交通是興國之器、強國之基,能源是立國之本、安邦之道。交通運輸和能源行業在國家發展全局中具有基礎性、先導性、戰略性作用。深入推進交通運輸與能源融合發展,是服務國家重大戰略、支撐經濟社會平穩發展的重要舉措,是保障國家能源安全、構建大安全格局的現實需要,也是加快發展新質生產力,扎實推進高質量發展的必由之路。5月20日,《湖南日報》理論智庫版整版刊發我校4位專家學者的理論文章,從《探索交能融合 加快形成交通產業新質生產力》《深度推進交能融合 助力區域公路交通綠色低碳發展》《以交能融合賦能湖南“一江一湖四水”水運網》《以交能融合推進新能源汽車產業高質量發展》為推動交能融合發展集智獻策。
探索交能融合 加快形成交通產業新質生產力
付宏淵
習近平總書記在長沙主持召開新時代推動中部地區崛起座談會時強調,要推進產業、能源、交通運輸結構綠色低碳轉型。在實現“雙碳”目標和加快建設交通強國背景下,探索將能源體系“供給、輸送、存儲、利用”與交通行業“建、管、養、運”協同融合發展,是推動交通強國建設、加快形成交通產業新質生產力的重大戰略舉措。
交能融合是推動高質量發展的重要著力點
交能融合是培育和發展新質生產力的重要領域。交通和能源同為國家戰略性、基礎性、全局性產業。以技術革命性突破、生產要素創新性配置為導向,推動交通網和能源網升級為集成共享的深度耦合發展,并以此培育新產業、催生新模式、形成新動能,是兩大傳統行業發展方式的重大革命,也是我國跨交通、能源等行業發展新質生產力的重要領域。
交能融合是實現“雙碳”目標的重要途徑。在我國碳排放總量中,交通碳排放占比為10.4%,在交通碳排放中清潔能源消費占比不到5%,綠色低碳轉型任務異常艱巨。因地制宜就地開發利用可再生能源是交通行業可持續發展的新方向,對于助力交通行業由能源“消費者”向“產銷者”轉變、推動交通和能源行業低碳轉型升級、實現“雙碳”戰略目標具有重要意義。
交能融合是國家交通和能源安全的重要保障。我國是世界第一大能源消費國。數據顯示,2023年,我國石油和天然氣對外依存度分別超過70%和40%。能源綜合對外依存度居高不下,嚴重危及國家安全。交通與可再生能源融合發展,是在國家總體安全目標導向下實現“人民滿意、保障有力、世界前列”交通強國戰略和“四個革命、一個合作”能源安全戰略的現實選擇。
交能融合是建設綠色交通和新型能源體系的共有之義
交能融合是促進產業轉型升級的新模式。交通和能源均是傳統產業,必須站在產業結構調整和專業升級的戰略高度重新審視二者的發展,通過科技創新整合二者共有要素,在此基礎上推動交能融合發展,實現資源的優化配置和效率的最大化提升,從而打造新的增長點和增長空間,找到適合各自增長的“第二曲線”。
交能融合是綠色交通建設提質增效的新途徑。交通行業普遍存在投資高、周期長的特點,在偏遠地區更是面臨有需求無人建的窘境。交能融合在就地利用新能源資源基礎上拓展新的盈利模式,可以有效促進交通行業可持續性發展。交通運輸部鼓勵并支持因地制宜建成一批分布式“新能源+儲能+微電網”項目。高校、企業、科研院所應抓住契機積極攻關,產生一批具有新質生產力特征、對行業起到提質增效作用的科研成果,有效促進“安全、便捷、高效、經濟、包容、韌性”可持續交通體系建設。
交能融合是構建新型能源體系的新支撐。交通行業用能水平不斷增長,對就地開發利用新能源的客觀需求也不斷增長,尤其是我國中東部地區交通基礎設施發達,但土地資源稀缺、能源供應緊張等問題日益凸顯。從這個意義上講,交能融合將是新型能源體系的巨大儲能資源池。同時,交能融合也是新能源技術革命的重要發展方向,不同種類低碳能源的交通供能需求互動新技術和新裝備研發、推廣及應用將為新型能源體系建設帶來新的發展機遇。
