利用新能源實現鐵路多元發展探討

董軍，陳來紅，劉碩

（國家電投集團物流有限責任公司，北京100021）

利用新能源實現鐵路多元發展探討

董軍，陳來紅，劉碩

（國家電投集團物流有限責任公司，北京100021）

針對鐵路轉型發展面臨的增收節支、產業延伸需求，利用鐵路沿線土地綜合開發政策，整合鐵路電氣化改造形成的變電站、輸電線路等資源，利用新能源業務實施產業資源協同，形成新的收益、降低用電費用，為鐵路綠色發展、多元發展提供新思路。

鐵路；光伏；資源整合；以地養路

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

1 背景

近年來，國家在基礎設施方面投入持續增大，路網末端鐵路建設加快，電氣化改造項目逐年增加[1]，配套輸配電網覆蓋范圍不斷擴大，但也面臨著一些挑戰。

1）路網末端的鐵路位置往往偏僻，處于電網末端，現有電力貫通線10kV等級線路及當地電網容量難以提供高質量用電支持，新建高質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，但鐵路外購電價頗高，增加鐵路運營成本，特別是給鐵路發展物流業務增加了成本壓力。

2 鐵路發展新能源的條件

隨著經濟新常態的出現，大宗貨運需求下滑，鐵路將由單一的“以路養路”模式向更加多元的“以地養路”模式發展，增加鐵路新的發展動力。

2.1 “以地養路”政策的支持

2014 年國務院印發《關于支持鐵路建設實施土地綜合開發的意見》，鼓勵鐵路企業依托土地進行綜合開發，鐵路建設由“以路養路、以路建路”向“以地養路、以地建路”的綜合模式轉變。

2.2 鐵路多元發展導致能耗需求增加

鐵路向現代物流轉型發展，勢必需要完善沿線集疏運系統，增加現代物流裝具，所需能源消耗隨之增長。首先，鐵路運輸能源消耗少，環境污染小，完全可以用電驅動火車，有助于節油減排，減少環境污染。長遠來看，光伏發電、風力發電等新能源技術將從根本上解決能源替代問題。事實上，太陽能資源無處不在，光伏發電技術已經非常成熟，當前難點是配額申請、造價控制與發電消納。目前該鐵路用電主要依靠電網輸送，隨著鐵路電氣化改造完成，電氣化機車牽引用電量劇增，在一定程度上為鐵路發展新能源創造了消納條件。更重要的是，“電轉氣”等技術進步今后一定可以解決新能源的出力不穩定、儲能等問題。其次，叉車、分揀等設施“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 鐵路輸變電設施再利用

鐵路電氣化改造投資形成一定的輸配電網設施，其220kV電壓等級輸配電網完全可支撐大規模光伏電站運營，建設標準能夠滿足太陽能電站輸配電要求[2]。光伏電站發電“就地并網、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，如果結合荒漠光伏電站治沙經驗，進行光伏發電用地綜合利用，有望形成治沙、發電雙重收益。

3 鐵路發展新能源的多階段資源協同

鐵路轉型的重點是用科技創新整合鐵路沿線閑置土地、電力線路等資源，構建鐵路與新能源的產業協同模式。盡管鐵路系統和新能源系統形成用電、供電的關系，但是光伏電站建設周期較短（不到半年既可建成），鐵路建設周期較長（鐵路電氣化改造，跨度3～4年）。因此，鐵路的新能源項目開發利用應注重資源銜接，避免浪費。

