交通运输行业电能占比提升背景下交通基础设施能源管理研究

Research on Energy Management of Transportation Infrastructure Against the Backdrop of Rising Electricity Share in the Transportation Industry.

4月25日讯，交通运输部等十部门发布关于推动交通运输与能源融合发展的指导意见。到2027年，基本形成多部门协同的交通运输与能源融合发展机制，政策法规、标准规范、技术装备体系逐步健全。交通运输行业电能占行业终端用能的比例达到10%。交通基础设施沿线非化石能源发电装机容量不低于500万千瓦，就近就地消纳比例稳步增加。新增汽车中新能源汽车占比逐年提升，交通运输绿色燃料生产能力显著提升。

1. 引言

交通运输行业是能源消耗和温室气体排放的重点行业之一，在能源消耗和排放中占据重要地位 [34,41]，因此，实现绿色低碳转型对整个社会的可持续发展至关重要 [12]。为实现这一目标，提升电能占比被认为是交通运输行业实现绿色低碳发展的重要途径，通过“车能路云”的融合发展，即整合汽车、智能交通、新能源、互联网技术、物联网、车联网、云计算和大数据，能够显著推动交通行业的碳达峰和碳中和进程 [10]。交通基础设施能源管理在支持电能占比提升和整个行业的绿色转型中扮演着关键角色，高效的能源管理系统能够提升运营效率、服务质量和安全性，同时降低劳动强度和预防事故 [36]。基于此，本文旨在分析交通基础设施能源管理的现状、挑战和机遇，并提出相应的策略和建议 [7]。特别地，到2027年，交通运输行业电能占比达到10%的目标正在被积极推进，并有望驱动千亿级市场的发展 [31,46]，多个部门联合发布指导意见，以促进交通与能源的深度融合，实现交通运输领域的能源转型 [17]。

2. 交通运输行业能源转型背景与驱动因素

交通运输行业的能源转型受到多方面因素的推动，主要集中在缓解温室气体（GHG）排放的紧迫性以及与国际协议（如巴黎协定和中国的双碳目标）中设定的雄心勃勃的目标相一致[27,35]。这种转型不仅是环境的必要，也是促进能源安全、刺激经济增长和改善公共卫生的战略举措。“双碳”目标所带来的挑战和机遇正在重塑交通运输格局，需要创新的能源消耗和基础设施管理方法。
“十四五”规划和相关政策文件，如“绿色交通”十四五“发展规划”和“国家综合立体交通网规划纲要”，通过促进技术创新、提高能源效率和优化交通结构，为实现碳中和提供了明确的路线图[42]。这些政策旨在使交通部门与更广泛的国家目标保持一致，包括减少每单位GDP的二氧化碳排放和增加非化石能源在一次能源消费中的份额。十部门联合发布的“关于促进交通和能源一体化发展的指导意见”通过培育多部门协作机制来整合交通和能源系统[21]，进一步体现了这一承诺。这些战略举措设定了雄心勃勃的目标，例如到2027年实现交通部门终端能源消耗中10%的电力份额，并在2035年建立主要基于清洁和低碳能源消耗的交通能源系统[25]。
技术进步在推动这一转型方面发挥着至关重要的作用。动力电池能量密度的创新、氢燃料电池的商业可行性以及自动驾驶技术的部署为减排和效率提高提供了巨大的潜力[41]。数字技术的整合，如北斗系统、智能高速公路和港口以及车辆网络，也促进了智能和绿色交通解决方案的发展[48]。新能源汽车，包括纯电动、混合动力和氢燃料电池汽车，呈现出多样化的技术特点和应用场景，有助于陆路交通的电气化和减少对化石燃料的依赖。
经济因素也显著推动了向电动汽车的转型。对电动和燃油车整个生命周期的成本差异进行全面分析，创新的商业模式（如车电分离）以及市场机制（如碳信用交易）激励公司投资于节能减排战略[43]。政府补贴、税收优惠和充电基础设施的发展进一步支持了新能源汽车和智能交通系统的采用。交通和能源的整合预计将推动两个行业的投资增长，相关市场规模可能达到数万亿元人民币[31]。
最后，环境和可持续性问题在推动交通运输行业的能源转型方面至关重要。该行业的大量碳排放，主要来自化石燃料消费，对全球气候变化做出了重大贡献。中国承诺在2030年左右达到二氧化碳排放峰值，并在2060年之前实现碳中和，这凸显了交通运输行业能源转型的必要性，2017年交通运输占全国能源消费总量的很大一部分[34]。交通运输和能源的融合支持国家“双碳”战略和“美丽中国”的建设[40]。
总之，交通运输行业的能源转型是一项复杂而多方面的努力，由政策要求、技术进步、经济激励和环境问题驱动。以下部分将深入探讨每个驱动因素，全面概述交通运输行业在努力实现可持续和低碳未来时面临的挑战和机遇。