全面推進交能融合發展的破題之策
強化系統觀念做好頂層設計。中共中央、國務院2021年印發的《國家綜合立體交通網規劃綱要》提出,“推進交通基礎設施網與運輸服務網、信息網、能源網融合發展”“到2035年,基本建成便捷順暢、經濟高效、綠色集約、智能先進、安全可靠的現代化高質量國家綜合立體交通網”,為交能融合指明了建設方向。為此,須堅持系統觀念,加強全局性謀劃和戰略性布局,增強宏觀政策取向一致性,積極破除地方、行業、部門之間的體制壁壘,推進相關行業產業規劃、建設技術規范與標準制定;進一步明確交能融合發展目標和建設重點,建立覆蓋交能融合規劃設計、融資管理、建設運營、用能監測等全生命周期技術標準體系;優化交通基礎設施綠色能源項目核準與電網接入等審批流程,健全交通與能源融合設施的建設審批、驗收流程等。
以科技創新驅動融合發展。充分發揮交通、能源頭部企業及相關知名高校與科研院所力量,以科技創新推動交通與能源領域加快形成產業間跨界融合、產業鏈內在融合、要素間交互融合、區域間協作融合的良好態勢,持續培育壯大交通運輸與能源融合新產業、新業態、新模式。其一,有組織推進交能融合關鍵核心技術與核心裝備攻關。創新交通和能源智慧調度技術,加快新型儲能及安全管理技術在交通運輸領域的研發應用,構建柔性互聯的能源供應體系,加快多場景交能融合一體化智慧運營技術攻關,推進“車、能、路、云”一體化發展;加快突破運輸裝備安全智能綠色技術,大力發展高性能新能源驅動的機車車輛技術,突破智能感知與控制等關鍵技術,加快儲能型冷鏈運輸等物流裝備技術研發;構建靈活、彈性、清潔、高效的交通自洽能源系統規劃、設計、建設、運維、管理、優化調度技術體系,研究適配不同場景的交通自洽能源系統,開展“源-網-荷-儲-充”靈活性挖掘、多向互動與布局設計技術攻關,建立交通自洽能源系統技術標準規范。其二,加大交能融合科技成果轉移轉化力度。發揮“政產學研”多方優勢,搭建供需對接、利益共享的科技創新融合體系,政策性支持交通基建的綠色供能、交通工具的智慧用能、交通場景的能源轉換、新型儲能與虛擬儲能、雙網融合,以及電熱冷氫高效變換、源網荷儲智能一體化運營等關鍵技術和裝備創新研發,推動裝備換電、移動應急充電、智能有序充電、電池銀行、新能源運輸裝備融資租賃、基礎設施共享運營、“平急兩用”綜合服務站、源網荷儲、風光儲充換一體化等新模式應用到交通能源融合類基礎設施建設之中。
探索推進交能融合湖南實踐。當前,湖南應立足本土能源資源稟賦、用能需求、建設條件等要素,積極探索推進交通運輸與能源融合發展的湖南實踐。其一,成立交能融合發展研究院。充分發揮我省相關高校交通與能源學科專業優勢,搭建多學科交叉和跨行業研究平臺,在推動交通與能源基礎設施一體化建設、交通與能源基礎設施協同運行、關鍵技術與核心裝備研發等方向開展工作,打造引領學術前沿的創新高地。其二,制定交能融合發展戰略。在全面貫徹落實《湖南省“十四五”現代化綜合交通運輸體系發展規劃》基礎上,盡快明確交能融合戰略目標、重點任務和實施路徑,為各級政府、行業企業和科研機構提供行動指南。同時,輔之以財政補貼、稅收優惠、專項基金等政策支持,激勵交能融合項目投資建設,力爭加快實現我省新型交通產業總產出突破萬億元、產值占全省GDP超過10%、發展水平居全國前列。其三,創新市場機制與商業模式。