中国陆路交通基础设施资产能源化潜力研究

目录
前言
第1章 绪论 1
1.1 研究背景、目的与意义 1
1.1.1 研究背景 1
1.1.2 目的与意义 5
1.2 国外研究与应用现状 6
1.3 研究内容和技术路线 10
1.3.1 研究内容 10
1.3.2 技术路线 11
第2章 我国陆路交通基础设施资产能源化潜力概况 12
2.1 我国现有陆路交通网络的基础设施布局状况 12
2.1.1 我国公路系统交通基础设施布局状况 12
2.1.2 我国铁路系统交通基础设施布局状况 19
2.2 我国陆路交通基础设施所在地区的风、光资源状况 26
2.2.1 我国全境整体风、光资源分布状况 26
2.2.2 公路系统交通基础设施所在地区风、光资源分布状况 30
2.2.3 铁路系统交通基础设施所在地区风、光资源分布状况 32
2.3 我国陆路交通基础设施分布与光资源叠加的联合分布 33
2.3.1 公路系统交通基础设施区域光资源叠加的联合分布 33
2.3.2 铁路系统交通基础设施区域光资源叠加的联合分布 36
第3章 我国陆路交通系统能耗评估 42
3.1 我国现有陆路交通系统能耗状况 42
3.1.1 公路交通系统能耗状况 42
3.1.2 铁路交通系统能耗状况 47
3.2 我国陆路交通系统能耗情况测算 52
3.2.1 我国高速公路系统能耗情况测算 52
3.2.2 我国铁路系统能耗情况测算 53
第4章 我国陆路交通基础设施资产能源化应用潜力评估 54
4.1 我国陆路交通基础设施拥有的太阳能可利用潜力分析 54
4.1.1 通用发电潜力评估模型 55
4.1.2 我国公路系统拥有的太阳能可利用潜力评估 56
4.1.3 我国铁路系统拥有的太阳能可利用潜力评估 68
4.2 我国陆路交通系统年运行耗电量估算 81
4.2.1 我国公路系统年运行耗电量估算 81
4.2.2 我国铁路系统年运行耗电量估算 81
4.3 我国陆路交通系统用能自洽分析 82
4.3.1 评价指标体系 82
4.3.2 我国公路系统道路用能自洽分析 84
4.3.3 我国铁路系统能源需求自洽分析 92
第5章 我国陆路交通基础设施资产能源化应用新模式 105
5.1 公路交通基础设施资产能源化应用新模式 105
5.1.1 考虑公路交通基础设施做调整的应用新模式 105
5.1.2 考虑公路交通与能源供给协同演进的应用新模式 107
5.2 铁路交通资产能源化应用新模式 116
5.2.1 考虑交通做适应性调整的铁路能源系统演化新模式 116
5.2.2 考虑能源做适应性调整的铁路能源系统演化新模式 120
5.2.3 考虑交通、能源共同做适应性调整的铁路能源系统演化新模式 122
附录1 我国主要高速公路系统潜在太阳能发电可装机容量 131
附录2 我国高铁系统潜在太阳能发电可装机容量 138
参考文献 155
图目录
图1.1 我国交通运输业能源消耗状况 2
图1.2 我国交通运输业电能消耗趋势 3
图1.3 太阳能电池板自行车通道 6
图1.4 法国太阳能道路 7
图1.5 太阳能电池板结构图 7
图1.6 美国太阳能道路 8
图1.7 波兰太阳能自行车道 8
图1.8 行驶途中车辆充电的应用模式 9
图1.9 可充电道路示意图 9
图1.10 我国陆路交通基础设施资产能源化评估内容体系 10
图1.11 陆路交通资产能源化评估对象 11
图1.12 我国陆路交通系统资产能源化评估技术路线 11
图2.1 京沪高铁七月光照强度 33
图2.2 京沪高速公路(G2)沿途服务区 36
图3.1 我国现有陆路交通系统能耗构成 42
图3.2 京沪高速公路(G2)四季典型日耗电曲线 47
图3.3 京沪高铁四季典型日耗电曲线 50
图3.4 K210/K211次列车交路途经车站四季典型日的耗电曲线 51
图4.1 高速公路横断面示意图 56
图4.2 我国部分地区典型高速公路横断面示例图 56
图4.3 边坡与边沟示意图 58
图4.4 京沪高速公路(G2)在利用方式二下的四季典型日可发电功率曲线 61
图4.5 高铁横断面示意图 69
图4.6 非电气化铁路单线路基横断面示意图 69
图4.7 非电气化铁路双线路基横断面示意图 70
图4.8 京沪高铁在利用方式二下的四季典型日可发电功率曲线 74
图4.9 K210/K211次列车交路在利用方式一下四季典型日可发电功率曲线 77
图4.10 K210/K211次列车交路在利用方式三下四季典型日可发电功率曲线 79
图4.11 某交通线路典型日潜在太阳能发电可装机容量、道路系统用电组成的结构示意图 82
图4.12 京沪高速公路(G2)在利用方式二下的四季典型日发电、耗电曲线叠加图 85
图4.13 京沪高速公路(G2)2030年在利用方式二下的四季典型日发电、耗电曲线叠加图 88
图4.14 京沪高速公路(G2)2050年在利用方式二下的四季典型日发电、耗电曲线叠加图 89
图4.15 京沪客运专线在利用方式二下的四季典型日发电、耗电曲线叠加图 93
图4.16 我国非电气化铁路在利用方式一下的四季典型日发电、耗电曲线叠加图 98
图4.17 我国非电气化铁路在利用方式三下的四季典型日发电、耗电曲线叠加图 100
图5.1 分布式光伏发电在公路交通沿线中的应用 105
图5.2 分布式光伏发电在公路交通设施中的应用 106