3.1 一地多用，先行試點示范

電氣化鐵路改造初期，在鐵路沿線選擇較優條件的地塊建設光伏電站。（1）場址地勢開闊，地勢平坦，避免場地平整費用，有助于實現租地治沙發電綜合利用。將光伏發電跟荒漠治理結合，適度抬高光伏電板對地距離，減少沙地水分蒸發，促進植物生長，遏制草場沙化。如果結合“農業光伏”模式，還可在光伏板下、板間套種沙地經濟型作物，將為鐵路增加更多收入來源，項目經濟性良好。（2）考慮鐵路目前屬于內燃牽引動力，而且沿線屬于電網薄弱地區，電力消納困難，需要優先考慮接入高電壓等級的電力外送通道，減少棄光限光難題，而且集中式光伏發電技術成熟，自建送出工程，利用“點對網輸電”模式風險小，增加鐵路新的收益來源。經設計院方面提供的項目預可深度測算，在計入9000畝（1畝≈666.67m2）租地費用、治沙費用和1座220kV變電站、50km外送線路成本的條件下，光伏項目資本金財務內部收益率達到23.34%（超過一般的光伏項目的同類指標）。

如果在工程設計中，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問題，遠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，促進產業成型

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

理論上，電氣化鐵路輸配電網220kV線路具有較大輸電容量，能夠承受中小容量光伏發電送出負荷。中小容量光伏電站選址貼近變電站，多以中低壓并網，能夠經箱式變壓器升壓至鐵路內部配電系統就近消納，節省送出線路。理論和實踐均表明利用鐵路電力牽引接觸網取電完全可行[3]，同相供電技術返回電網技術已經商業化應用。日本京王電鐵公司已成功研發不通過變電站便直接輸送電力的系統，以最短線路輸送電力，減少損耗。在科學技術飛速發展的今天，相信隨著大容量單相逆變器等設備技術水平的提高，可以嘗試將中等容量光伏電站發電負荷直接接入鐵路電力牽引網送出。在光伏電站建設中可以取消升壓變電站和送出線路，將進一步降低分布式光伏電站投資造價。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，構建風光互補、火光互補等電站群，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 調整模式，支撐綜合開發

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藏著市場開發商機。全國鐵路營業里程現有11萬公里，蘭新鐵路、青藏鐵路沿線地區屬于太陽能一類資源地區，分布著廣闊的荒漠、荒山等用地。鐵路沿線土地綜合開發政策下發將近兩年，但至今仍是“雷聲大、雨點小”，實質性進展推進艱難。除了鐵路自身投資回報較低以外，還有鐵路沿線土地開發當中存在車站周邊土地歸屬的爭議問題。在車站周邊區域，地方政府與鐵路存在利益博弈，影響鐵路“以地養路”模式推進和落地。

由于我國幅員遼闊，各地社會經濟條件不同，鐵路沿線除了具備商業地產開發價值的土地，更多仍是地處偏僻、遠離車站的土地。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、電網接入等優勢進行疊加，將鐵路沿線光伏項目聯動開發打造成一種模式，甚至結合國家“一帶一路”戰略全面推廣，既為鐵路升級轉型開辟新的發展空間，增加鐵路參與物流市場的競爭力，又為新能源產業創造新的應用領域，還可支持種植、養殖業等相關產業的發展，解決煤鋼行業人員分流問題，意義重大且特殊。

4 總結與建議

本文以資源整合視角探索鐵路利用新能源促進轉型發展策略，豐富“以地養路”的產業化內涵，突破鐵路電力驅動依賴外部電源建設的既有方式，實現自身多元發展：鐵路利用沿線輸配電網設施建設升級，合理設計，接入新能源項目，增加發電收益，降低用電費用，為參與物流市場競爭創造優勢，完善鐵路多元發展模式，且對破解鐵路當前融資難的困局具有創新示范價值。建議政府基于創新支持、產業發展的綜合考慮，給予鐵路沿線土地開發先進光伏項目的配額支持，服務鐵路轉型發展。

【1】梁文靜.關于加快推進鐵路運輸企業向現代物流轉型發展的探討[J].軍民兩用技術與產品，2015(8)∶38.

【2】王士濤.油田投資太陽能光伏電站建設最經濟[J].中國建設動態：陽光能源，2009(5)∶17-18.

【3】常趁.高速鐵路供電電源的選擇及應急電源方案的分析[J].鐵道勘測與設計，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，經濟師，注冊咨詢工程師，從事物流規劃、科技管理與研究。