以期为行业发展提供参考

随着“双碳”战略的深入推进，各行业在能源结构上的低碳、绿色转型发展形成共识，高速公路行业通过路域光伏建设，进一步盘活闲置屋顶、边坡等土地及空间要素资源，逐步推动了高速公路光伏产业发展格局，一方面促进路企在路衍经济方向上快速形成突破，另一方面，解决了目前光伏建设用地资源匮乏等问题，从规模体量上实现了跨越跨界融合的新范例。然而，当前这种新兴的产业模式，基于试点实践复盘，也面临着一些隐性的问题和挑战。综上所述，本文针对高速公路路域光伏开发及信息化应用进行了系统的梳理分析，以期为行业发展提供参考。

高速公路光伏建设现状

目前，光伏建设主要涉及分布式光伏和集中式光伏，考虑高速公路属性下闲置空间/土地类型、属性以及面积等因素，本文以分布式光伏为主，对高速公路光伏建设及信息化应用进行系统分析。

（一） 建设历程

高速公路光伏建设始于 20 世纪末，早期受技术和经济限制发展缓慢，主要用于小规模电力需求。2000 年初，技术进步和成本降低推动其在高速公路领域的应用，如绕城高速路灯照明及道路监控系统供电。近年来，在政策引导下，随光伏组件成本降低及稳定性的提升，高速公路分布式光伏建设得到更广泛关注和推广，光伏电力系统在高速公路领域的应用已经延伸至服务区、收费站屋顶、边坡及闲置土地等，不仅保障了高速公路运营维护的电力供应，也为日常办公和隧道照明等设施提供了可靠的电力支持。

未来，光伏发电系统将成为推动高速公路信息化可持续发展和智能化升级的有效途径。一是结合先进储能技术，为高速公路路域新能源汽车充电桩提供稳定、高效的能源支持；二是与高速公路景观进行融合，打造出具有区域或民族特色的景观视觉效果，提升高速公路的整体形象；三是利用光伏设施进行植被修复或生态修复工作，改善高速公路路域环境生态。

图1高速公路光伏建设历程

（二）政策导向

目前，我国针对高速公路光伏建设出台了多项政策，鼓励在交通枢纽及公路、铁路等沿线合理开发光伏发电项目，为促进可再生能源的利用，减少对传统能源的依赖，并推动交通信息化建设的可持续发展。相关政策要求光伏发电项目在高速公路上进行合理的布局，在节约光伏利用空间的情况下保障光伏发电为交通信息化提供安全、稳定、可靠的电力支持。

1.国家政策

国家层面，国务院及各部委指出政府要促进光伏与交通领域的融合发展，推进绿色低碳交通基础设施建设，重点在高速公路、港口码头等地建设分布式新能源项目，形成示范及推广应用。

图2国家层面高速公路光伏建设政策

2. 地方政策

地方层面，通过出台一系列政策为引导，试点推进“零碳”高速公路服务区，各地方政府纷纷响应，支持鼓励企业在服务区、停车场、加油站等区域实施节能技术改造，布局光伏发电及储能设施。

图3地方层面高速公路光伏建设政策

3.建设成果

2011年，意大利建成了世界上首条使用光伏发电的高速公路。相比而言，国内建设较晚，但高速公路路域光伏建设近年来在政策驱动下，在不同省份取得了阶段性成果；其中，从体量和标准上来看，山东省已处于领先的地位，2023年11月，山东省市场监督管理局公布的《山东省高水平标准化基础项目表2022》中山东高速集团制定了地方标准《高速公路边坡光伏发电工程技术规范》（DB37/T 4516-2022）。其大规模的高速公路光伏建设不仅提升了高速公路的绿色能源供应，更在技术应用与创新方面为其他省份提供了宝贵的经验。

从技术研发与创新能力上来看，国内的其他省份在新型光伏材料与技术方面的研发取得了显著进展，大幅提升了光伏组件的发电效率。如江苏省2022年组件产量达到127.58GW，占全国产量的44.1%，且新型光伏组件发电效率已经达到了25%以上，广泛运用于高速公路光伏建设，保证了交通智能信息化建设能源供应的安全、稳定、高效。