图5.3 公路交通资产能源化利用的组成架构 107
图5.4 公路交通与能源供给协同演进的应用新模式的潜在应用场景 108
图5.5 光资源丰富区强电网、大负荷场景下公路交通与能源供给协同演进的应用新模式 109
图5.6 光资源丰富区强电网、小负荷场景下公路交通与能源供给协同演进的应用新模式 110
图5.7 光资源丰富区弱电网、小负荷场景下公路交通与能源供给协同演进的应用新模式 111
图5.8 光资源丰富区无电网、小负荷场景下公路交通与能源供给协同演进的应用新模式 112
图5.9 光资源一般区强电网、大负荷场景下公路交通与能源供给协同演进的应用新模式 113
图5.10 光资源一般区强电网、小负荷场景下公路交通与能源供给协同演进应用新模式 114
图5.11 光资源一般区弱电网、小负荷场景下公路交通与能源供给协同演进应用新模式 115
图5.12 光资源一般区无电网、小负荷场景下公路交通与能源供给协同演进应用新模式 115
图5.13 铁路做适应性调整所体现的“源-网-荷”三重属性示意图 116
图5.14 铁路做适应性调整所体现的网属性示意图——沿轨道分布的线性铁路新能源微网群 119
图5.15 能源做适应性调整所体现的三合一型牵引变储能站示意图 121
图5.16 能源做适应性调整所体现的共享储能调度策略 122
图5.17 交通、能源共同做适应性调整所体现的“源-网-荷-储”四重属性示意图 122
图5.18 因地制宜、因网制宜以及因荷制宜的三网合一型铁路新能源融合网架构 123
图5.19 铁路能源融合网架构图(一个目标-两个视角-四个维度-八种模式) 124
图5.20 强电 多负荷 多光场景的演化新模式 125
图5.21 强电 少负荷 多光场景的演化新模式 125
图5.22 强电 少负荷 少光场景的演化新模式 126
图5.23 末端 少负荷 多光场景的演化新模式 127
图5.24 无电 少负荷 多光场景的演化新模式 127
图5.25 强电 多负荷 少光场景的演化新模式 128
图5.26 末端 少负荷 少光场景的演化新模式 129
图5.27 无电 少负荷 少光场景的演化新模式 129
表目录
表1.1 公路系统车辆年耗电量折算表 4
表2.1 全国高速公路列表 13
表2.2 全国国道(公路)列表 16
表2.3 我国省道公路里程列表 19
表2.4 我国高铁“四纵四横”客运专线列表 20
表2.5 我国“八纵八横”客运专线列表(“八纵”通道) 23
表2.6 我国“八纵八横”客运专线列表(“八横”通道) 23
表2.7 其余42条高铁列表 24
表2.8 我国光资源区域划分(根据标杆上网电价划分) 27
表2.9 我国风资源区域划分(根据标杆上网电价划分) 27
表2.10 我国各省(区、市)月均总辐射量 27
表2.11 京沪高速公路沿途省(区、市)月均总辐射量 30
表2.12 我国国道的光资源区域分布 31
表2.13 我国国道的风资源区域分布 31
表2.14 京沪高铁沿线月均总辐射量 32
表2.15 我国高铁所属光资源区 33
表2.16 京沪高速公路(G2)沿线服务区信息 34
表2.17 京沪高速公路(G2)隧道信息情况 35
表2.18 京沪高铁沿途高铁站信息情况 37
表2.19 京沪高铁特大桥信息 38
表2.20 K210/K211次列车交路沿途车站情况 38
表2.21 青藏铁路格-拉段沿线途经站点信息 39
表3.1 高速公路营运期能源消耗构成体系 43
表3.2 隧道照明能耗计算公式对照表(单向双交通) 45
表3.3 隧道照明能耗计算公式对照表(双向双交通) 45
表3.4 电动汽车充电桩使用率 46
表3.5 京沪高速公路(G2)四季典型日耗电量 47
表3.6 铁路系统营运期能源消耗构成 47
表3.7 典型高铁站各主要功能房间分类及参数 49
表3.8 典型高铁站室内环境设计参数 49
表3.9 各功能房间总负荷情况 49
表3.10 典型日耗电量 50
表3.11 K210/K211次列车途经不同等级车站参数 51
表3.12 青藏铁路格-拉段沿线不同等级车站的参数 51
表3.13 K210/K211次列车交路途经车站典型日的耗电量 52
表3.14 青藏铁路格-拉段沿线途经车站典型日的耗电量 52
表3.15 我国高速公路典型日均耗电量(部分公路能耗与全国总线路能耗) 52
表3.16 高铁的典型日均耗电量 53
表3.17 全国非电气化铁路的典型日耗电量 53
表4.1 京沪高速公路(G2)在利用方式二下的潜在太阳能发电可装机容量 58
表4.2 京沪高速公路(G2)在利用方式三下的潜在太阳能发电可装机容量 59
表4.3 京沪高速公路(G2)在利用方式二下的典型日可发电量 61
表4.4 全国高速公路系统在利用方式二下的潜在太阳能发电可装机容量 61
表4.5 我国高速公路系统在利用方式二下典型日可发电量 62
表4.6 我国高速公路系统在利用方式三下典型日可发电量 62
表4.7 我国国道系统可用于光伏铺设的潜在利用面积 62
表4.8 我国部分省道系统可用于光伏铺设的潜在利用面积 65
表4.9 我国国道系统在利用方式一下的潜在太阳能发电可装机容量 66
表4.10 我国国道系统在利用方式二下的潜在太阳能发电可装机容量 66
表4.11 我国国