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近零碳服务区具有研究发展潜能——以青银高速公路济南东服务区创新探索为样本

2022-08-08 来源:中国交通报 作者:赵芳敏 芮睿 彭令发

高速公路是交通运输行业节能减排的重点领域,服务区是高速公路节能减排的重要节点。新时代背景下,高速公路服务区承载了旅游、休闲、服务等多种业态和功能,成为展示地区社会、经济、文化高质量发展的重要窗口。推进高速公路服务区低碳、近零碳建设与改造,对于推进公路碳减排具有重要现实意义。本文以青银高速公路济南东服务区近零碳功能改造实践为样本,对推广实施近零碳公路服务区的价值、可行性、面临的难题等进行了具体分析,并从行业层面提出了政策建议。

选择条件成熟的服务区建设近零碳示范区

我国非常重视高速公路近零碳服务区发展,国务院印发的《“十四五”现代综合交通运输体系发展规划》,提出选择条件成熟的公路服务区、交通枢纽场站等区域,建设近零碳交通示范区。

交通运输部发布的《绿色交通“十四五”发展规划》《公路“十四五”发展规划》《“十四五”公路养护管理发展纲要》,以及天津市、内蒙古自治区、江苏省、江西省、山东省、广西壮族自治区、四川省发布的“十四五”交通发展规划、绿色交通实施方案等政策文件均对公路低碳建设提出了相关指导和要求。

截至2021年年末,我国高速公路里程达到16.91万公里,其中国家高速公路里程11.7万公里,已建成高速公路服务区3300多对。高速公路服务区昼夜运转,照明、暖通空调以及各种设备运行产生相当数量的碳排放,推进服务区低碳、近零碳建设与改造,对公路碳减排有非常重要的意义。青银高速公路济南东服务区率先进行了近零碳试点,对高速公路近零碳服务区探索实践有重要参考价值。

四大系统支撑济南东服务区近零碳功能

济南东服务区位于青银高速公路山东境内段K315公里处,2019年7月正式运营,分为南、北两区,占地300亩,综合楼建筑面积6500余平方米,日均接待车辆6000余辆次、司乘人员2万余人次。2022年7月,济南东服务区完成近零碳服务区建设并投入运营,经核算,每年可减少碳排放量约3400吨。该服务区重点建设了可再生能源利用系统、近零碳智慧管控系统、污废资源化处理系统、林业碳汇提升系统。

可再生能源利用系统实现100%“绿电”供应。充分利用高速公路边坡、停车场和屋顶等区域,建成了总装机容量3.2兆瓦的光伏电站,配套3.2兆瓦时储能设备,装机容量和储能规模位居目前全国同类服务区建设项目首位。实现了日均发电量10000千瓦时以上,远超日均用电量6000千瓦时。

能源智慧管控系统实现能源实时监测管控。研发了全国首个具有自主知识产权的服务区能源智慧管控系统,涵盖了光伏、储能、微网、照明、暖通空调和污水处理等所有间接碳排放源数据互通和集中管理;创新了能源的可视化监管和智慧化管控方法,对整体能源流动进行实时监测、分析和智慧管控,确保服务区内用户的舒适感及服务区碳目标的稳定实现。

污废资源化处理系统实现中水100%回收利用。研发了污水处理设备,涵盖污水处理水质闭环控制系统、地埋式生物处理系统、水质应急系统模块,应用了水量、水质应急处理工艺技术,解决了服务区用水高峰低谷波动大、污水温室气体逸散大等难题。

林业碳汇提升系统实现生态价值转化。竹林及景观绿化提升面积约1.9万平方米,使服务区绿化覆盖率达到33%以上。通过科学管护、合理经营,最大限度提高竹林及绿化林业生长量,增强其固碳能力、生态功能。

近零碳服务区试点具有多重参考价值

济南东服务区探索了近零碳排放的案例,通过利用服务区内部的小车位车棚、建筑屋顶和高速公路边坡等位置,构建分布式太阳能光伏发电等可再生能源系统,支撑服务区100%的绿电供应。《国务院关于促进光伏产业健康发展的若干意见》鼓励各类电力用户按照“自发自用,余量上网,电网调节”的方式建设分布式光伏发电系统,支持在建筑和构筑物等推广小型分布式光伏发电系统。该近零碳服务区试点集约利用已有交通运输建设用地,不占用新的土地资源,打造了光伏产业新的应用场景,符合我国产业政策,后续推广过程中可与电网企业进行协调,确保将服务区光伏发电余量及时并网。

技术价值。本案例提供了近零碳服务区建设的技术路径和实施案例,即通过围绕提升能源使用效率、100%可再生能源利用、林业碳汇抵消和能源智慧管理四大核心模块,规划近零碳目标路径,实现服务区运营阶段近零碳排放:一是加强服务区建筑节能设计,充分利用自然通风、自然采光和太阳辐射能等各种被动式节能措施,与建筑维护结构高效节能技术相结合,充分运用节能技术及装备,构建低能耗、低排放建筑。二是充分利用服务区建筑屋顶、边坡等空间资源,建立了以太阳能光伏为主,结合储能、交直流微网、室外微光照明等技术,构建了100%可再生能源“绿电”供应系统。后续推广过程中在利用太阳能的基础上,可因地制宜利用风能、地源热泵、氢能等可再生能源,共同建立服务区绿色能源供应体系。三是建设服务区碳汇系统,优化服务区植物配置,选用碳汇能力强、低维护的乡土植物,构建乔冠草结合的植被群落,提升植物区绿地固碳能力。后续推广过程中,建议结合室内绿化技术,提高服务区室内环境景观、环境质量的同时,进一步提高服务区碳汇建设能力。四是数字与科技赋能,构建近零碳智慧管理系统,对服务区内的光伏、储能、充电桩、照明、空调、污水处理等各种设备模块,进行精细化管理和智能运维,对服务区能耗和碳排放实现可视化动态监测与管控。