完善電力市場交易機制,允許交通領域新能源設施參與電力市場交易,通過售電、需求側響應等方式獲得經濟效益;探索交通服務、能源服務跨界融合的新業態、新模式,構建一體化交通能源服務體系;鼓勵社會資本通過公私合作、股權合作、特許經營等方式,參與交能融合項目投資建設;建立能源互聯網平臺等數據共享平臺,實現交通和能源數據互聯互通,為管理決策、運行監控、應急響應等提供數據支持。其四,推動建設交能融合產業鏈閉環。以全省8000多公里高速公路“四網融合”為抓手,聯動建設我省“4×4”現代化產業體系,發揮我省特高壓、儲能、材料、交通等產業領域優勢,在現代化綜合立體交通體系構建中搶占高速公路基礎設施發展制高點,打造“四網融合”萬億產業,以高質量的交能融合發展全面落實國家碳達峰、碳中和戰略。
(作者系長沙理工大學黨委書記、二級教授、博士生導師)
深度推進“交能”融合 助力區域公路交通綠色低碳發展
談傳生
2023年,交通運輸業增加值占全國GDP比重約4.5%,但用能和碳排放占比分別約為17%和10.4%,是我國第三大用能和碳排放行業。交通和能源同為國民經濟重要基礎產業,積極推動交通、能源融合是推動交通行業高質量發展、實現“雙碳”目標的重要途徑。湖南應充分發揮現有低碳交通裝備、綠色能源材料產業優勢,以“綠能”“儲能”“新能”“智能”融合深度推進區域交能融合,積極打造區域公路交通綠色低碳發展樣板。
深入推進交能融合具有良好的經濟社會效益。首先,有利于拉動新投資、盤活資源,開拓新收益增長源泉。交能融合能充分盤活交通網“沿路”閑置資源,為新能源投資帶來新空間,為交通行業投資經營帶來新的收益增長源泉。估算當前全國約18萬公里高速公路“沿線”資源,可投資開發光伏潛力為1億千瓦左右,預計拉動投資約5000億元,還能帶來不菲的運營收益。其次,有利于降低交通運輸物流成本、助力經濟降本增效。比如一輛售價15萬元左右的電車年綜合用車成本僅為同價格油車的45%左右;新能源電動重卡公里成本比柴油重卡降低約40%。交能融合發展能不斷提升交通行業電能替代水平及綠色能源自洽能力,極大降低交通運輸物流、通勤成本,促進經濟提質增效。再次,有利于深挖節能降碳潛能,放大綠色發展行業協同效應。目前我國交通用能中電力占比不到5%,綠電占比低于2%。相同里程汽油、柴油車能量消耗分別是電車的3.4倍和3倍;即便考慮火電占比,全生命周期電車碳排放要比油車低約44%,隨著火電占比降低,降碳效果將更好。推動交通網綠色電能替代,能深挖交通行業節能降碳潛能,放大交通、能源行業綠色發展協同效應。基于此,應多措并舉,深入推進交能融合。
加強科技創新,推進“綠能”融合,提升交通產業低碳化規模。一方面,強化科技攻關,加大綠色低碳交通工具研發支持力度。以長沙打造全球研發中心城市為契機,加強綠色低碳汽車及軌道交通等交通運輸工具研發引智力度;積極搭建國家級綠色交通裝備研發中心,開展高效安全汽車儲能電池、氫燃料電池及高效燃油汽車技術等“綠能”融合交通運輸裝備關鍵技術攻關。另一方面,加大引資力度,提升綠色低碳交通產業集聚規模。做大比亞迪、廣汽埃安等優勢新能源汽車產業,積極引入小米、理想等造車新勢力來湘投資設廠,不斷提升長沙新能源汽車產業集群規模;以三一新能源重卡、福田新能源貨車等為基礎,不斷擴大綠色動力貨運汽車產業集群效應。
樹立標桿示范,推進“儲能”融合,構建交通能源自洽化網絡。一方面,健全城鄉充換電網絡,完善標準擴大換電共享模式應用。構建長株潭高效充換電示范交通網絡,建設高比例“綠色”示范公路項目;建設長株潭車網互動示范中心,創新新能源車反向充電機制,積極探索新型儲能系統與交通能源融合發展新模式、新業態。另一方面,開展“光儲充”示范項目,構建區域交通能源供給自洽化網絡。推動研發高效“光儲充”軟硬件系統,建立優先可再生能源充電調控機制;在長株潭連接主干道建設“光儲充”示范項目,創新相關電價機制,構建區域交通系統可再生清潔能源產銷一體自洽化能源系統示范網絡。