图4高速公路光伏建设成果

高速公路光伏建设特征

（一） 安装位置

基于路域环境的特殊属性，在高速公路光伏建设中，由于安装位置不同而造成的建设差异具体如下。

图5各安装位置的建设差异

（1）闲置土地及互通圈

高速公路闲置土地及互通圈在选择用地时，必须遵守土地合规性规定，确保不侵占基本农田。在建设过程中，应根据当地光照情况，选择最佳倾角并朝向南侧进行光伏组件安装。

（2）服务区、收费站屋顶及车棚

屋顶光伏发电系统的建设受屋顶类型的影响，根据屋顶类型，支架的安装方式有一定差异，具体如下。

图6彩钢瓦屋顶类型及支架安装方式

琉璃瓦屋顶光伏支架的固定装置无法直接打孔，须安装在琉璃瓦下方的支撑上。但个别企业琉璃瓦下方存在防水隔热层，须在安装好固定装置后将琉璃瓦修复。

图7琉璃瓦屋顶光伏安装效果图

（3）隧道口、边坡

需从电网接入入手，根据接入方案对高速公路隧道口、边坡光伏建设进行规划。隧道口的棚洞上安装光伏可有效解决高速公路隧道“黑白洞效应”，进一步提高车辆行驶安全性。设备选型方面，宜选用大跨度柔性支架以及低反光无眩光、具有自清洁功能的轻质柔性组件。

图8柔性组件选型优势

（二）核心技术及设备

从核心技术角度来看，主要包括：光伏组件选型、系统设计、并网技术、储能技术、智能监控技术等。从核心设备来看，主要包括：光伏组件、汇流箱、逆变器、线缆、变压器、监控系统等，光伏发电“自发自用、余电上网”模式的建设图如下。

图9光伏发电系统建设图

（1）光伏组件

利用半导体光生伏特效应，实现能源转换（太阳能转换为电能）。晶澳、隆基和晶科能源等为市场上主流的光伏组件品牌。

（2）汇流箱

将组件产生的直流电通过并联方式汇集后输入到逆变器进行交流转变。汇流箱在整个发电系统中起汇集、分流、保护电流，并监测和测试电流以及环境温度和湿度等作用。主流的品牌有：阿特斯、阳光电源、施耐德、科士达等。

（3）逆变器

具备相关的电流检测保护功能，将汇流箱输入的直流电转换为交流电输送到本地负载或电网。在高速公路光伏建设模式中，为契合高速公路机电维护等相关工作，逆变器采用组串式逆变器，发挥其体积小、结构简单、维护方便等优势。市场上主流的逆变器品牌有：华为、阳光电源、Curywat等系列产品生产制造商。

（4）监控数据采集系统

监控数据采集系统为目前光伏智能运维系统的一部分，主要作用是采集光伏组件的发电参数以及发出故障报警信息，通过计算机或云平台监控和管理逆变器运行状态。目前国内主要有阳光新能源开发股份有限公司、深圳市英威腾电气股份有限公司等光伏智能运维服务供应商。

（5）变压器

变压器是用以改变交流电压或电流幅度的电力设备。在光伏发电系统中，变压器通过升降压功能，实现光伏电站电能的输送、配电和电网接入等功能。在建设前期需考察变压器额定容量，一般光伏总装机容量不得超过变压器总额定容量的80%。市场上主流的变压器品牌包括：西门子、施耐德、特变电工等。

（三） 开发流程

高速公路光伏建设开发流程涵盖了从前期考察到并网验收的全过程，包括运营企业考察、现场实地踏勘、资料收集、技术方案测算、项目备案与报装以及项目施工与并网验收。这一系统性工作确保了光伏建设的可行性和经济效益，为高速公路提供绿色、稳定的电力支持，推动能源转型及信息化建设可持续发展。

图10高速公路光伏项目开发流程

（四） 投资成本分析

光伏电站的投资成本分析可为投资人决策做基础，降低投资风险，提高投资收益，其具体投资成本明细如下。

图11投资成本费用类型

根据目前光伏建设市场分析，可根据光伏支架的类型将成本价格分为3类，分别为“平单轴、固定可调、固定式”，具体建设成本明细（参考）如下。

图12建设成本明细

（五） 收益测算

光伏项目收益率测算首先应进行装机容量测算，再通过Meteonorm软件进行光照小时数查询，最后通过查询企业连续12个月的电费单明细，得出光伏电力自发自用比例，最后测算项目的收益率，具体流程如下图。

图13收益测算流程

（1）装机容量测算

经过现场实地踏勘后，通过卫星地图软件以及无人机航拍情况，得出现场的理论可利用面积。后续设计院根据用户方提供的图纸（电气、建筑等），基于理论装机容量，结合实际计算实际装机容量大小。

