中國陸路交通基礎設施資產能源化潛力研究

目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 研究背景、目的與意義 1
1.1.1 研究背景 1
1.1.2 目的與意義 5
1.2 國外研究與應用現(xiàn)狀 6
1.3 研究內容和技術路線 10
1.3.1 研究內容 10
1.3.2 技術路線 11
第2章 我國陸路交通基礎設施資產能源化潛力概況 12
2.1 我國現(xiàn)有陸路交通網絡的基礎設施布局狀況 12
2.1.1 我國公路系統(tǒng)交通基礎設施布局狀況 12
2.1.2 我國鐵路系統(tǒng)交通基礎設施布局狀況 19
2.2 我國陸路交通基礎設施所在地區(qū)的風、光資源狀況 26
2.2.1 我國全境整體風、光資源分布狀況 26
2.2.2 公路系統(tǒng)交通基礎設施所在地區(qū)風、光資源分布狀況 30
2.2.3 鐵路系統(tǒng)交通基礎設施所在地區(qū)風、光資源分布狀況 32
2.3 我國陸路交通基礎設施分布與光資源疊加的聯(lián)合分布 33
2.3.1 公路系統(tǒng)交通基礎設施區(qū)域光資源疊加的聯(lián)合分布 33
2.3.2 鐵路系統(tǒng)交通基礎設施區(qū)域光資源疊加的聯(lián)合分布 36
第3章 我國陸路交通系統(tǒng)能耗評估 42
3.1 我國現(xiàn)有陸路交通系統(tǒng)能耗狀況 42
3.1.1 公路交通系統(tǒng)能耗狀況 42
3.1.2 鐵路交通系統(tǒng)能耗狀況 47
3.2 我國陸路交通系統(tǒng)能耗情況測算 52
3.2.1 我國高速公路系統(tǒng)能耗情況測算 52
3.2.2 我國鐵路系統(tǒng)能耗情況測算 53
第4章 我國陸路交通基礎設施資產能源化應用潛力評估 54
4.1 我國陸路交通基礎設施擁有的太陽能可利用潛力分析 54
4.1.1 通用發(fā)電潛力評估模型 55
4.1.2 我國公路系統(tǒng)擁有的太陽能可利用潛力評估 56
4.1.3 我國鐵路系統(tǒng)擁有的太陽能可利用潛力評估 68
4.2 我國陸路交通系統(tǒng)年運行耗電量估算 81
4.2.1 我國公路系統(tǒng)年運行耗電量估算 81
4.2.2 我國鐵路系統(tǒng)年運行耗電量估算 81
4.3 我國陸路交通系統(tǒng)用能自洽分析 82
4.3.1 評價指標體系 82
4.3.2 我國公路系統(tǒng)道路用能自洽分析 84
4.3.3 我國鐵路系統(tǒng)能源需求自洽分析 92
第5章 我國陸路交通基礎設施資產能源化應用新模式 105
5.1 公路交通基礎設施資產能源化應用新模式 105
5.1.1 考慮公路交通基礎設施做調整的應用新模式 105
5.1.2 考慮公路交通與能源供給協(xié)同演進的應用新模式 107
5.2 鐵路交通資產能源化應用新模式 116
5.2.1 考慮交通做適應性調整的鐵路能源系統(tǒng)演化新模式 116
5.2.2 考慮能源做適應性調整的鐵路能源系統(tǒng)演化新模式 120
5.2.3 考慮交通、能源共同做適應性調整的鐵路能源系統(tǒng)演化新模式 122
附錄1 我國主要高速公路系統(tǒng)潛在太陽能發(fā)電可裝機容量 131
附錄2 我國高鐵系統(tǒng)潛在太陽能發(fā)電可裝機容量 138
參考文獻 155
圖目錄
圖1.1 我國交通運輸業(yè)能源消耗狀況 2
圖1.2 我國交通運輸業(yè)電能消耗趨勢 3
圖1.3 太陽能電池板自行車通道 6
圖1.4 法國太陽能道路 7
圖1.5 太陽能電池板結構圖 7
圖1.6 美國太陽能道路 8
圖1.7 波蘭太陽能自行車道 8
圖1.8 行駛途中車輛充電的應用模式 9
圖1.9 可充電道路示意圖 9
圖1.10 我國陸路交通基礎設施資產能源化評估內容體系 10
圖1.11 陸路交通資產能源化評估對象 11