創新投運機制,推進“新能”融合,提高交通資產能源化水平。一方面,創新投資運營機制,加大交通設施資產與新能源融合開發力度。探索合同能源投資運營等市場化合作開發機制,充分利用新能源開發盤活“路沿”資源,理順交通道路產權及用地審批流程,提振各方資本對交通道路新能源融合開發投資的信心與力度。另一方面,多元配套融合場景,提高交通設施資產能源化水平。充分評估區域主干交通基礎設施的風、光資源稟賦,結合具體用能場景,分類制定配套各層級交通設施資產的分布式、清潔化、可再生等能源化解決方案;在長株潭地區打造交通設施資產能源化示范道路,逐步實現主干道路近零排放及生產能源上網外送。
強化數字驅動,推進“智能”融合,促進交通能源協同降碳。一方面,強化數字技術驅動,構建智能交通與智慧能源管理協同系統。建設全省主干道交通網、能源網智慧分析決策系統,通過數字技術模擬、診斷全省交通能源流實時動態;運用大數據及人工智能技術實現全省交通用能能源系統優化配置與智能決策管理,實現交通能源智慧化融合與低碳化協同發展。另一方面,實施數智化改造,推動智慧交通能源互聯融合與協同降碳。對重點交通道路設施實施智能化改造,逐步提升全省交通智能化及智慧化用能水平;完善智慧交通能源融合的軟硬件支撐,實現全省交通網與能源網互聯互通,通過源、網、荷、儲、充一體化建設推動交通網綠色低碳化轉型發展。
(作者系長沙理工大學副校長、“交能融合”創新發展研究院常務副院長,教授,博士生導師)
以交能融合賦能湖南“一江一湖四水”水運網
陳杰
習近平總書記在長沙主持召開新時代推動中部地區崛起座談會時強調,中部地區是我國重要的綜合交通運輸樞紐,在全國具有舉足輕重的地位,要加強現代化交通基礎設施體系建設,強化中部地區的大通道格局。
我省湘資沅澧四大水系匯入洞庭湖、聯通長江,全域性內河航道里程位居全國第三、中西部第一,形成了承東啟西、連南接北的水系優勢,使得我省在強化中部地區大通道格局上具有得天獨厚條件。交能融合作為一種低碳、綠色、智慧的新型發展方式,可為“一江一湖四水”水運網賦能,助力在更高起點上扎實推動中部地區崛起。
打造“低碳新通道”,創建全國內河航運樞紐中心。湖南地處國家內河長江川黔渝航運區、珠江粵桂航運區、京杭運河江浙航運區、洞庭湖湘鄂航運區、鄱陽湖贛皖航運區五大航運區中心,區位優勢顯著;擁有163公里長江岸線,全省96.7%以上面積屬于長江流域;河流通航里程達到11968公里,排在全國第三位;湘桂運河以湘江為主航道南北縱穿湖南約1000公里,將打通南北向跨流域水運大通道,可與東西向的長江水運大通道在湖南境內實現“十字”交會,國內水運大循環就此形成,有利于湖南深度銜接并融入“長江經濟帶”“成渝經濟圈”“粵港澳大灣區”“北部灣經濟區”。“十四五”時期,我省將基本建成以長江黃金水道為依托,以洞庭湖為中心,以湘江、沅水為主通道的“一江一湖四水”航道網和“一樞紐、多重點、廣延伸”港口體系,創建全國內河航運樞紐中心具備現實基礎。基于此,我省應強化技術革新,將水運打造為“低碳新通道”。比如運用清潔能源和低碳技術建設好湘桂運河,使其成為低碳環保典范:推動交通與能源基礎設施一體化設計,圍繞運河沿線布局能源基礎設施,積極推進太陽能、風能、地熱能等清潔能源應用,降低長期運營成本,提高項目經濟效益;大力推廣使用LNG船舶、電動船舶、氫燃料動力船舶,運河的裝卸作業和輔助設施盡量采用電力驅動,不僅減少運營碳排放,同時促進交通產業新質生產力發展。
