解读《交通与能源融合技术发展白皮书》
发布日期：2023/8/27
古往今来，科技进步与产业变革一直是人类社会经济基础、社会形态和多样文明的塑造者和发展先行者。以往的三次工业革命和近现代文明是建立在土地、劳动力、资本、技术等生产要素及其组织基础之上，交通与能源的科技和产业协同进化在人类社会的繁衍发展与文明递进演化过程中发挥了决定性作用。当今，在百年未有之大变局的历史背景下，人类正面临着资源紧缺、气候变化、环境污染等空前挑战，正在发生的科技和产业革命使得以绿色、低碳、可持续发展共识成为可能。其中，利用交通资产能源化、交通用能绿色化实现交通系统“碳中和”的交通与能源融合发展，无疑将在未来人类生存方式的塑造中扮演重要角色。
交通与能源融合是技术融合驱动的模式融合、形态融合和产业融合，是在融合新兴绿色和清洁能源技术基础上，对既有交通技术、模式、体系和资源组织利用方式的系统化、创新性重构。新形势下，交通与能源的融合发展迫切需要包括作用、需求、目标、策略、任务、路径和保障等在内的清晰蓝图，有利于在交通强国、“碳中和”以及国家总体安全目标导向下系统有序地开展科技、产业和应用创新。
《交通与能源融合技术发展白皮书》（简称《白皮书》）在概括交通与能源融合发展作用和需求背景的基础上，提出了交通与能源融合的发展目标和策略，明确了其技术创新的主要任务，草就了面向未来的交通与能源融合技术发展路线图，探讨了交通与能源融合技术和应用发展的保障体系，展示了交通与能源融合发展的典型场景，初步明晰了交通与能源融合发展在政策和标准、技术体系、产业体系、人才体系等方面的努力方向。
《白皮书》是在国家、行业、地方和企业科技创新与应用实践支持下，在深入思考、系统总结和凝聚共识基础上形成的。希望《白皮书》的发布，能起到抛砖引玉、共襄盛举的作用，为参与交通与能源融合技术、产业和应用创新的同仁们在研究、规划、设计、建造、运营和管理等诸方面提供参考指引和借鉴。
交通与能源促进文明进步
一、基础作用
（一）交通和能源是人类社会经济发展的基础驱动力
交通和能源是人类文明进步和发展的基础性保障。交通和能源同为战略性、基础性、全局性行业，和人类社会共生共荣。交通与能源的融合发展水平，是人类社会经济发展模式以及发展水平的集中体现。人类文明的发展史就是交通、能源及其融合的演化和进步史。
（二）交通和能源是人类文明发展历史的断代标志
交通和能源在人类发展历史上一直存在着互相依存、协同演进的共生关系。交通方式及其能源利用模式是人类文明发展阶段的重要标志。在现代社会和后现代社会，交通的发展正在迈向以客货运输为目的、以设施联通为基础、以能源联通为保障、以信息联通为赋能的运输服务网、基础设施网、能源网、信息网“四网”融合阶段。
（三）交通与能源融合是交通科技创新发展的必由之路
交通运输的发展水平是国家和地区经济社会发展水平的重要标志。现代社会经济的发展，需要更安全、更高效、更绿色、更智慧的现代交通运输系统。交通与能源融合是交通向绿色化发展的能源结构转型及其科技创新发展的必由之路。在信息化、智能化赋能/使能下，可实现更高的安全、效率和服务水平，推动交通系统产业转型与升级，推进交通设施与能源设施统筹布局规划建设。
交通系统能源供给与负荷需求
二、形势需求
（一）国家总体安全保障需求
百年未有之大变局态势下，我国交通对化石能源的庞大需求导致我国油气对外依存度居高不下，国家能源安全受到前所未有的挑战。为全面系统深入地贯彻实施交通强国战略和“四个革命、一个合作”能源安全战略，必然要求交通与可再生能源的融合发展，实现具有典型的高动态时空分布特征的交通系统用能的分布式自洽供给，是国家能源安全与总体安全的强有力支撑和保障。
（二）“双碳”目标导向的能源转型需求
交通作为三大能源负荷和高碳排放行业之一，交通能源结构转型是全社会减排和实现“双碳”目标的关键举措。通过全过程设计和全生命周期规划，明确交通减排重点和方向，以交通系统绿色化、交通能源清洁化发展需求为引领，通过绿色交通与可再生能源深度融合，加速我国交通用能从高碳向低零碳方向发展，助力“双碳”目标实现。
（三）社会经济运行的弹性保障需求