圖1.12 我國陸路交通系統(tǒng)資產能源化評估技術路線 11
圖2.1 京滬高鐵七月光照強度 33
圖2.2 京滬高速公路(G2)沿途服務區(qū) 36
圖3.1 我國現(xiàn)有陸路交通系統(tǒng)能耗構成 42
圖3.2 京滬高速公路(G2)四季典型日耗電曲線 47
圖3.3 京滬高鐵四季典型日耗電曲線 50
圖3.4 K210/K211次列車交路途經車站四季典型日的耗電曲線 51
圖4.1 高速公路橫斷面示意圖 56
圖4.2 我國部分地區(qū)典型高速公路橫斷面示例圖 56
圖4.3 邊坡與邊溝示意圖 58
圖4.4 京滬高速公路(G2)在利用方式二下的四季典型日可發(fā)電功率曲線 61
圖4.5 高鐵橫斷面示意圖 69
圖4.6 非電氣化鐵路單線路基橫斷面示意圖 69
圖4.7 非電氣化鐵路雙線路基橫斷面示意圖 70
圖4.8 京滬高鐵在利用方式二下的四季典型日可發(fā)電功率曲線 74
圖4.9 K210/K211次列車交路在利用方式一下四季典型日可發(fā)電功率曲線 77
圖4.10 K210/K211次列車交路在利用方式三下四季典型日可發(fā)電功率曲線 79
圖4.11 某交通線路典型日潛在太陽能發(fā)電可裝機容量、道路系統(tǒng)用電組成的結構示意圖 82
圖4.12 京滬高速公路(G2)在利用方式二下的四季典型日發(fā)電、耗電曲線疊加圖 85
圖4.13 京滬高速公路(G2)2030年在利用方式二下的四季典型日發(fā)電、耗電曲線疊加圖 88
圖4.14 京滬高速公路(G2)2050年在利用方式二下的四季典型日發(fā)電、耗電曲線疊加圖 89
圖4.15 京滬客運專線在利用方式二下的四季典型日發(fā)電、耗電曲線疊加圖 93
圖4.16 我國非電氣化鐵路在利用方式一下的四季典型日發(fā)電、耗電曲線疊加圖 98
圖4.17 我國非電氣化鐵路在利用方式三下的四季典型日發(fā)電、耗電曲線疊加圖 100
圖5.1 分布式光伏發(fā)電在公路交通沿線中的應用 105
圖5.2 分布式光伏發(fā)電在公路交通設施中的應用 106
圖5.3 公路交通資產能源化利用的組成架構 107
圖5.4 公路交通與能源供給協(xié)同演進的應用新模式的潛在應用場景 108
圖5.5 光資源豐富區(qū)強電網、大負荷場景下公路交通與能源供給協(xié)同演進的應用新模式 109
圖5.6 光資源豐富區(qū)強電網、小負荷場景下公路交通與能源供給協(xié)同演進的應用新模式 110
圖5.7 光資源豐富區(qū)弱電網、小負荷場景下公路交通與能源供給協(xié)同演進的應用新模式 111
圖5.8 光資源豐富區(qū)無電網、小負荷場景下公路交通與能源供給協(xié)同演進的應用新模式 112
圖5.9 光資源一般區(qū)強電網、大負荷場景下公路交通與能源供給協(xié)同演進的應用新模式 113
圖5.10 光資源一般區(qū)強電網、小負荷場景下公路交通與能源供給協(xié)同演進應用新模式 114
圖5.11 光資源一般區(qū)弱電網、小負荷場景下公路交通與能源供給協(xié)同演進應用新模式 115
圖5.12 光資源一般區(qū)無電網、小負荷場景下公路交通與能源供給協(xié)同演進應用新模式 115
圖5.13 鐵路做適應性調整所體現(xiàn)的“源-網-荷”三重屬性示意圖 116
圖5.14 鐵路做適應性調整所體現(xiàn)的網屬性示意圖——沿軌道分布的線性鐵路新能源微網群 119
圖5.15 能源做適應性調整所體現(xiàn)的三合一型牽引變儲能站示意圖 121
圖5.16 能源做適應性調整所體現(xiàn)的共享儲能調度策略 122
圖5.17 交通、能源共同做適應性調整所體現(xiàn)的“源-網-荷-儲”四重屬性示意圖 122
圖5.18 因地制宜、因網制宜以及因荷制宜的三網合一型鐵路新能源融合網架構 123