夯實“綠色水運網”,強化我省物流降本提質增效。2023年,湖南全省公路、鐵路、水路、航空貨運量占比分別為87.4%、2.2%、9.89%、0.005%,其中水路貨運占比低于全國平均水平6.7個百分點。為此,一方面應更加注重發揮全省水運資源豐富優勢。深化港航、港產協同發展,加快洞庭湖、湘江、澧水、沅水高等級航道及沿線碼頭建設,形成“一樞紐、多重點、廣延伸”港口體系,發展集約化、專業化、現代化港區,打造沿江沿湖綠色產業集聚帶、綠色物流示范點;促進臨水布局發展適水產業、港區布點建設重點園區,形成“前港后園”港口、港區、物流園、產業園等互相支持、競相發展的新局面;盤活存量港口資源,持續實施港航整合,加快已有碼頭改建擴建,統籌推進城陵磯港、長沙新港、虞公港、銅官港等組合港的建設發展。另一方面,應以交能融合進一步夯實水運的降本、提質、增效優勢。加強港口太陽能光伏電站、風力發電等清潔能源基礎設施建設,為港口運營和停靠船舶提供綠色能源,并在船舶和港口設施中應用先進能源管理系統,注重交通與能源基礎設施協同運維,提高能源利用效率;提升港口設施的電氣化水平,減少船舶等待和在港口停留時間,降低運輸成本;注重多式聯運和物流協同發展,推動水運與公路、鐵路等其他運輸方式協同發展,通過建立綜合物流平臺,實現信息共享和物流流程優化,實現貨物無縫連接、快速轉運,提高整體物流效率。
建設“智慧綠廊道”,推動水運綠色轉型升級。以“安全、便捷、高效、經濟、包容、韌性”可持續交通體系建設為目標,在大樞紐、大通道、大網絡建設中,以交能融合推動水運綠色轉型升級。一方面,推進水運工程建管養綠色轉型。推廣使用電動或混合動力工作船舶進行航道疏浚、測量等工作,加大綠色新技術、新材料、新工藝和新結構引進和研發力度,以新質生產力推進綠色航道建設養護工作;統籌推進既有碼頭和新建碼頭綠色低碳轉型升級,港作機械和港內運輸裝備優先使用電、氫等新能源;通過加大財稅金融支持、強化要素保障、完善市場交易機制、加強標準規范支撐等措施,鼓勵和支持交能融合在水運應用,鼓勵打造綠色航道示范樣板、開展綠色港口等級評價,鼓勵將船舶等運載工具排放納入本地區自愿性減排交易。另一方面,加快智慧港口和智慧航道建設。推動我省重要內河港口碼頭智慧化升級改造,推進水運基礎設施與云計算、大數據、物聯網、人工智能、區塊鏈等新一代數字技術融合應用,探索構建多層次、智能化的水運融合管控體系,打通水運基礎設施網與能源網、信息網的數據壁壘,深化交通、用能、通信行為大數據挖掘分析,全面提升港口核心競爭力;進一步推廣電子航道圖的建設與運用,在航道沿線安裝傳感器和通信設備,建立全面覆蓋的監測網絡,開發智能管理系統,實現航道的實時監控、預測性維護和優化調度,推進船閘自動化運行與多級樞紐聯合調度,提升船閘通過能力。
(作者系長沙理工大學水利與環境工程學院院長、教授、博士生導師)
以交能融合推進新能源汽車產業高質量發展
賈傳坤
發展新能源汽車是我國從汽車大國邁向汽車強國的必由之路。湖南作為中國汽車產業版圖中的重要力量,必須全面落實中共中央、國務院關于新能源汽車發展的戰略部署,充分發揮湖南新能源產業優勢,力爭占領新能源汽車電池研發等關鍵核心技術制高點,以交能融合推進新能源汽車產業高質量發展。
