现低碳出行。
二、主要做法
(一)项目建设因地制宜
随着国家“双碳”战略的深入推进和新能源汽车的快速发展,高速公路服务区用电量逐年攀升,传统电网供电方式难以满足需要。同时,高速公路服务区普遍建设在城市远郊、视野空旷的非农业用地区域,该区域光照面广、遮阴率小,结合当地光照情况,适合探索建设光伏发电项目的实施;当前服务区建设面积小则几十亩,大则数百亩,除商业建筑楼外,大部分场景为停车场和绿化带,这些都具备较大的能源探索开发的潜力和条件。
来宾红水河服务区位于来宾市(良江镇以东2km)柳南高速公路旁,根据《太阳能资源评估方法》(GB/T37526-2019),所在区域太阳年总辐射为4435MJ/㎡,项目场址的年平均日照时数为1232h,太阳能资源达到丰富等级且稳定度达到0.419,适合建造太阳能光伏发电系统。
在广西交通投资集团广西交通实业有限公司的牵头主持下,来宾红水河服务区“光储充”能源一体化项目2023年2月动工建设,于2023年8月底建成并网发电,项目总投资907.97万元,其中光伏部分占比69.32%,充电桩部分占比3.62%,储能部分占比21.04%。
太阳能光伏电站采用分布式安装建设方式,以服务区内每个小区块为一个光伏发电单元,可以一定程度简化设计、组装工艺,降低建设成本。考虑到光照效率和公共场区美观性等因素,屋面部分光伏板敷设采用平铺、固定倾角为0°,停车棚上光伏板采用与雨棚同样倾角;组件与组件之间留有0.02m空隙以避免组件之间碰撞并减少组串风压。每个光伏组串由20块光伏板组件串联组成,同时组串编号,便于日常维护和故障定位。光伏组串作为一个完整的并联支路,通过组串式逆变器汇入380V交流母线,最终汇入储能总基站,实现绿色产能。
(二)创新应用绿色节能
“光储充”能源一体化项目是通过将光伏、储能和充电站有机结合建设。原理是将太阳能光伏、储能和直流快充三大技术融合在一起,通过绿色环保的太阳能光伏发电技术,将光能转换成电能,储存在电池组中,再通过直流快充技术为新能源汽车提供充电服务,或供服务区其他负载使用,富余电量送入公共电网销售。在服务区日常使用中,以光伏发电系统作为储能系统的主电源,市电作为备用电源,以实现分布式清洁能源的高效利用。
在实际应用方面,光伏发电系统通过白天光伏逆变器将光伏面板产生的直流电转换成交流电,并入光储充一体化充电站优先供充电桩使用;其次给储能系统充电,待储能设备储满电后,剩余部分供服务区负载使用,实现分布式清洁能源的高效利用,服务区无法消纳的电量则通过送入公共电网。光伏发电系统作为储能系统主电源,市电作为备用电源。在夜晚,储能系统持续项充电桩供电,储能系统电量不足时由市电补充供电,充电桩不工作时,剩余电量供服务区其他用电负载使用。通过光伏发电、储能优化能源配置,结合充电站提供充电服务,综合减少服务区用电成本,赋能绿色能源和交通发展。
(三)交能融合优势明显
“光储充”能源一体化项目利用地域和场地的优势,将光伏发电、储能系统和充电设施有机结合,形成一个高效、稳定的能源闭环系统,实现能源生产、存储和消耗的协同优化;采用先进的能源管理系统(EMS),实现光伏发电、储能和充电设施的智能调度,最大化能源利用效率;根据电网电价波动,智能调整储能系统的充放电策略,降低用电成本。
“光储充”能源一体化项目采用高性能锂电池等新型储能技术,提高能量密度和充放电效率,延长储能系统寿命;将退役的动力电池用于储能系统,实现电池的梯次利用,降低成本和资源浪费;通过光伏发电,大幅提高服务区的清洁能源使用比例,减少对传统化石能源的依赖;项目直接减少碳排放,赋能服务区乃至整个交通领域。
“光储充”能源一体化项目除了充电服务收入外,项目还可以通过光伏发电上网、储能系统参与电网调峰等方式获得额外收益;储能系统和充电设施的共享使用,提高资源利用率;通过减少碳排放,参与国家碳交易市场,获得国家和政府碳配额政策收益。
三、项目成效
目前来宾红水河服务区“光储充”能源一体化项目日发电量约4000度电,为服务区提供了超过50%的绿色能源用电,可实现电动汽车零碳出行。同时,太阳能光伏发电板给停车棚加了一层“隔热层”,光伏停车棚让司乘人员避免了日晒雨淋,并且科技感十足、环保效应突出,成为广西高速公路“低碳建造、零碳运营”的典范,更是向司乘朋友传递绿色低碳新发展理念的重要窗口,提升了服务区品牌及绿色低碳技术窗口形象,收到良好的社会效益。
服务区“光储充”能源一体化项目光伏年均发电量约为165万度,按照20年测算,年平均总收入约为75万元。本项目总投资907.97万元,初步测算项目投资财务内部收益率约为(所得税后)5.2%,项目投资回收期(所得税后)约14年。2024年来宾红水河服务区光伏共发电量为153万千瓦时,年收入69万元,供服务区内部使用为85万千瓦时,服务区使用率56%。
“光储充”能源一体化项目通过光伏发电、储能系统和充电设施的有机结合,项目实现了能源的高效利用和经济效益的最大化,同时推动了绿色能源和新能源汽车的普及。随着技术的成熟和成本的降低,“光储充”项目将在更多服务区和充电站得到应用。预计未来“光储充”能源一体化项目在高速公路服务区的实施,将为国家、企业实现更好的经济、社会效益。
在来宾红水河服务区实施“光储充”能源一体化项目无论是从绿色能源发展、企业智能管理还是从国家和企业的科学可持续发展都具有实践性意义。实业公司积极贯彻落实国家“碳达峰、碳中和”工作决策部署,加快能源绿色低碳转型,努力实现资源利用与生态环境保护协调发展的目标。

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