圖5.19 鐵路能源融合網架構圖(一個目標-兩個視角-四個維度-八種模式) 124
圖5.20 強電 多負荷 多光場景的演化新模式 125
圖5.21 強電 少負荷 多光場景的演化新模式 125
圖5.22 強電 少負荷 少光場景的演化新模式 126
圖5.23 末端 少負荷 多光場景的演化新模式 127
圖5.24 無電 少負荷 多光場景的演化新模式 127
圖5.25 強電 多負荷 少光場景的演化新模式 128
圖5.26 末端 少負荷 少光場景的演化新模式 129
圖5.27 無電 少負荷 少光場景的演化新模式 129
表目錄
表1.1 公路系統(tǒng)車輛年耗電量折算表 4
表2.1 全國高速公路列表 13
表2.2 全國國道(公路)列表 16
表2.3 我國省道公路里程列表 19
表2.4 我國高鐵“四縱四橫”客運專線列表 20
表2.5 我國“八縱八橫”客運專線列表(“八縱”通道) 23
表2.6 我國“八縱八橫”客運專線列表(“八橫”通道) 23
表2.7 其余42條高鐵列表 24
表2.8 我國光資源區(qū)域劃分(根據標桿上網電價劃分) 27
表2.9 我國風資源區(qū)域劃分(根據標桿上網電價劃分) 27
表2.10 我國各省(區(qū)、市)月均總輻射量 27
表2.11 京滬高速公路沿途省(區(qū)、市)月均總輻射量 30
表2.12 我國國道的光資源區(qū)域分布 31
表2.13 我國國道的風資源區(qū)域分布 31
表2.14 京滬高鐵沿線月均總輻射量 32
表2.15 我國高鐵所屬光資源區(qū) 33
表2.16 京滬高速公路(G2)沿線服務區(qū)信息 34
表2.17 京滬高速公路(G2)隧道信息情況 35
表2.18 京滬高鐵沿途高鐵站信息情況 37
表2.19 京滬高鐵特大橋信息 38
表2.20 K210/K211次列車交路沿途車站情況 38
表2.21 青藏鐵路格-拉段沿線途經站點信息 39
表3.1 高速公路營運期能源消耗構成體系 43
表3.2 隧道照明能耗計算公式對照表(單向雙交通) 45
表3.3 隧道照明能耗計算公式對照表(雙向雙交通) 45
表3.4 電動汽車充電樁使用率 46
表3.5 京滬高速公路(G2)四季典型日耗電量 47
表3.6 鐵路系統(tǒng)營運期能源消耗構成 47
表3.7 典型高鐵站各主要功能房間分類及參數 49
表3.8 典型高鐵站室內環(huán)境設計參數 49
表3.9 各功能房間總負荷情況 49
表3.10 典型日耗電量 50
表3.11 K210/K211次列車途經不同等級車站參數 51
表3.12 青藏鐵路格-拉段沿線不同等級車站的參數 51
表3.13 K210/K211次列車交路途經車站典型日的耗電量 52
表3.14 青藏鐵路格-拉段沿線途經車站典型日的耗電量 52
表3.15 我國高速公路典型日均耗電量(部分公路能耗與全國總線路能耗) 52
表3.16 高鐵的典型日均耗電量 53
表3.17 全國非電氣化鐵路的典型日耗電量 53
表4.1 京滬高速公路(G2)在利用方式二下的潛在太陽能發(fā)電可裝機容量 58
表4.2 京滬高速公路(G2)在利用方式三下的潛在太陽能發(fā)電可裝機容量 59
表4.3 京滬高速公路(G2)在利用方式二下的典型日可發(fā)電量 61
表4.4 全國高速公路系統(tǒng)在利用方式二下的潛在太陽能發(fā)電可裝機容量 61
表4.5 我國高速公路系統(tǒng)在利用方式二下典型日可發(fā)電量 62
表4.6 我國高速公路系統(tǒng)在利用方式三下典型日可發(fā)電量 62
表4.7 我國國道系統(tǒng)可用于光伏鋪設的潛在利用面積 62
表4.8 我國部分省道系統(tǒng)可用于光伏鋪設的潛在利用面積 65
表4.9 我國國道系統(tǒng)在利用方式一下的潛在太陽能發(fā)電可裝機容量 66
表4.10 我國國道系統(tǒng)在利用方式二下的潛在太陽能發(fā)電可裝機容量 66
表4.11 我國國