中國(guó)陸路交通基礎(chǔ)設(shè)施資產(chǎn)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(guó)外研究與應(yīng)用現(xiàn)狀 6
1.3 研究?jī)?nèi)容和技術(shù)路線 10
1.3.1 研究?jī)?nèi)容 10
1.3.2 技術(shù)路線 11
第2章 我國(guó)陸路交通基礎(chǔ)設(shè)施資產(chǎn)能源化潛力概況 12
2.1 我國(guó)現(xiàn)有陸路交通網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)設(shè)施布局狀況 12
2.1.1 我國(guó)公路系統(tǒng)交通基礎(chǔ)設(shè)施布局狀況 12
2.1.2 我國(guó)鐵路系統(tǒng)交通基礎(chǔ)設(shè)施布局狀況 19
2.2 我國(guó)陸路交通基礎(chǔ)設(shè)施所在地區(qū)的風(fēng)、光資源狀況 26
2.2.1 我國(guó)全境整體風(fēng)、光資源分布狀況 26
2.2.2 公路系統(tǒng)交通基礎(chǔ)設(shè)施所在地區(qū)風(fēng)、光資源分布狀況 30
2.2.3 鐵路系統(tǒng)交通基礎(chǔ)設(shè)施所在地區(qū)風(fēng)、光資源分布狀況 32
2.3 我國(guó)陸路交通基礎(chǔ)設(shè)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(chǔ)設(shè)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(chǔ)設(shè)施區(qū)域光資源疊加的聯(lián)合分布 36
第3章 我國(guó)陸路交通系統(tǒng)能耗評(píng)估 42
3.1 我國(guó)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(guó)陸路交通系統(tǒng)能耗情況測(cè)算 52
3.2.1 我國(guó)高速公路系統(tǒng)能耗情況測(cè)算 52
3.2.2 我國(guó)鐵路系統(tǒng)能耗情況測(cè)算 53
第4章 我國(guó)陸路交通基礎(chǔ)設(shè)施資產(chǎn)能源化應(yīng)用潛力評(píng)估 54
4.1 我國(guó)陸路交通基礎(chǔ)設(shè)施擁有的太陽(yáng)能可利用潛力分析 54
4.1.1 通用發(fā)電潛力評(píng)估模型 55
4.1.2 我國(guó)公路系統(tǒng)擁有的太陽(yáng)能可利用潛力評(píng)估 56
4.1.3 我國(guó)鐵路系統(tǒng)擁有的太陽(yáng)能可利用潛力評(píng)估 68
4.2 我國(guó)陸路交通系統(tǒng)年運(yùn)行耗電量估算 81
4.2.1 我國(guó)公路系統(tǒng)年運(yùn)行耗電量估算 81
4.2.2 我國(guó)鐵路系統(tǒng)年運(yùn)行耗電量估算 81
4.3 我國(guó)陸路交通系統(tǒng)用能自洽分析 82
4.3.1 評(píng)價(jià)指標(biāo)體系 82
4.3.2 我國(guó)公路系統(tǒng)道路用能自洽分析 84
4.3.3 我國(guó)鐵路系統(tǒng)能源需求自洽分析 92
第5章 我國(guó)陸路交通基礎(chǔ)設(shè)施資產(chǎn)能源化應(yīng)用新模式 105
5.1 公路交通基礎(chǔ)設(shè)施資產(chǎn)能源化應(yīng)用新模式 105
5.1.1 考慮公路交通基礎(chǔ)設(shè)施做調(diào)整的應(yīng)用新模式 105
5.1.2 考慮公路交通與能源供給協(xié)同演進(jìn)的應(yīng)用新模式 107
5.2 鐵路交通資產(chǎn)能源化應(yīng)用新模式 116
5.2.1 考慮交通做適應(yīng)性調(diào)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(yīng)性調(diào)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(yīng)性調(diào)整的鐵路能源系統(tǒng)演化新模式 122
附錄1 我國(guó)主要高速公路系統(tǒng)潛在太陽(yáng)能發(fā)電可裝機(jī)容量 131
附錄2 我國(guó)高鐵系統(tǒng)潛在太陽(yáng)能發(fā)電可裝機(jī)容量 138
參考文獻(xiàn) 155
圖目錄
圖1.1 我國(guó)交通運(yùn)輸業(yè)能源消耗狀況 2
圖1.2 我國(guó)交通運(yùn)輸業(yè)電能消耗趨勢(shì) 3
圖1.3 太陽(yáng)能電池板自行車(chē)通道 6
圖1.4 法國(guó)太陽(yáng)能道路 7
圖1.5 太陽(yáng)能電池板結(jié)構(gòu)圖 7
圖1.6 美國(guó)太陽(yáng)能道路 8