社会经济运行弹性依赖交通系统的连通性和通行能力的可靠性，交通系统运行的经济性在很大程度上取决于能源的可及性与高效性。交通能源的全天候持续供给保障，是交通发挥社会经济运行基础作用的前提。交通能源自洽是交通系统免疫于既有能源供给脆弱性的必然选择，也是解决交通智能化发展能源可及性约束的关键所在。
（四）交通高新技术及产业的发展需求
交通和能源都是国家科技成就和产业能力的集大成行业，其发展水平是国家社会经济发展和竞争力水平的重要标志。我国正处于科技创新驱动社会经济发展和产业转型的关键时期，凭古鉴今，新形势下的交通与能源融合必将促进交通和能源相关的新技术、新业态、新产业和新模式的形成与发展。
三、发展目标与策略
（一）战略目标
保障交通运输系统弹性，实现全交通域的连通性，为绿色智慧、安全高效的新型交通体系用能安全构建基础支撑。发展新型综合交通系统，实现运输服务网、基础设施网、能源网、信息网的“四网”一体化融合发展。实现交通系统模式变革，解决绿色交通发展的原生动力和支撑能力问题。强化交通强国科技支撑，全面提升路域新能源开发利用的创新能力。
（二）发展目标
引领交通能源结构转型及弹性提升；摆脱交通智慧化发展的能源可及性困境；保障交通节能减排和绿色化的科技供给；提升交通运输系统安全和服务水平。
（三）发展策略
瞄准“人民满意、保障有力、世界前列”的交通强国目标，推动交通能源结构转型。坚持目标引领、重点突破、协同融合、自主开放，加快交通与能源融合相关技术升级与变革。坚持市场引领、依法推进、注重实效、统筹兼顾，构建交通与能源融合技术健康发展的良好生态。坚持质量第一、创新驱动、效益共享，开展系统化的顶层设计，实现交通与能源一体化规划、设计、建设、管控和运营。
四、主要任务
（一）交通基础设施资产能源化与自洽能源系统构建
实现复杂因素下交通域自然资源禀赋及多类型交通基础设施资产能源化，建立交通多元多态能源交织融合模式、高效变换方法及装备体系。形成交通系统分布式、清洁化、可再生、易补给、近零碳能源供给系统，构建交通自洽能源系统。
（二）交通自洽能源系统构型与优化
确立灵活柔性交通自洽能源系统架构，形成差异化自然禀赋条件下由运输服务网、基础设施网、能源网、信息网“四网”融合一体的交通自洽能源系统网络构型理论与方法。
（三）交通系统用能清洁化与绿色运维技术
持续推动交通载运装备及运维运转装备用能清洁化、动力高效化、结构轻量化，确定交通系统与自洽能源系统协同运维策略，实现交通系统全面绿色、低碳和零碳运维。
（四）交通自洽能源系统配置、优化与稳定性保障
深化交通自洽能源系统的高效运行和稳定性保障，形成交通自洽能源系统电力变换、互联器件等装置装备谱系，实现交通自洽能源系统配置、优化与安全稳定运营保障。
（五）交通自洽能源系统规划、设计与管理
形成交通自洽能源系统一体化规划设计理论与方法，构建交通能源系统基础设施规划和设计技术体系，开发具备多场景适配大模型特征的交通自洽能源系统规划、设计与管理大型软件系统。
产储配用自洽系统
交通系统能源自洽与互济保障
五、发展路线图
交通与能源融合发展可先从区域交通入手，逐步扩大到跨区域交通，最后覆盖整个交通运输领域。交通与能源融合发展的减排目标从区域路网减排，到跨区域协同减排，最终实现全领域排放清洁化。因此，交通与能源融合的发展路线可分为“优先发展”“持续发展”“巩固发展”三个阶段。
六、保障体系
（一）政策体系
完善顶层设计，加强交通与能源融合总体发展战略规划。制定扶持政策，尝试市场化交通与能源融合的运营新模式。吸纳国际经验，构建国际化交通能源融合的合作平台。保持鲜明特色，形成适于我国发展需求的交通能源融合学科体系。
（二）技术体系
加强技术攻关，推动建立负荷侧资源利用技术标准。引领产业升级，持续深化可调节负荷精准控制技术应用。统筹社会资源，深入开展能源数字技术应用和综合能源服务。优化创新体系，逐步突破交通能源融合领域基础性和系统性关键技术。
（三）标准体系
坚持目标导向，全面对接推进交通能源融合发展的目标任务。坚持协调衔接，充分体现人与自然和谐共生的理念。坚持突出重点，在重点领域和关键环节集中发力。坚持创新引领，加快科技创新成果转化为标准的进程。