（2）光照小时数测算

明确项目所在地位置（经纬度），根据Meteonorm软件数据查询年均水平面总辐射量、日照小时数。如下图为全年辐照数据，右图为月平均日照小时数。

图14光照小时数测算

（3）发电量测算

光伏电站发电量须根据系统装机容量、标准光照小时数和系统转换效率等计算得出，计算公式如下。

据产业相关规定，组件的首年衰减在2%以下，此后每年不超过1%，25年内衰减在20%以下。因此，根据组件第一年衰减为1%，之后历年衰减值取0.6%，预估25年逐年发电量的计算公式如下。

（4）自发自用比例测算

根据企业连续12月的用电明细（一般查询电费单）、光伏系统装机容量、光伏系统综合效率计算出企业的综合电价与自发自用比例。

图15综合电价与电网公司电价区别

（5）收益率测算

结合总装机容量、Meteonorm软件数据查询的总光照小时数、自发自用比例以及工商业电价（电网公司电价）确定给予业主的电价折扣，最终将其数据填入各自企业的收益率测算模板中得出项目的内部总投资收益率。

（六）建设模式

高速公路光伏项目的建设模式主要有企业自主建设与引进投资方两种模式，这两种模式在考虑因素上各有侧重，具体情况如下。

图16建设模式

通过对引进投资方中的三种合作方式的分析，“收取租金”仅适合用电量小的高速公路运营企业；另两种合作方式则不限于企业用电量大小，重点在于对租金和电费折扣之间的权衡对比，且优先选用“自发自用，余电上网”的用电模式。以上合作模式中涉及的租金由合作双方进行协商规定，电费折扣须由投资方根据当地脱硫煤电价及企业电费单进行测算制定。

图17我国各省最新脱硫煤电价参考图

几点问题诌议

（一） 开发建设合规性问题

高速公路光伏建设在推动企业能源转型及助力交通信息化建设的同时，在实际应用中，也存在一些建设合规性问题需进一步探讨和分析。

1.土地合规性

（1）光伏用地合规

目前，光伏建设用地的合规性政策不断演变，对投资人的决策产生了直接的影响，这一政策变化不仅仅是法规的调整，更重要的是市场趋势的指引，为投资人提供了明确的方向和决策依据。

图18光伏用地合规政策演变过程

通过以上政策演变可以看出，在高速公路互通圈、边坡等闲置土地上建设分布式光伏仅需要申请光伏发电站用地指标，并且在建设过程中光伏方阵用地可以租赁方式获取，但不能涉及基本农田。

（2）高速公路建设用地合规

高速公路建设用地合规包括：土地使用权属合规、土地利用规划合规、土地征收程序合规、土地环保合规、土地安全合规等。国家自然资源部门和农业农村部门要求禁止占用基本农田，如果必须占用基本农田，按照法定程序，需经国务院批准后进行补偿、补划。

虽然光伏项目大多利用高速公路红线范围内的边坡、服务区、收费站等建设用地，但对于坡道立交区域、隧道口上方的山坡、弃土场等地的用地性质可能更为复杂，确保这些场景的用地合规尤为重要。

2.建筑合规性

投资方获取屋顶光伏经营权的方式一般有两种，包括租赁业主屋顶或无偿使用模式。然而，租赁合同期限超过20年的部分存在无效的风险，且可能存在因建设工程规划许可证瑕疵致使合同无效的情形。因此，投资方需关注服务区、收费站等屋顶光伏的建筑物产权合规风险。

3.运营时间

高速公路的运营期通常为20—30年，而光伏项目建成后运营期约为25年左右，对于已经进入运营期的高速公路项目，投资人应重点注意运营期的匹配问题，以避免未来的履约风险。

4.项目备案

高速公路光伏建设应具备合法的建设手续，包括但不限于项目备案、规划许可证、施工许可证等。现在多数项目备案都是通过各省的“投资项目在线审批监管平台”进行线上办理，就多个地址开发的分布式光伏项目是否能够并轨进行整体备案的问题，目前尚未给出明确方案。在实际的光伏项目备案过程中，各个地区备案流程有所差异，投资人可根据当地分布式光伏的管理规定，按具体要求进行办理。

