黑龙江省交通与能源融合探索与实践

　　一、项目背景分析

　　(一)建设必要性分析

　　在国家“双碳”战略与交通强国建设深度推进的背景下，绥满高速红湖零碳服务区的建设，既是政策落地的必然要求，也是破解运营痛点、提升服务品质的关键举措，其必要性主要体现在四个维度：

　　一是落实交通强国和构建智慧交通、绿色交通体系的内涵要求。在国家《交通强国建设纲要》、《推动交通运输领域新型基础设施建设的指导意见》等文件中指出，优化交通能源结构，鼓励在服务区、边坡等公路沿线布局光伏发电设施;《国家综合立体交通网规划纲要》明确要求推进交通基础设施网与能源网融合发展，强化交通与能源基础设施共建共享。

　　二是践行集团“四新”技术应用落地的重要体现。在服务区应用新能源技术，是集团高速公路理念、管理、技术、应用等创新的具体实践，对提升高速公路经营品质、效率、社会认可度有重要意义。

　　三是保障服务区能源供应的迫切需要。红湖服务区位于绥满高速大庆市周边，毗邻红湖旅游风景区，电力来源为大庆油田电网下属分公司专线供电，存在电力供应不稳定，用电限额、限功率现象严重，无法完全满足服务区日常用电需求，用电需求和电能质量问题亟待完善。同时冬季服务区采用电采暖供暖，电能供应量明显增加，原有大庆油田电网供应无法满足服务区采暖需求，服务区供暖保障无法得到有效解决。

　　四是打造星级服务区评定等工作的亮点特色。交通运输部在《关于实施绿色公路建设的指导意见》中明确建设公路新亮点。推行服务区建筑节能、清洁能源等新技术应用，改善服务区环境条件。同时，创新应用光储充技术，能以较低投入解决高速公路服务区充电桩问题，是打造星级服务区的工作亮点。

　　(二)建设可行性分析

　　一是行业成功案例较多。龙江交投集团2022年基于集团高速公路收费站、服务区及匝道互通区投资建设了7.3兆瓦分布式光伏电站，已经全部并网发电，经济性、技术可行性得到了充分验证。2023年5月落地的哈肇高速银山服务区零碳解决方案，整合了光伏、储能与智慧供暖技术，吸引了全国20余家交通企业实地考察，社会关注度与行业影响力显著，充分证明了零碳服务区在技术落地中的可行性。

　　二是发展光伏新能源自然条件优越。黑龙江国内位置最北、纬度最高，属国家太阳能资源二～三类地区，年均日照时数约2613小时，日均3.96小时，与长江中下游地区相当，高于广东地区，光照条件优越。红湖服务区地处大庆市，属于太阳能资源丰富区域，相当于二类偏上，适合大力发展光伏新能源技术。

　　二、主要做法

　　(一)总体思路

　　红湖零碳服务区的建设，以“能源自主、智慧管控、交旅融合”为核心目标，形成“供需两端协同优化”的总体思路：

　　在能源供应端，结合红湖服务区的场地条件(南北两区共约1.2万平方米闲置土地、81个停车位)与用电趋势(日均用电量约1500KWh，冬季峰值达3000KWh)，创新引入“光+风+储+充+管+荷”一体化智能微电网技术。通过这一系统，为未来黑龙江省高速公路服务区电力供应模式提供“可复制、可推广”的指导方案，从根本上增强供电保障能力。

　　在能源需求端，同步引入智慧节能技术，从“降负荷”角度缓解供电压力：针对服务区最大用电负荷——供暖系统，采用高效热泵设备与分区温控技术，降低采暖能耗;针对照明系统，通过“风光互补+智能调控”，减少无效能耗;同时，优化商户用电管理，实现“供”与“需”的平衡，既降低供电侧的建设投资，又提升能源利用效率。

　　此外，结合红湖服务区毗邻红湖旅游风景区的“交旅融合”优势，将新能源技术与游客体验相结合：设计光伏凉亭(兼具遮阳与发电功能，亭下设置USB充电接口)、光伏座椅(表面铺设柔性光伏板，可为手机充电)、光伏广告屏(采用新能源供电，展示零碳理念与旅游信息)等“新能源小品设施”，既强化了“零碳服务”的视觉传达，又提升了服务区的人性化体验，实现“功能性”与“体验性”的统一。

　　(三)建设规模

　　为实现“能源自给率100%、绿电供应100%”的目标，红湖服务区在能源供应端与服务设施端进行了规模化建设，具体规模如下：

　　在新能源供电系统方面，总装机容量达776.35kW，涵盖光伏、风电两大类型：其一，分布式光伏电站总装机526.35kW，其中北区利用38个停车位建设光伏车棚(装机338.25kW)，南区利用闲置空地建设地面光伏电站(装机188.1kW);其二，分散式风电设施总装机250kW，北区安装1台150kW风机，南区安装1台100kW风机，同时在服务区入口、停车场等区域布置16套500瓦郁金香景观风机。

　　在储能与充电系统方面，配备1台1000kW/2000kWh独立储能系统，具备“2000kWh电能存储能力”与“1000kW充放电负荷能力”，可实现“白天存储光伏多余电量，夜间为服务区供电”的模式，彻底摆脱对电网的依赖;充电设施方面，南北两区各配置1台120kW充电机主机，采用“一拖二”设计(1台主机连接2个快充桩)，充电桩支持直流快充，通过能源管理平台实现“光伏-储能-充电桩”联动——优先使用光伏绿电为车辆充电，光伏电量不足时自动调用储能电源，确保“绿电充绿车”，实现全链条绿色出行。

