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农村公路推广光储充一体化,能否破解新能源发展的“密码”?

IP属地 北京 编辑:杨凌霄 中国公路 时间:2025-03-20 18:02:09

本文选自杂志2025年第04期

文/电力规划设计总院 王鹏浩 刘世宇 张云帆

在国家“双碳”目标驱动下,交通、能源等行业的绿色低碳转型正在加速推进,公众绿色出行的理念也逐渐加深,我国新能源汽车销量和保有量正在快速提升,县乡市场的新能源车渗透率也在逐年提高。为满足新能源车辆的充电需求,提升新能源车辆用能绿色低碳比例,在农村公路沿线推广光储充一体化系统迎来了前所未有的机遇。

推广光储充一体化的机遇

充电需求快速增长孕育广阔市场

近年来,新能源汽车产业快速发展。自2020年工业和信息化部、农业农村部、商务部三部门联合开展新能源汽车下乡活动以来,4年累计带动销售新能源汽车700多万辆。截至2024年11月,县乡市场的新能源车渗透率提升至28%。随着2025年加力扩围实施大规模设备更新和消费品“以旧换新”政策的实施,“国四”排放标准燃油乘用车也将纳入可申请报废更新补贴,叠加未来新一轮新能源汽车下乡和乡村振兴政策的实施,县乡市场的新能源汽车保有量将进一步提高。

新能源车辆保有量的快速提升伴随着充电需求的快速增长,带动了充电桩等配套补能设施相关产业的发展。光储充一体化作为新能源汽车与可再生能源产业融合发展的切入点,在传统基础设施建设下行的趋势下,其广阔的市场空间得到各类交通与能源投资、建设及运营服务企业的密切关注,已然成为备受瞩目的新兴“赛道”。

基础设施持续优化为其创造应用条件

自2014年习近平总书记对“四好农村路”首次作出重要批示以来,我国具备条件的乡镇和建制村硬化路实现了全覆盖,便捷高效、普惠公平的农村公路网络已经全面构建,有力促进了农村地区新能源车辆普及。

2024年4月,财政部、工业和信息化部、交通运输部三部门联合下发的《关于开展县域充换电设施补短板试点工作的通知》提出“百县千站万桩”试点工程,加快补齐了农村地区公共充换电基础设施短板。与此同时,光储充一体化系统经过多年技术迭代已经较为成熟,多由光伏系统、储能系统、充电设施和控制通讯系统组成,其工作原理是通过光伏发电,所发绿色电力一部分直接用于新能源汽车充电,剩余电能由储能装置存储,光伏和储能共同承担供电、充电任务。光伏、储能和充电设施形成一个微电网,根据负荷需求与公共电网智能互动,可实现并网、离网等多种不同运行模式。

经济社会效益显著加速其推广应用

对新能源车主而言,储充一体化系统可降低用车成本。农村土地价值低,利用闲散土地建设光储充一体化系统,在保证合理收益率的情况下,核算的光伏电价相对较低,即便叠加一定的服务费,车主的充电枪口价格相较于公用充电站的枪口依然较低,综合用车成本比燃油车更低。

对项目投资方而言,盈利空间较大。储充一体化系统可在新能源大发或电价低谷时对储能装置充电,在新能源车用电高峰时由储能装置对其充电,避免了直接大规模使用电网高价电量,降低了项目运营成本,实现峰谷电价差套利。2023年12月,国家发展和改革委员会等部门发布了《关于加强新能源汽车与电网融合互动的实施意见》,为光储充一体化系统开辟了新的技术商业模式。

对地区生态而言,可减少交通碳排放。由于我国能源结构仍然以火电为主,新能源车若直接使用大电网充电,仍将产生一定比例的碳排放。而光储充一体化系统使用的是光伏所发的绿色电能,通过配置一定容量的储能,提高了充电桩绿电自发自用的比例,有助于最大限度降低新能源车辆的碳排放,推动地区交通行业碳排放总量进一步降低。