5.标准问题

高速公路光伏建设的环境条件较为复杂（交通流量、车速、气候条件以及对道路安全的要求等），使得光伏建设总体标准用于高速公路光伏建设可能会出现一些不适用的情况。此外，我国在高速公路光伏建设方面的标准制定还不够完善，如四川省路桥建设集团制定的《四川高速公路分布式光伏设计准则》、山东省市场监督管理局发布的《高速公路边坡发电工程技术规范》及江苏交通控股有限公司印发的《高速公路光伏发电技术规范》等，这将导致部分地区无标准可依。因此，投资人应大量考察现有标准，明确标准的可行性，确保高速公路光伏建设的质量和安全。

（二）侵权问题

1.交通事故

（1）组件撞击

在高速公路交通事故时，事故车辆可能会撞击到边坡或隔离带的光伏组件，从而产生二次伤害，那么高速公路的运营主体可能会面临是否有过错以及是否需要承担责任的询问。此外，交通事故的责任方如何赔偿光伏设备损毁的损失，损失的范围和金额如何计算，都将成为潜在的法律问题。

（2）组件反光

在高速公路光伏建设项目中，高速公路运营主体应考虑并解决光伏组件的反光对行车安全的影响，若因组件反光造成安全事故，法律责任将根据实际情况进行判断。因此，投资人应做出合理的预防措施，确保行车安全。

（3）滑坡与组件脱落

在某些情况下，如因边坡光伏的建设造成的滑坡、组件的垮塌或脱落造成交通事故，责任如何划分，是否可以因不可抗力免责，以及如何举证等问题，也需要得到妥善的法律解答。

2.隐患问题

（1）储能系统漏液

对于高速公路运营主体，由于储能设备中含有大量电解液和金属氧化物电极材料，发生漏液时，这些化学物质进入土壤或地下水源，会对生态系统及路域居民健康造成负面影响，降低运营企业高速公路的环评、水评等评估结果，给企业带来声誉和经济损失。

（2）雷击风险

高速公路光伏系统中的电气设备和电缆如果没有采取适当的避雷措施，可能遭受雷击，导致设备损坏或系统故障。且电缆敷设如果不合理货收到损坏，可能导致电缆外漏，增加触电风险。

（3）盗窃和破坏

光伏系统中的组件、电缆和其他电力设备若因管理不当造成大面积失窃或破坏，将给运营主体带来巨额的经济损失。

随着光伏和交通信息化领域的深入融合，类似问题可能会逐渐产生。对于光伏项目的投资开发主体而言，可考虑在施工和运维合同中设定相应的追偿或索赔条款，通过保险购买来分担风险，履行安全警示告知职责，强化应急安全管理措施，以此降低运营及经济损失风险。

（三） 生态环境问题

在高速公路的闲置土地上建设光伏系统，需重点考虑对生态环境所造成的负面影响，通过科学规划和管理、生态补偿和修复等措施促进清洁能源发展。光伏建设对生态环境产生的影响需从多个角度进行考虑。具体有以下几点：

（1）土地资源：光伏列阵的排布需要大量的土地，在一定程度上会对当地的土地利用产生不良影响，很大可能会涉及农业用地和自然生态环境的保护问题。

（2）水资源：光伏电站在工作过程中需要一定量的水资源，如太阳能光伏板表面积累的灰尘需定期清洗，会对当地的水资源造成一定的影响。

（3）植被破坏：光伏电站建设过程中，有时需要砍伐或迁移原有的植被，使得该地区植被结构和生态系统发生改变。

（4）野生动物：光伏建设区域的划分可能会对当地野生动物栖息和迁徙环境造成一定干扰，严重的可能会导致生态环境失衡和生物多样性丧失。

（5）垃圾排放：废弃的光伏组件及储能电池若未采取有效的回收利用措施，可能会对当地土壤或水资源造成一定的污染。

针对以上光伏发电系统对生态环境的各种影响，高速公路运营主体必须充分认识后果的严重性，并采取有效措施减轻对环境的不良影响。如设置生态走廊保护野生动物的迁徙；对必须砍伐的树木，施工前进行移植，减少破坏原生植被的现象；实施生态补偿措施（种植树木、恢复湿地等），对因工程受损的生态环境进行补偿。

