利用新能源實(shí)現(xiàn)鐵路多元發(fā)展探討

董軍，陳來紅，劉碩

（國家電投集團(tuán)物流有限責(zé)任公司，北京100021）

利用新能源實(shí)現(xiàn)鐵路多元發(fā)展探討

董軍，陳來紅，劉碩

（國家電投集團(tuán)物流有限責(zé)任公司，北京100021）

針對鐵路轉(zhuǎn)型發(fā)展面臨的增收節(jié)支、產(chǎn)業(yè)延伸需求，利用鐵路沿線土地綜合開發(fā)政策，整合鐵路電氣化改造形成的變電站、輸電線路等資源，利用新能源業(yè)務(wù)實(shí)施產(chǎn)業(yè)資源協(xié)同，形成新的收益、降低用電費(fèi)用，為鐵路綠色發(fā)展、多元發(fā)展提供新思路。

鐵路；光伏；資源整合；以地養(yǎng)路

【DOI】10.13616/j.cnki.gcjsysj.2016.09.071

1 背景

近年來，國家在基礎(chǔ)設(shè)施方面投入持續(xù)增大，路網(wǎng)末端鐵路建設(shè)加快，電氣化改造項(xiàng)目逐年增加[1]，配套輸配電網(wǎng)覆蓋范圍不斷擴(kuò)大，但也面臨著一些挑戰(zhàn)。

1）路網(wǎng)末端的鐵路位置往往偏僻，處于電網(wǎng)末端，現(xiàn)有電力貫通線10kV等級(jí)線路及當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)容量難以提供高質(zhì)量用電支持，新建高質(zhì)量電力線路和變電站不可避免。

2）鐵路電氣化改造，盡管可以提升速度，降低用油成本，但鐵路外購電價(jià)頗高，增加鐵路運(yùn)營成本，特別是給鐵路發(fā)展物流業(yè)務(wù)增加了成本壓力。

2 鐵路發(fā)展新能源的條件

隨著經(jīng)濟(jì)新常態(tài)的出現(xiàn)，大宗貨運(yùn)需求下滑，鐵路將由單一的“以路養(yǎng)路”模式向更加多元的“以地養(yǎng)路”模式發(fā)展，增加鐵路新的發(fā)展動(dòng)力。

2.1 “以地養(yǎng)路”政策的支持

2014 年國務(wù)院印發(fā)《關(guān)于支持鐵路建設(shè)實(shí)施土地綜合開發(fā)的意見》，鼓勵(lì)鐵路企業(yè)依托土地進(jìn)行綜合開發(fā)，鐵路建設(shè)由“以路養(yǎng)路、以路建路”向“以地養(yǎng)路、以地建路”的綜合模式轉(zhuǎn)變。

2.2 鐵路多元發(fā)展導(dǎo)致能耗需求增加

鐵路向現(xiàn)代物流轉(zhuǎn)型發(fā)展，勢必需要完善沿線集疏運(yùn)系統(tǒng)，增加現(xiàn)代物流裝具，所需能源消耗隨之增長。首先，鐵路運(yùn)輸能源消耗少，環(huán)境污染小，完全可以用電驅(qū)動(dòng)火車，有助于節(jié)油減排，減少環(huán)境污染。長遠(yuǎn)來看，光伏發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電等新能源技術(shù)將從根本上解決能源替代問題。事實(shí)上，太陽能資源無處不在，光伏發(fā)電技術(shù)已經(jīng)非常成熟，當(dāng)前難點(diǎn)是配額申請、造價(jià)控制與發(fā)電消納。目前該鐵路用電主要依靠電網(wǎng)輸送，隨著鐵路電氣化改造完成，電氣化機(jī)車牽引用電量劇增，在一定程度上為鐵路發(fā)展新能源創(chuàng)造了消納條件。更重要的是，“電轉(zhuǎn)氣”等技術(shù)進(jìn)步今后一定可以解決新能源的出力不穩(wěn)定、儲(chǔ)能等問題。其次，叉車、分揀等設(shè)施“油改電”趨勢非常顯著，也需要新能源的支持，不僅是減排需要，更是降低用能成本的需要。

2.3 鐵路輸變電設(shè)施再利用

鐵路電氣化改造投資形成一定的輸配電網(wǎng)設(shè)施，其220kV電壓等級(jí)輸配電網(wǎng)完全可支撐大規(guī)模光伏電站運(yùn)營，建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)能夠滿足太陽能電站輸配電要求[2]。光伏電站發(fā)電“就地并網(wǎng)、就地消納”，有助于減少輸電線損。對于地處偏僻位置的鐵路，其沿線還有大量沙化草場亟待治理，如果結(jié)合荒漠光伏電站治沙經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)行光伏發(fā)電用地綜合利用，有望形成治沙、發(fā)電雙重收益。