圖1.7 波蘭太陽(yáng)能自行車(chē)道 8
圖1.8 行駛途中車(chē)輛充電的應(yīng)用模式 9
圖1.9 可充電道路示意圖 9
圖1.10 我國(guó)陸路交通基礎(chǔ)設(shè)施資產(chǎn)能源化評(píng)估內(nèi)容體系 10
圖1.11 陸路交通資產(chǎn)能源化評(píng)估對(duì)象 11
圖1.12 我國(guó)陸路交通系統(tǒng)資產(chǎn)能源化評(píng)估技術(shù)路線 11
圖2.1 京滬高鐵七月光照強(qiáng)度 33
圖2.2 京滬高速公路(G2)沿途服務(wù)區(qū) 36
圖3.1 我國(guó)現(xiàn)有陸路交通系統(tǒng)能耗構(gòu)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(chē)交路途經(jīng)車(chē)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(guó)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(chē)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(chē)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(yáng)能發(fā)電可裝機(jī)容量、道路系統(tǒng)用電組成的結(jié)構(gòu)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(yùn)專(zhuān)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(guó)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(guó)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(yīng)用 105
圖5.2 分布式光伏發(fā)電在公路交通設(shè)施中的應(yīng)用 106
圖5.3 公路交通資產(chǎn)能源化利用的組成架構(gòu) 107
圖5.4 公路交通與能源供給協(xié)同演進(jìn)的應(yīng)用新模式的潛在應(yīng)用場(chǎng)景 108
圖5.5 光資源豐富區(qū)強(qiáng)電網(wǎng)、大負(fù)荷場(chǎng)景下公路交通與能源供給協(xié)同演進(jìn)的應(yīng)用新模式 109
圖5.6 光資源豐富區(qū)強(qiáng)電網(wǎng)、小負(fù)荷場(chǎng)景下公路交通與能源供給協(xié)同演進(jìn)的應(yīng)用新模式 110
圖5.7 光資源豐富區(qū)弱電網(wǎng)、小負(fù)荷場(chǎng)景下公路交通與能源供給協(xié)同演進(jìn)的應(yīng)用新模式 111
圖5.8 光資源豐富區(qū)無(wú)電網(wǎng)、小負(fù)荷場(chǎng)景下公路交通與能源供給協(xié)同演進(jìn)的應(yīng)用新模式 112
圖5.9 光資源一般區(qū)強(qiáng)電網(wǎng)、大負(fù)荷場(chǎng)景下公路交通與能源供給協(xié)同演進(jìn)的應(yīng)用新模式 113
圖5.10 光資源一般區(qū)強(qiáng)電網(wǎng)、小負(fù)荷場(chǎng)景下公路交通與能源供給協(xié)同演進(jìn)應(yīng)用新模式 114
圖5.11 光資源一般區(qū)弱電網(wǎng)、小負(fù)荷場(chǎng)景下公路交通與能源供給協(xié)同演進(jìn)應(yīng)用新模式 115
圖5.12 光資源一般區(qū)無(wú)電網(wǎng)、小負(fù)荷場(chǎng)景下公路交通與能源供給協(xié)同演進(jìn)應(yīng)用新模式 115
圖5.13 鐵路做適應(yīng)性調(diào)整所體現(xiàn)的“源-網(wǎng)-荷”三重屬性示意圖 116
圖5.14 鐵路做適應(yīng)性調(diào)整所體現(xiàn)的網(wǎng)屬性示意圖——沿軌道分布的線性鐵路新能源微網(wǎng)群 119
圖5.15 能源做適應(yīng)性調(diào)整所體現(xiàn)的三合一型牽引變儲(chǔ)能站示意圖 121
圖5.16 能源做適應(yīng)性調(diào)整所體現(xiàn)的共享儲(chǔ)能調(diào)度策略 122
圖5.17 交通、能源共同做適應(yīng)性調(diào)整所體現(xiàn)的“源-網(wǎng)-荷-儲(chǔ)”四重屬性示意圖 122
圖5.18 因地制宜、因網(wǎng)制宜以及因荷制宜的三網(wǎng)合一型鐵路新能源融合網(wǎng)架構(gòu) 123
圖5.19 鐵路能源融合網(wǎng)架構(gòu)圖(一個(gè)目標(biāo)-兩個(gè)視角-四個(gè)維度-八種模式) 124
圖5.20 強(qiáng)電 多負(fù)荷 多光場(chǎng)景的演化新模式 125