（四）产业体系
倡导市场需求驱动，深化支撑“源网荷储”互动的市场机制。由博弈策略优化，建立常态化实时需求侧响应激励机制。坚持市场行为约束，逐步健全负荷侧资源辅助服务竞价机制。实现量化目标整合，建立需求侧响应参与清洁能源消纳的交易机制。
（五）人才体系
营造优良环境，培育创新型高水平的交通与能源专业科技人才。逐梦制造强国，打造素质优良的精通交通与能源领域复合型人才。优化人才结构，提高领导队伍国际化创新力和领导力。构建学科生态，助推交通能源融合行业可持续发展。
七、典型场景
针对我国交通与能源融合发展的场景与模式，按照路域自然资源禀赋不同，通常依据主导地位的禀赋和交通负荷配置方案。典型应用方案核心考虑要素包括运输服务网、基础设施网、能源网、信息网特征及“四网”互动条件。典型场景根据主要特征，按照运输方式、电网条件、资源禀赋、地域特点、负荷需求等五个基本维度进行划分。
（一）运输方式
公路交通、水运交通、轨道交通、空中交通、城市交通等不同的交通运输方式是典型场景的重要因素。不同运输方式的碳排放比重差异明显，出行需求、能源结构调整方向、发展任务各有侧重。
（二）电网条件
既有能源网（主要是电网）是交通高质量发展的重要支撑条件，电网条件可分为强电网、弱电网、无电网三类。
（三）资源禀赋
交通运输基础设施所蕴含的风能、太阳能自然资源禀赋，体现着交通系统的自洽能源开发潜力。
（四）地域特征
交通运输基础设施沿线途经的地域特点主要包括气候、地形、地质、土地利用类型、周边设施、经济与人口特征等因素，影响交通自洽能源系统的工程应用。
（五）负荷需求
交通运输系统的负荷需求可分为基础设施负荷与载运装备负荷两大类。基础设施负荷可以按照运输系统中的重要用能节点视作负荷单元，包括围绕基础设施正常服役开展的维养管等用能需求。
八、发展趋势
（一）政策和标准体系建设更加完备
统筹推进交通能源融合领域政策和标准化工作协调衔接，形成部门协同、上下联动、运转高效的政策和标准化工作体系。围绕构建适应高质量交通能源融合发展目标，加强新兴领域技术创新与应用。坚持交通能源融合的系统理念，强化标准实施效果评估与反馈，推动政策和标准实施应用。提升交通能源融合标准国际化水平，进一步深化国际交流与合作，加快推进国际国内标准一体化进程，提高国内外标准一致化程度。
（二）交通与能源融合程度更加深入
优化交通基础设施空间布局，推进交通基础设施与综合能源协调融合，建设集约化、一体化能源自洽交通基础设施。系统性建立与交通基础设施相适配的综合能源微网技术体系，构建支撑交通能源自洽系统的综合能源微网协调互济调控技术方案。加快构建运输结构更加合理、公众出行更加低碳、运载工具更加节能、交通设施更加环保、运输组织更加高效的绿色交通运输体系。
（三）市场化和产业化运作更加顺畅
构建交通能源融合产业共同体，构建健康市场体系，促进行业良性发展，开创互利共赢的全新局面。考虑交通能源融合技术的系统性、稳健性，重视能源安全要素的稳定供给、价格可承受、环境友好方面的有机统一。通过交通工具创新与服务模式变革等技术创新，助力提升出行效率和运输组织效率。
（四）技术与人才供给更有保障
坚持科技是第一生产力、人才是第一资源、创新是第一动力，深入实施科教兴国战略、人才强国战略、创新驱动发展战略。努力开辟发展新领域新赛道，不断塑造发展新动能新优势。坚持教育优先、科技自立自强、人才引领驱动，全面提高交通能源融合人才自主培养质量。
交通与能源融合发展是跨行业、跨领域、跨部门的技术、产业、应用的体系化创新工程，是新形势下构建“安全、便捷、高效、绿色、经济”的现代化综合交通运输体系的现实需求和交通能源结构转型的关键，是通过交通系统“碳中和”支撑实现国家“碳中和”目标的必由之路。
《白皮书》作为交通与能源融合发展方向的重要史志性文献，今后将在相关各界的关注和支持下，在广大同仁的共同努力下，不断更新完善，力争全面反映该领域的阶段性科技创新、应用实践、产业发展和运营管理创新成果，滚动揭示发展方向和重要趋势，在成就展示、实践彰显、共识凝聚、决策支持和发展引领等方面发挥积极作用。
来源： 突破能源联盟