3 鐵路發(fā)展新能源的多階段資源協(xié)同

鐵路轉(zhuǎn)型的重點(diǎn)是用科技創(chuàng)新整合鐵路沿線閑置土地、電力線路等資源，構(gòu)建鐵路與新能源的產(chǎn)業(yè)協(xié)同模式。盡管鐵路系統(tǒng)和新能源系統(tǒng)形成用電、供電的關(guān)系，但是光伏電站建設(shè)周期較短（不到半年既可建成），鐵路建設(shè)周期較長（鐵路電氣化改造，跨度3～4年）。因此，鐵路的新能源項(xiàng)目開發(fā)利用應(yīng)注重資源銜接，避免浪費(fèi)。

3.1 一地多用，先行試點(diǎn)示范

電氣化鐵路改造初期，在鐵路沿線選擇較優(yōu)條件的地塊建設(shè)光伏電站。（1）場址地勢開闊，地勢平坦，避免場地平整費(fèi)用，有助于實(shí)現(xiàn)租地治沙發(fā)電綜合利用。將光伏發(fā)電跟荒漠治理結(jié)合，適度抬高光伏電板對地距離，減少沙地水分蒸發(fā)，促進(jìn)植物生長，遏制草場沙化。如果結(jié)合“農(nóng)業(yè)光伏”模式，還可在光伏板下、板間套種沙地經(jīng)濟(jì)型作物，將為鐵路增加更多收入來源，項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)性良好。（2）考慮鐵路目前屬于內(nèi)燃牽引動(dòng)力，而且沿線屬于電網(wǎng)薄弱地區(qū)，電力消納困難，需要優(yōu)先考慮接入高電壓等級(jí)的電力外送通道，減少棄光限光難題，而且集中式光伏發(fā)電技術(shù)成熟，自建送出工程，利用“點(diǎn)對網(wǎng)輸電”模式風(fēng)險(xiǎn)小，增加鐵路新的收益來源。經(jīng)設(shè)計(jì)院方面提供的項(xiàng)目預(yù)可深度測算，在計(jì)入9000畝（1畝≈666.67m2）租地費(fèi)用、治沙費(fèi)用和1座220kV變電站、50km外送線路成本的條件下，光伏項(xiàng)目資本金財(cái)務(wù)內(nèi)部收益率達(dá)到23.34%（超過一般的光伏項(xiàng)目的同類指標(biāo)）。

如果在工程設(shè)計(jì)中，將光伏電站送出工程與鐵路電氣化改造涉及外部電源送電線路“合二為一”，近期解決光伏電站接入電網(wǎng)問題，遠(yuǎn)期還能滿足鐵路外部供電需求，綜合收益將更加顯著。

3.2 以線帶點(diǎn)，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)成型

隨著電氣化鐵路外部供電系統(tǒng)建成，形成一定的輸配電網(wǎng)資源，為分布式光伏電站接入提供了便利條件。此時(shí)，選擇在變電站、牽引站附近建設(shè)小容量光伏電站，無須額外再建送出工程，較小規(guī)模的光伏電站采取“就地接入、就地消納”方式建設(shè)，減少送出線路投資，降低輸電線損，經(jīng)濟(jì)性顯著。

理論上，電氣化鐵路輸配電網(wǎng)220kV線路具有較大輸電容量，能夠承受中小容量光伏發(fā)電送出負(fù)荷。中小容量光伏電站選址貼近變電站，多以中低壓并網(wǎng)，能夠經(jīng)箱式變壓器升壓至鐵路內(nèi)部配電系統(tǒng)就近消納，節(jié)省送出線路。理論和實(shí)踐均表明利用鐵路電力牽引接觸網(wǎng)取電完全可行[3]，同相供電技術(shù)返回電網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)商業(yè)化應(yīng)用。日本京王電鐵公司已成功研發(fā)不通過變電站便直接輸送電力的系統(tǒng)，以最短線路輸送電力，減少損耗。在科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的今天，相信隨著大容量單相逆變器等設(shè)備技術(shù)水平的提高，可以嘗試將中等容量光伏電站發(fā)電負(fù)荷直接接入鐵路電力牽引網(wǎng)送出。在光伏電站建設(shè)中可以取消升壓變電站和送出線路，將進(jìn)一步降低分布式光伏電站投資造價(jià)。另外，如果鐵路沿線建有火電廠或大型變電站，可以以分布式電站形式通過箱式變壓器升壓至周邊變電站或電廠，構(gòu)建風(fēng)光互補(bǔ)、火光互補(bǔ)等電站群，還能夠有效提升電站群送出通道的送出容量，保證電力送出可靠性。