经济价值。近零碳服务区能否进行推广,取决于其经济可持续性。济南东服务区近零碳功能改造一次性投资4000万元,投资规模大,后续主要通过四方面取得经济收益。一是近零碳服务区建成后,通过自身光伏发电和储能系统能够满足服务区自身用电需求,可为服务区自运营节约大量电费成本。二是服务区光伏发电量大于自身需求量,在优先自用的基础上,剩余电量接入电网,电网根据市场电费价格对接入的电量进行付费,产生经济效益。三是服务区内建设充电设施,为新能源汽车进行充电,收取充电费用,产生经济效益。四是济南东服务区前期进行了近零碳智慧管控系和服务区污水应急处理系统研发,研究成本较高,后期形成产品,通过技术转让为其他低碳、近零碳服务区使用,不仅可获取经济效益,而且可以降低其他低碳、近零碳服务区的经济投入。

济南东近零碳服务区作为示范项目为山东高速集团全额投资建设,为该类项目经济可行性摸清了路径,后期还可通过鼓励专业化能源服务公司与服务区合作,投资建设和经营管理为用户供电的光伏发电及相关设施。根据新能源发电成本变化等因素,合理调整上网电价、新能源汽车充电电价和发电补贴标准。积极向各级地方政府争取财政资金支持。

多目标协同价值。济南东服务区在实现近零碳排放的同时,还注重资源集约节约回收利用和环境治理。一是应用海绵城市“渗、滞、蓄、净、用、排”的设计理念,并兼顾文化景观,在场区内合理布局下沉绿地、透水铺装、雨水花园、雨水存蓄模块等设施,设计上融入“泉水文化”主题,实现雨水收集和循环利用,成为山东省内首个海绵服务区。二是采用能耗低、运维简便的低碳型污水处理装置,将服务区卫生间、厨房、住宿等产生的生活污水处理达标后,用于绿化浇灌、冲洗厕所等,实现100%回用。三是将服务区垃圾进行分类收集,提升垃圾处理与回收再利用效率,通过小型固废处理装置,实现餐厨、生活垃圾等固体废弃物就地降解及资源化处理。

此外,济南东服务区还在地区文化传播、司机人文关怀和地区商品推广等方面同步进行了设计和考虑,成为展示济南地区发展的新窗口,实现了社会、经济和环境多目标协同发展,对全国低碳、近零碳服务区发展有较高的参考价值。

管理价值。山东高速集团作为全国交通基础设施领域标杆企业,充分发挥国有企业引领示范作用,牵头建设济南东近零碳服务区,主动担负减少碳排放的责任。一是统筹利用多方资源,依靠科技创新,根据项目特点,开展了多角度、全方位、深层次的科学论证和规划,通过碳核查、路径规划、可行性研究、施工图设计、碳审核等工作,从摸清排放家底、创新技术减排、自身碳汇抵消三个层面谋划了针对性强的近零碳服务区实施路径和建设方案。二是制定了规划、可研、设计、施工、运营、认证工作全方位推进机制,明确各方责任,定期组织工作调度会,对建设进度进行整体把握、确保参与单位分工明确、密切配合,资金、人才、技术充分到位,实现项目顺利高效推进。三是济南东服务区将近零碳目标纳入整个运营管理过程;完善碳排放管理制度,明确管理目标、管理职责和管理流程。实施数字化、智能化管理、实现服务区智慧化近零碳管控;对服务区管理人员进行培训,提高员工“双碳”意识和低碳行为的自觉性;打造“双碳”理念宣传教育基地,将服务区作为近零碳理念的宣传窗口。

济南东近零碳服务区在打造过程中,建立了项目推进的高效管理机制和近零碳服务区长效管理机制,对我国其他低碳、近零碳服务区建设均有较好参考价值。

建议进一步加强政策指导和市场引导

目前,我国近零碳服务区处于探索阶段,总体存在以下问题:一是发展定位、目标和路径不够明确;二是相关技术标准规范有待完善;三是缺乏专项资金支持。

为推动我国近零碳服务区的发展,建议开展以下工作。

研究出台促进公路近零碳服务区发展指导意见。对公路近零碳服务区在公路碳减排中的定位作用、配套设施建设和保障政策等开展深入研究,明确总体发展思路、目标和路径,出台新能源上网电价、税收、金融信贷等优惠配套政策,引导我国公路近零碳服务区健康有序发展。

加快制定公路近零碳服务区相关标准。开展公路近零碳服务区建设关键技术研究,支持引导高速公路近零碳服务区建设运营评价标准基础研究,从企标、团标入手,逐步上升到行业标准,促进高速公路近零碳服务区高质量发展。

加大资金支持力度。协调有关部门通过以奖代补、专项补贴、运营补贴等形式支持近零碳服务区建设。对成功创建为国家绿色低碳示范园区、获得近零碳认证的公路服务区,给予一次性政策奖励。

开展公路近零碳服务区商业模式试点。探索近零碳服务区商业模式行为,探索近零碳服务区投资、补贴、融资等资金渠道,探索商业运行模式,进一步探索近零碳服务区市场化行为,提前做好规划、提升运行安全和稳定水平,为后续推广和高质量服务做好前期研究。

加强碳信用参与程度。有关部门将公路服务区除自用之外的光伏发电纳入碳配额体系中,形成相关机制,进一步推动近零碳服务区建设的积极性。

(作者单位:交通运输部环境保护中心)

编辑:翟慧

审核:孙英利