在新能源汽車的關鍵技術上強化攻關。電池作為新能源汽車的動力源泉,是決定其續航里程、安全性和穩定性的最關鍵部件。湖南作為全國電池產業重鎮,應發揮優勢,扛起高安全、全氣候動力電池等技術攻關的重任,強化有組織科研。其一,在新能源汽車電池充電技術上尋求新突破。加強新型電池材料攻關,推動正負極、隔膜和電解液等材料迭代升級;引導企業在高倍率材料開發上下力氣,突破新能源電池快速充電壁壘;集中資源攻堅新能源汽車電池“卡脖子”技術,提高新能源汽車電池產學研轉化效率。其二,在新能源汽車換電模式上開辟新模式。加強科技攻關,盡快實現新能源汽車電池統一標準;大力發展并完善快速換電方式,探索便攜式“充電寶”等滿足隨時充電需求新模式,并健全快充、換電、儲能、電網多場互補,全方位解決新能源汽車充電難題;健全電動汽車應急管理模式,全面消除電動汽車長途運行缺電或無電難題。其三,在新能源汽車電池安全性上落實新要求。落實好國家有關部門關于新能源汽車電池安全的新要求,加強寬溫區高性能材料研究,尋求低溫環境下新能源汽車電池性能新提升;注重發展新型智能隔膜材料,實現電池熱失控狀態下自保護,顯著提升新能源汽車安全性;強化電池安全事故應急處理技術和方法創新,實現電池安全事故處理快、準、好。其四,在新能源汽車電池續航性上實現新發展。大力推廣高容量電池材料產業應用,重點發展固態電池新技術,助力更安全、續航里程更長、體積更小的下一代新能源汽車快速發展。
在新能源汽車的政策保障上強化引領。全面落實國務院辦公廳印發的《新能源汽車產業發展規劃(2021—2035年)》,搶抓政策機遇,積極培育戰略性新興產業,形成發展新能源汽車產業的湖南優勢。其一,從戰略層面做好全省產業布局。建議政府相關部門立足“產業基礎、市場需求、支撐條件”三大要素,盡早出臺地方加快推動新能源汽車電池產業發展的具體制度、配套政策,進一步明晰湖南新能源汽車電池產業的發展戰略、發展定位、發展目標、發展路徑及落實措施。其二,健全區域新能源汽車電池產業政策制度。強化區域新能源汽車電池產業規劃設計、政策引領,努力克服瓶頸,發揮產業比較優勢,推動交通低碳綠色發展。其三,協同抓好新能源汽車電池產業政策實施。建議進一步優化政府職能部門、產業園區、科研院所等關于新能源汽車電池產業的工作職能與分工協作,成立省級新能源汽車電池產業發展工作領導小組,制定新能源汽車電池產業相關發展規劃。
在新能源汽車的產業鏈條上強化支撐。不斷完善新能源汽車電池產業全產業鏈,將湖南打造為全國電池產業“高地”。其一,加強新能源汽車產業鏈建設。充分利用長沙比亞迪、北汽株洲、中車電動、天際汽車等多家新能源汽車整車生產企業優勢,不斷完善建強整車、電機電控、動力電池和電池材料全產業鏈,確保湖南在電機、電控、電池這三大新能源汽車關鍵部件的研發制造方面處于行業領先地位。其二,完善材料循環鏈發展。集中力量大力發展電池材料回收技術,實現材料循環使用,解決原材料受資源限制的“卡脖子”難題;提前布局大宗交通、新能源領域固廢制備高價值電池材料新技術,如道路廢舊瀝青、廢舊輪胎、廢舊風機葉片、廢舊太陽能板等制備電池材料新技術,變廢為寶,推動廢料變身電池材料新礦源。其三,強化人才鏈、教育鏈、科技鏈、產業鏈一體化發展。充分發揮湖南高校及科研院所的智力優勢、研發優勢,系統推進“大院、大所、大校、大企”合作,圍繞新能源汽車行業深度融合人才鏈、教育鏈、產業鏈、創新鏈,建好產業技術創新聯盟、科技合作基地、科技孵化器,聯動開展科技研發、項目合作、人才引育、人才服務,努力培育電池材料、智能電控及電池管理系統集成等研發團隊,力爭在新能源汽車技術領域持續突破。
(作者系致公黨長沙市委會常委,長沙理工大學儲能研究所所長,教授,博士生導師)
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