3.3 調(diào)整模式，支撐綜合開發(fā)

一般來說，鐵路沿線具有一定土地資源，鐵路車站周邊及沿線土地蘊(yùn)藏著市場開發(fā)商機(jī)。全國鐵路營業(yè)里程現(xiàn)有11萬公里，蘭新鐵路、青藏鐵路沿線地區(qū)屬于太陽能一類資源地區(qū)，分布著廣闊的荒漠、荒山等用地。鐵路沿線土地綜合開發(fā)政策下發(fā)將近兩年，但至今仍是“雷聲大、雨點(diǎn)小”，實(shí)質(zhì)性進(jìn)展推進(jìn)艱難。除了鐵路自身投資回報(bào)較低以外，還有鐵路沿線土地開發(fā)當(dāng)中存在車站周邊土地歸屬的爭議問題。在車站周邊區(qū)域，地方政府與鐵路存在利益博弈，影響鐵路“以地養(yǎng)路”模式推進(jìn)和落地。

由于我國幅員遼闊，各地社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件不同，鐵路沿線除了具備商業(yè)地產(chǎn)開發(fā)價(jià)值的土地，更多仍是地處偏僻、遠(yuǎn)離車站的土地。這些土地除了供鐵路通行外，土地難以派作他用。如果將鐵路沿線用地、用電、電網(wǎng)接入等優(yōu)勢進(jìn)行疊加，將鐵路沿線光伏項(xiàng)目聯(lián)動(dòng)開發(fā)打造成一種模式，甚至結(jié)合國家“一帶一路”戰(zhàn)略全面推廣，既為鐵路升級(jí)轉(zhuǎn)型開辟新的發(fā)展空間，增加鐵路參與物流市場的競爭力，又為新能源產(chǎn)業(yè)創(chuàng)造新的應(yīng)用領(lǐng)域，還可支持種植、養(yǎng)殖業(yè)等相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，解決煤鋼行業(yè)人員分流問題，意義重大且特殊。

4 總結(jié)與建議

本文以資源整合視角探索鐵路利用新能源促進(jìn)轉(zhuǎn)型發(fā)展策略，豐富“以地養(yǎng)路”的產(chǎn)業(yè)化內(nèi)涵，突破鐵路電力驅(qū)動(dòng)依賴外部電源建設(shè)的既有方式，實(shí)現(xiàn)自身多元發(fā)展：鐵路利用沿線輸配電網(wǎng)設(shè)施建設(shè)升級(jí)，合理設(shè)計(jì)，接入新能源項(xiàng)目，增加發(fā)電收益，降低用電費(fèi)用，為參與物流市場競爭創(chuàng)造優(yōu)勢，完善鐵路多元發(fā)展模式，且對破解鐵路當(dāng)前融資難的困局具有創(chuàng)新示范價(jià)值。建議政府基于創(chuàng)新支持、產(chǎn)業(yè)發(fā)展的綜合考慮，給予鐵路沿線土地開發(fā)先進(jìn)光伏項(xiàng)目的配額支持，服務(wù)鐵路轉(zhuǎn)型發(fā)展。

【1】梁文靜.關(guān)于加快推進(jìn)鐵路運(yùn)輸企業(yè)向現(xiàn)代物流轉(zhuǎn)型發(fā)展的探討[J].軍民兩用技術(shù)與產(chǎn)品，2015(8)∶38.

【2】王士濤.油田投資太陽能光伏電站建設(shè)最經(jīng)濟(jì)[J].中國建設(shè)動(dòng)態(tài)：陽光能源，2009(5)∶17-18.

【3】常趁.高速鐵路供電電源的選擇及應(yīng)急電源方案的分析[J].鐵道勘測與設(shè)計(jì)，2008(4)∶54.

Discussion on Realizing Railway Multi-development Through New Energy

DONG Jun,CHEN Lai-hong,LIU Shuo
(SPIC Logistics Co.Ltd.,Beijing 100021,China)

Aimed at the demands to increase revenue,reduce expenditure and extend industry,we use the comprehensive land development policy along the railway,integrate the substations,transmission lines and other resources formed by railway electrification transformation, carryout industrial resource collaboration by means of new energy business,achieve new profit and reduce electricity cost.In this way new ideas are offered for railway green development and multi-development.

railway;photovoltaic;resource integration;maintain the railway on land exploit

F532.6

A

1007-9467（2016）09-0171-03

2016-09-05

董軍(1972～)，男，湖北咸寧人，經(jīng)濟(jì)師，注冊咨詢工程師，從事物流規(guī)劃、科技管理與研究。