圖5.21 強(qiáng)電 少負(fù)荷 多光場(chǎng)景的演化新模式 125
圖5.22 強(qiáng)電 少負(fù)荷 少光場(chǎng)景的演化新模式 126
圖5.23 末端 少負(fù)荷 多光場(chǎng)景的演化新模式 127
圖5.24 無(wú)電 少負(fù)荷 多光場(chǎng)景的演化新模式 127
圖5.25 強(qiáng)電 多負(fù)荷 少光場(chǎng)景的演化新模式 128
圖5.26 末端 少負(fù)荷 少光場(chǎng)景的演化新模式 129
圖5.27 無(wú)電 少負(fù)荷 少光場(chǎng)景的演化新模式 129
表目錄
表1.1 公路系統(tǒng)車(chē)輛年耗電量折算表 4
表2.1 全國(guó)高速公路列表 13
表2.2 全國(guó)國(guó)道(公路)列表 16
表2.3 我國(guó)省道公路里程列表 19
表2.4 我國(guó)高鐵“四縱四橫”客運(yùn)專(zhuān)線列表 20
表2.5 我國(guó)“八縱八橫”客運(yùn)專(zhuān)線列表(“八縱”通道) 23
表2.6 我國(guó)“八縱八橫”客運(yùn)專(zhuān)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(guó)光資源區(qū)域劃分(根據(jù)標(biāo)桿上網(wǎng)電價(jià)劃分) 27
表2.9 我國(guó)風(fēng)資源區(qū)域劃分(根據(jù)標(biāo)桿上網(wǎng)電價(jià)劃分) 27
表2.10 我國(guó)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(guó)國(guó)道的光資源區(qū)域分布 31
表2.13 我國(guó)國(guó)道的風(fēng)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(guó)高鐵所屬光資源區(qū) 33
表2.16 京滬高速公路(G2)沿線服務(wù)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(chē)交路沿途車(chē)站情況 38
表2.21 青藏鐵路格-拉段沿線途經(jīng)站點(diǎn)信息 39
表3.1 高速公路營(yíng)運(yùn)期能源消耗構(gòu)成體系 43
表3.2 隧道照明能耗計(jì)算公式對(duì)照表(單向雙交通) 45
表3.3 隧道照明能耗計(jì)算公式對(duì)照表(雙向雙交通) 45
表3.4 電動(dòng)汽車(chē)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(yíng)運(yùn)期能源消耗構(gòu)成 47
表3.7 典型高鐵站各主要功能房間分類(lèi)及參數(shù) 49
表3.8 典型高鐵站室內(nèi)環(huán)境設(shè)計(jì)參數(shù) 49
表3.9 各功能房間總負(fù)荷情況 49
表3.10 典型日耗電量 50
表3.11 K210/K211次列車(chē)途經(jīng)不同等級(jí)車(chē)站參數(shù) 51
表3.12 青藏鐵路格-拉段沿線不同等級(jí)車(chē)站的參數(shù) 51
表3.13 K210/K211次列車(chē)交路途經(jīng)車(chē)站典型日的耗電量 52
表3.14 青藏鐵路格-拉段沿線途經(jīng)車(chē)站典型日的耗電量 52
表3.15 我國(guó)高速公路典型日均耗電量(部分公路能耗與全國(guó)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(guó)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(yáng)能發(fā)電可裝機(jī)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(yáng)能發(fā)電可裝機(jī)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(guó)高速公路系統(tǒng)在利用方式二下的潛在太陽(yáng)能發(fā)電可裝機(jī)容量 61
表4.5 我國(guó)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(guó)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(guó)國(guó)道系統(tǒng)可用于光伏鋪設(shè)的潛在利用面積 62
表4.8 我國(guó)部分省道系統(tǒng)可用于光伏鋪設(shè)的潛在利用面積 65
表4.9 我國(guó)國(guó)道系統(tǒng)在利用方式一下的潛在太陽(yáng)能發(fā)電可裝機(jī)容量 66
表4.10 我國(guó)國(guó)道系統(tǒng)在利用方式二下的潛在太陽(yáng)能發(fā)電可裝機(jī)容量 66
表4.11 我國(guó)國(guó)