（四） 路衍经济深化拓展问题

1.碳市场下的绿证交易

根据2023年10月24日生态环境部发布的《温室气体自愿减排项目方法学 造林碳汇（CCER-14-001-V01）》等四项方法学通知，光伏项目尚未具体出具CCER项目方法学。但根据碳市场调研，光伏发电项目可申请国家核发的“绿色电力证书”，并在平台进行交易。一张绿证对应1000kWh电力，2023年1-8月交易价格为30-50元/张，平均42.2元/张，且抵消范围只用于抵消外购电力的排放。

图19我国碳市场抵消机制基本运作方式

2.光伏组件资源回收

光伏发电系统服役时间有限，最长为25年，期满后需更换或拆除光伏组件。光伏组件中含有电子废弃物中的毒害危险物质，在法律上属于电子类危险废物，对其进行资源回收是我国光伏产业发展的必然趋势，也是消解光伏产业快速发展中潜在环境风险的必然要求。在高速公路光伏建设下，光伏组件的回收还可为高速公路运营企业信息化发展提供新的业态转型与发展方向。

高速公路运营企业可在沿线建设回收厂房，吸引光伏组件制造商或其他相关企业入驻，共同开展光伏组件回收利用处理，积极响应企业可持续发展战略，提升企业形象；同时，高速公路运营企业可利用自身物流优势进行生产和销售光伏组件，引领企业业态创新变革。

图20光伏组件回收的开发模式

3.创新商业模式

高速公路运营主体可以积极探索光伏与交通、物流、旅游等产业的融合发展，创新商业模式，实现多元化经营，提高经济效益和社会价值。

（1）与物流企业合作：构建绿色物流体系，推广使用光伏汽车、电动汽车等绿色运输工具，促进物流运输的绿色化和低碳化。

（2）能源销售：利用分布式光伏发电系统产生的多余电力，以当地脱硫煤电价销售给电网公司，实现额外收入来源。

（3）文化、商业、旅游一体化建设：与旅游企业合作，利用光伏技术打造特色光伏旅游景区，充分展现当地的文化、商业和旅游等资源，吸引更多游客和消费者，实现社会大众的美好出行。

（4）开展联合经营：通过分布式光伏所提供的绿色能源，与周边商家、景区、酒店等开展联合经营，共享客户资源，提供一体化的服务，提升商业价值。

4.信息化建设赋能

目前，高速公路收费的无人化、绿色化、集约化、智慧化是主流，也是技术的发展趋势。光伏作为绿色清洁能源支撑，通过一体化设计，可以有效推动高速公路收费运管的信息化。例如：一是高大边坡监测、特大桥梁结构监测或局部区域气象监测的主备用能源供给；二是在收费系统云化、收费窄岛化以及收费车道设备集约化后，可以通过收费雨棚、收费站区屋顶等分布式光伏，为上述系统进行主电源供电，节约电费支出；三是局部团雾明显或易结冰雨雪地方，为应急自动喷洒装置、前端感知报警系统、光伏预警道钉、防护栏碰撞报警装置提供能量供应；四是配合ETC车道、无人收费车道等技术的实现，手持终端特情处理移动化的情况下，终端设备的光伏用电。

结论和建议

近年来在国家战略支持、产业政策引导和市场需求驱动的共同作用下，光伏发电技术进步、储能产业发展、电能消费需求增加，我国新型电力系统的逐步完善，新能源已逐步成为发电量增量主体。因此，应该充分利用分布式太阳能光伏发电系统作为供电方式，将高速公路信息化建设推向新发展阶段。

上文通过对高速公路光伏建设现状的深入分析，从多维度、多方位立体剖析所面临的创新与挑战，结合信息化应用，得出以下结论和建议。

一是对高速公路光伏建设相关政策进行解读。在国家提出“双碳”政策后，国家及各地方政府陆续出台了一系列鼓励和推动高速公路光伏建设发展的政策，投资人可以以相关政策为引导，积极推动交通智能信息化能源转型。

二是对高速公路光伏建设特征的分析。结合我国已有的建设成果，应重点考虑建设地特征、前期收益测算以及相关设备选型等方面，从而降低建设投资成本及风险，为企业降本增效。

三是对高速公路光伏建设几点问题诌议的分析。投资人应从建设合规性、建设及运营侵权问题、生态环境问题及路演经济拓展等方面进行综合考虑，确保光伏发电系统稳定运营的同时采取有效措施减轻对环境的负面影响；以光伏作为绿色清洁能源支撑，创新商业模式，提升企业形象和经济价值，有效推动高速公路收费运管的信息化，以应对未来挑战。