基于“风光储充”一体化协同驱动的西安镇零碳服务区

　　案例总述

　　(一)项目背景

　　宁夏作为国家新能源综合示范区，肩负着“双碳”战略下能源结构转型重任。《宁夏回族自治区国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》中指出：全链条布局清洁能源产业，加快发展光伏制造、风电制造和清洁能源生产性服务业。

　　宁夏海平高速公路管理有限公司作为宁夏回族自治区重点交通基础设施运营单位，深耕高速公路智慧化建设与绿色能源应用领域，承担着海平高速公路西安镇服务区零碳改造项目的具体实施工作，在新能源技术集成与交通场景应用方面具有显著优势。

　　西安镇服务区预计能源消费年用电量约93.6万KW•h，碳排放总量达302.45吨。本项目通过构建“风光储充”一体化系统，实现服务区运营期绿电使用率超90%以上，年碳减排量280吨，减排效率达到90%以上。

　　(二)总体思路

　　宁夏海平高速西安镇零碳服务区试点项目以构建高速公路“风光储充一体化+智慧化管控”示范体系为目标，按照“资源集约开发、能源高效利用、生态循环优化”的总体思路，系统推进服务区零碳转型。项目充分整合边坡、屋顶、停车棚等空间资源，建设分布式光伏与风力发电系统，配置储能设备及充电设施，构建多能互补的微电网体系;同步研发能源数字化管控平台,依托5G通信与智能传感技术，实现发电、储能、用电全流程智能调控;创新应用三级污水处理系统，通过预处理去除悬浮物、生物处理降解有机物、后处理消毒净化，将生活污水进行清洁化处置并再生利用，形成水资源闭环利用。通过“清洁能源替代+智慧管控+生态循环”协同模式，项目实现可再生能源生产与消耗的动态平衡，全面覆盖服务区运营用电需求，最终达成零碳运营目标，为干旱地区高速公路服务区低碳化改造提供可推广的实践路径。

　　一、实施路径

　　(一)建设内容

　　一是形成“风能+光伏+储能+充电桩”的一个多元互补能源发电微电网系统，通过并网申请，将微电网与国家电网连接，实现“风光互补”发电自发自用，余电上网的模式。

　　二是通过新能源数字化管控平台，对新能源生产利用等微电网系统进行动态监管，根据监管数据对服务区内整体用能和储能进行科学智能调度

　　三是借助智能传感、物联网等智慧化手段，自动生成节能减排措施并对能耗设备进行智能调控，配合服务区的污水处理系统，使服务区具备“可持续碳中和”的能力。

　　1.构建风光储充微电网系统

　　利用高速公路两侧服务区建筑屋顶、护坡坡面、停车棚、充电相资源建造光伏和风力发电系统、充电桩、储能设等共同构成风光储充一体化的多元互补能源发电电网系统。

　　2.部署智慧能源管控平台

　　平台利用局域网5G通信及智能传感技术对服务区内的发电、储能充电桩、日常能耗设备等进行数据采集、统一监管实现可再生能源的生产、存储、利用的全流程管控。

　　3.建设污水资源化处理系统

　　建设西安镇服务区污水处理系统，该系统由预处理系统、生物处理系统和后处理系统组成，预处理系统主要去除污水中的大颗粒物质及悬浮物;生物处理系统是通过微生物的代谢作用，将污水中的有机物转化为无害物;后处理系统用于进一步去除污水中的残留污染物，如消毒、除氮等措施。服务区内的洗手间、餐厅、商店和其他设施产生的生活污水通过污水处理系统后，变为可回收利用的中水，用于冲洗卫生间。

　　(二)技术路径

　　1.依托“光伏+风力+储能+充电桩”等一体化能源可再生利用系统基础设施建设，实现可再生能源接入、生产、利用体系。

　　2.利用物联网、5G、智能传感器、数据采集分析等设备、技术，实现服务区内电、风、光、储、充、设备工况数据进行采集、存储、分析，为能源的全流程监测和微电网系统的设备的实时状态监测提供了基础支撑，实现能源系统安全、稳定运行，提高运维管养效率。

　　3.基于数据采集和分析技术，根据用能的实时需求动态、政策变化，构建基于大数据分析的用能调度算法模型，实现对“源网荷储充”的统筹调度,从而提高绿色能源消纳比例提升能源利用效率，降低能源传输及转换损耗。

　　4.智慧能源监测管理平台通过多方兼容接口，打通数据壁垒，实现光伏发电系统、储能设备、充电桩及服务区能耗设备等多系统数据融合接入，实现能源网与基础设施网、充电服务网、信息网的高质量融合。

　　5.通过对服务区内能源数据的采集监测，自动生成节能减排措施并对能耗设备进行智能调控，在保障服务区舒适度的前提下降低服务区整体能源消耗。

　　6.建设西安镇服务区污水处理系统，通过微生物的代谢作用，将污水中的有机物转化为无害物，通过消毒、除氮等措施，进一步去除污水中的残留污染物。将污水变为可回收利用的中水，用于冲洗卫生间。

　　二、案例创新

　　(1)探索空间资源综合利用：本项目创新地实现了服务区内各类空间资源最大化能源利用。通过安装光伏和风能发电组件，不仅显著提升了能源产出效率，还精细考量了资源禀赋，实现了资源利用与环境条件的融合，展示了在绿色能源领域内对空间资源综合利用的创新探索。

　　(2)构建近零碳服务区智慧能源管理框架体系：构建技术先进、可行性强的近零碳服务区智慧能源管理框架。涵盖了智能架构设计、AI大模型开发、技术体系构建及管理机制创新，支撑了绿色交通基础设施的可持续发展。

　　(3)建立全流程集成的零碳技术体系：本项目集合服务区“源-网-荷-储-管”，建立了一套全流程集成的零碳技术体系。通过引入最新的物联网技术和大数据分析手段，实现服务区内的多能源设施及多能源服务的全流程管控，确保能源的高效、低碳、智慧、安全使用。

　　三、建设成效

　　宁夏回族自治区海原县境内S50海平高速西安镇零碳服务区试点项目预期成果如下：

　　在节能减排方面：每年可节约标准煤约800t/年，25年经济寿命期内可节约标准煤约2W吨，每年降碳量约1389.27吨，相应每年可减少多种有害气体和废气排放，其中减少碳粉尘排放量约为500t，SO2排放量约为17t，NOx(以NO2计)排放量约为30t。

　　在交通运输新能源支撑方面：西安镇零碳服务区试点项目的建设将补充大功率充电桩、换电站等设施，满足电动汽车、氢燃料电池汽车等新能源车辆的充电需求，解决续航焦虑，促进新能源车辆在长途运输中的应用。

　　在交通新能源运营管理方面：试点服务区的建设，将推进能源管控的智慧化应用，实现能源管理、充电服务、车辆调度等功能的智能化，提高运营效率，降低能源消耗。在政策支持与标准规范方面，试点项目的建设将探索制定宁夏境内零碳服务区建设标准、运营规范和管理体系，为全区推广零碳服务区提供经验借鉴。