　　(三)实施方案

　　1.供电保障方案

　　红湖服务区采用“新能源为主、电网备用”的双电源保障模式，核心机制为“并网不上网”——新能源电站与大庆油田专网电同步接入服务区配电系统，但通过能源管理平台实现“新能源电优先消纳”，油田专网仅作为应急备用电源，具体方案如下：

　　在能源生产端，构建“风+光+储”协同供电系统：光伏电站根据日照强度自动调整发电量，风机根据风速实时输出功率，两者发电量通过汇流箱汇总后，优先直接供应服务区负荷(如照明、供暖、商户用电、充电桩);当新能源发电量超过负荷需求时，多余电量自动存入储能系统;当新能源发电量不足(如夜间无光照、风力较小时)，储能系统自动放电，保障负荷供应;若遇极端天气导致储能电量耗尽，系统将自动切换至油田专网供电，切换时间小于240毫秒左右，避免断电影响。

　　在管控层面，搭建“数字能源管控平台”，通过部署在光伏板、风机、储能系统、配电设备上的传感器，实时采集发电量、用电量、电压、电流等数据，平台基于AI算法实现“负荷预测-电量调度-故障预警”一体化管理：例如，通过分析历史客流数据预测次日用电负荷，提前调整储能系统的充放电策略。

　　2.供暖解决方案

　　红湖服务区供暖以降低采暖负荷，选用换热效率更高供暖设备为主要思路，减少用电量及用电功率。同时结合智慧调控技术，使设备间、车库等区域低温运行，实现分区控温，减少不必要能源消耗。其中北区供暖面积约为3200平方米，按照室内采暖温度20度设计，建筑负荷约为208千瓦，配置4台空气源+水源双级耦合热泵。南区供暖面积约为1300平方米，建筑负荷约为82kW,配置2台空气源+水源耦合热泵。

　　3.智慧照明解决方案

　　服务区照明设施主要采用了风光互补的清洁能源技术，路灯照明自身实现了零碳供电，同时通过引入边缘计算+物联网技术，研发了智慧照明控制系统，解决了服务区高灯杆高耗能的问题，保障有车、有人提高亮度，无人、无车降低功耗亮度，节省了大量照明能耗。

　　4.新能源品质提升方案

　　在服务区增设充电桩、车棚及过街天桥照明系统、离网太阳能路灯、光伏遮阳伞、光伏桌椅、光伏垃圾箱、光伏遮阳庭等品质提升改造内容。

　　三、取得成效

　　自2023年9月红湖零碳服务区正式投运以来，经过两年多的稳定运营，在经济效益、环境效益、社会效益与行业示范方面均取得显著成效，成为黑龙江省交通与能源融合的标杆项目。

　　(一)经济效益显著，运营成本大幅降低

　　根据数字能源管控平台实时统计(截至2025年10月)，红湖服务区新能源系统累计发电量达171万KWh，其中光伏发电128万KWh(占比74.8%)，风电发电43万KWh(占比25.2%)。按大庆地区工商业电价0.76元/KWh计算，累计节约电费130万元，若按传统运营模式(完全依赖电网供电)，两年需支付电费约250万元，新能源系统直接降低电费支出52%。

　　在供暖成本方面，新能源供暖技术成效尤为突出：2023-2024、2024-2025两个供暖季服务区平均每个供暖季耗电量降至84万KWh，耗热量达152万KWh;若采用传统电锅炉供暖，在相同152万KWh耗热量条件下，耗电量需达164万KWh。相较传统模式，新能源供暖每个供暖季节电80万KWh，节约电费约60万元，节电效率高达48.8%，按供暖设备使用寿命15年计算，累计可节约电费900万元。

　　(二)环境效益突出，减排成果显著

　　红湖零碳服务区通过100%使用绿电，实现了显著的碳减排与污染物削减效果。截至2025年10月，累计节约标准煤616吨，;累计减排二氧化碳约1707吨，相当于种植9.5万棵树;同时，减少二氧化硫排放51吨、氮氧化物排放26吨、粉尘排放465吨，有效降低了区域大气污染，为黑龙江省“双碳”目标的实现贡献了交通力量。

　　在供暖环节，新能源热泵较传统电锅炉，两个供暖季累计节电160万KWh，对应减排二氧化碳1597吨、二氧化硫48吨、氮氧化物24吨，进一步放大了环境效益。

　　(三)社会效益良好，服务品质大幅提升

　　从运营保障来看，新能源系统彻底解决了服务区电力供应不稳定的问题：投运两年来，未发生一次因电网限电导致的设备停机，充电桩可用率从之前的60%提升至100%，冬季供暖温度达标率从75%提升至98%。

　　从游客体验来看，新能源小品设施与智慧服务提升了服务区的吸引力：光伏凉亭、光伏座椅成为游客打卡点，充电桩的完善(从无到有，实现快充全覆盖)，解决了新能源车主“续航焦虑”;智慧照明系统让夜间服务区更安全(亮度达标率100%)。

　　(四)打造四个“第一”标杆，行业示范引领

　　红湖零碳服务区凭借技术创新与模式突破，创造了四项行业“第一”，成为全国高速公路零碳转型的典范：

　　省内第一个2兆瓦级用户侧可离并网储能系统;

　　国内高速公路第一台100kw级别中型风机;

　　省内第一个落地的“风光柴储”一体化保障供电解决方案;

　　国内第一个100%绿电供应服务区。

　　目前，红湖零碳服务区已先后接待全国20余个省市交通部门、200余家企业实地考察;2024年，项目荣获“中国公路学会交通与能源融合创新案例”，进一步扩大了行业影响力。同时总结相关经验编制了《龙江交投公路交通能源微电网发展应用白皮书》，与行业共享交能融合建设成果，分享成功经验，共同探索交能融合新路径。