推广光储充一体化的挑战

农村公路与配网依然薄弱 公路和配网承载压力大

虽然农村公路已步入高质量发展阶段,但是农村内部道路及农村与外部道路的衔接地带仍是建设盲区,农村居民汽车保有量提升,给农村地区带来了停车难、拥堵等交通问题。

农村配网同样面临类似问题,尽管农网改造工程已经实施多年,但部分农村配网台区供电半径大、低压导线线径小、接户线设计标准低,导致农村地区的低压导线长期超负荷运行。随着农村经济的持续发展,家用电器等大功率设备数量快速增长,农村生产生活用电负荷增长迅猛,致使高峰期配网容量缺口长期存在。同时,600千瓦等超快充技术的应用,对大功率充电设施的供电容量要求越来越高,给现有薄弱的农村电网带来更大冲击。

农村自有慢充装分流 光储充一体化系统投资回收期长

光储充一体化需要通过设置合理的购电价格和充电服务费,以获得营业收益,进而覆盖投资成本并使项目盈利。我国东北、中部、西部等地区的农村宅基地空余土地较大,具有一定的停车空间,部分新能源车主选择自建慢充桩,而慢充桩的购电价格按照农村生活电费计算,约为每千瓦时0.5元,普遍比光储充一体化系统的充电价格更经济,能够节约更多用车成本。

同时,光储充一体化系统相较于普通充电站投资成本相对较高,叠加农村自有慢充桩的充电分流等诸多因素,都将影响光储充一体化系统的收益渠道,导致一体化系统投资回收期拉长,收益率不及预期。

运维复杂和标准缺失 一体化系统存在安全隐患

光储充一体化系统是光伏发电、新能源汽车充电、储能装置的多系统融合,需要复杂的一次电气连接和二次控制系统,日常设备检修、缺陷治理等运营维护工作较多,而农村地区位置相对偏远,设备运行环境相对复杂,日常运维频次和条件相对有限,将导致光储充一体化系统设备折旧加速、缺陷频发。同时,光储充一体化系统还存在系统设计、运营维护、设备选型、调度监控等方面的技术标准空白。

推广光储充一体化的发展建议

做好规划衔接与标准体系建设

建议相关主管部门统筹开展农村地区交通与能源发展规划,综合考虑农村公路、土地资源、新能源资源、电网基础等因素,开展农村公路网与能源网融合发展的专项规划,研究提出农村光储充一体化系统布局推广的近中远期方案。同时,系统梳理农村地区光储充一体化系统在系统设计、设备选型、运行维护、调度监控、防火防爆等方面的技术标准体系,有针对性地完善具体技术标准,填补现有行业技术标准空白,确保光储充一体化系统绿色智慧、安全稳定。

随着虚拟电厂、车网互动等技术日渐成熟,电力市场建设日渐完善,应进一步考虑光储充一体化系统与大电网双向输电、与电力市场信息交互、参与电力调度辅助服务等方面的技术标准建设。

依托强国试点开展光储充一体化系统示范

在光照资源丰富、农村配电网基础相对较好、电力交易机制完善、新能源汽车保有量较大而自有车位紧张的农村地区率先试点推广光储充一体化系统,同时为投资项目争取备案、土地、并网、税收、金融等优惠政策,为农村新能源车主提供免费集中停车区、优惠充电等一系列便利条件。依托交通强国建设试点,通过先导示范工程积累系统运营维护、技术迭代的经验,为更多场景、更大范围推广光储充一体化系统创造条件。

加大车网互动等创新技术应用

在农村光储充一体化系统中创新应用车网互动(V2G)技术,实现新能源汽车与大电网灵活互动。系统综合感知车辆充电信息、储能状态信息和电力市场信息,通过优化储能充放电、新能源汽车有序充放电策略,系统在电价低谷充电、电价高峰放电,一方面实现电网电价峰谷差套利,为新能源车主和系统投资主体带来额外收益,另一方面降低光储充一体化系统负荷的峰谷差,帮助优化农村配网的负荷曲线,降低电网运行压力。

将闲置土地作为资产入股等商业模式

考虑光储充一体化系统建设属于重资产、长周期投资,为了缓解前期资金投入压力,可将农村的闲置土地资源作为资产入股项目,让村民委员会或土地所有者参与到光储充一体化系统的投资、建设和运营之中,实现项目与地方的资源整合和利益共享。采用此类商业模式,一方面可以发挥农村闲置土地的价值,降低投资主体的资金规模门槛,提升开发建设的积极性,另一方面可以提高属地化员工比例,有效化解农村地区运维环境复杂、运维成本偏高的问题。

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