地鐵作為綠色低碳環(huán)保的交通工具，肩負著節(jié)能減碳的重任。4月11日，青島地鐵聯(lián)合知名科研院所開展技術(shù)攻關(guān)的飛輪儲能技術(shù)取得新進展，2臺1兆瓦飛輪儲能裝置在青島地鐵3號線萬年泉路站完成安裝調(diào)試，并順利并網(wǎng)應(yīng)用。而在此前一天，青島地鐵13號線3兆瓦分布式光伏發(fā)電項目正式并網(wǎng)發(fā)電，這是青島地鐵建成啟用的首個示范性光伏項目，標志著綠色地鐵建設(shè)又邁出了新的一步。
事實上，為貫徹落實國家“雙碳”戰(zhàn)略和青島市第十三次黨代會精神，青島地鐵集團錨定“建成世界一流綠色地鐵，實現(xiàn)節(jié)電30%、降碳40%”雙碳目標，制定了綠色行動方案，并統(tǒng)籌研究推進城市軌道交通各領(lǐng)域、各環(huán)節(jié)“雙碳”工作，為加快邁向“活力海洋之都、精彩宜人之城”不斷貢獻著地鐵力量。飛輪儲能技術(shù)的新進展和首個示范性光伏項目的落地，正是青島地鐵踐行雙碳目標，推動城市軌道交通綠色發(fā)展所取得的新突破。
收放自如：飛輪儲能打破壟斷，減少牽引能耗15%
城市軌道交通車站間距短，列車頻繁啟動、制動，在運營過程中可以說是“用電大戶”。列車在制動過程中會產(chǎn)生數(shù)量可觀的能量，具有回收利用價值。據(jù)統(tǒng)計，軌道交通列車制動產(chǎn)生的能量可達到牽引系統(tǒng)耗能的 20%-40%左右，若被充分利用，將顯著降低軌道交通運營能耗。
據(jù)了解，青島地鐵3號線的飛輪儲能是我國軌道交通行業(yè)首臺具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的兆瓦級飛輪儲能裝置。飛輪儲能屬于物理儲能，采用磁懸浮技術(shù)，飛輪轉(zhuǎn)子在真空室內(nèi)，無風阻環(huán)境下運行。飛輪儲能裝置安裝于軌道交通牽引變電所內(nèi)，當列車進站制動時，飛輪吸收能量，將電能轉(zhuǎn)換為動能，轉(zhuǎn)速高達每分鐘20000轉(zhuǎn)；當列車出站加速時，飛輪釋放能量，將動能轉(zhuǎn)化為電能，釋放能量供列車使用，具有極佳的節(jié)能和穩(wěn)壓效果。
值得注意的是，飛輪儲能技術(shù)較為復(fù)雜，長期被國外壟斷，國內(nèi)在該領(lǐng)域進行了大量嘗試，但整體處于技術(shù)開發(fā)與驗證階段，尚未得到推廣應(yīng)用。2021年，國家發(fā)改委出臺《關(guān)于加快推動新型儲能發(fā)展的指導(dǎo)意見》，指出“加快飛輪儲能、鈉離子電池等技術(shù)開展規(guī)模化試驗示范”。
在此背景下，青島地鐵結(jié)合行業(yè)需要，與湖北東湖實驗室達成戰(zhàn)略合作，充分發(fā)揮“產(chǎn)學(xué)研用”各方優(yōu)勢，在以飛輪儲能為代表的軌道交通節(jié)能降碳技術(shù)領(lǐng)域進行聯(lián)合攻關(guān)，打破國外技術(shù)壟斷。
湖北東湖實驗室教授趙經(jīng)成表示，兩臺飛輪儲能裝置投用后，預(yù)計年節(jié)電約50萬度，30年壽命周期可節(jié)電1500萬度，節(jié)省電費約1065萬元。同時，其擁有的網(wǎng)壓波動抑制功能可顯著提高軌道交通牽引供電系統(tǒng)穩(wěn)定性，改善供電系統(tǒng)電能質(zhì)量。在3號線投入使用后，也會進一步向其他線路推廣，助力打造綠色地鐵。
青島地鐵集團黨委副書記、總經(jīng)理張君介紹，青島地鐵積極聯(lián)合湖北東湖實驗室等科研機構(gòu)，全面推動飛輪儲能裝置的推廣應(yīng)用，可實現(xiàn)牽引能耗節(jié)約15%，線網(wǎng)每年可節(jié)電5000萬度，年減少二氧化碳排放約5萬噸。未來，青島地鐵全面推廣“飛輪+逆變”復(fù)合儲能、永磁牽引等方案后，可降低線路牽引能耗30%以上，將有力推動青島地鐵乃至整個軌道交通行業(yè)實現(xiàn)綠色轉(zhuǎn)型發(fā)展，助力國家“雙碳”戰(zhàn)略目標實現(xiàn)。
逐“光”而行：光伏發(fā)電項目年提供330萬度清潔電力
光伏發(fā)電是利用半導(dǎo)體界面的光生伏特效應(yīng)而將光能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿囊环N技術(shù)，是國家近年來鼓勵發(fā)展的新能源產(chǎn)業(yè)。而青島屬光資源較豐富地區(qū)，具有利用太陽能的良好條件。
鳳凰山路站光伏一體化車站
董家口火車站光伏一體化車站
基于良好的應(yīng)用條件，青島地鐵13號線充分利用場段面積大、高架站居多的優(yōu)勢，成為青島地鐵首條應(yīng)用分布式光伏發(fā)電項目的線路。該項目選取適合光伏發(fā)電的古鎮(zhèn)口車輛基地、董家口停車場、董家口火車站、鳳凰山路站四處場站進行項目建設(shè)，總裝機容量3兆瓦。其中，車輛段光伏項目充分考慮項目的經(jīng)濟性，所發(fā)電量將首先被用到場段的生產(chǎn)、生活用電。董家口火車站和鳳凰山路站將車站屋頂傳統(tǒng)玻璃構(gòu)件替換為新型光伏組件，是全國第一批“建筑光伏一體化”應(yīng)用車站，具有整體性好、美觀性強、開發(fā)成本低的顯著特點。
古鎮(zhèn)口車輛基地光伏發(fā)電航拍圖
青島地鐵西海岸建設(shè)分公司總經(jīng)理劉泉維表示，青島地鐵13號線光伏發(fā)電項目充分利用地鐵車輛檢修場段和高架站屋頂?shù)奶柲苜Y源，使用太陽能光伏板面積約2.2萬平方，總裝機容量3兆瓦，項目投資約2100萬元。青島地鐵光伏發(fā)電項目的落地，每年可為青島地鐵13號線提供約330萬度的清潔電力供應(yīng)，年均節(jié)約標準煤約1082噸，減排二氧化碳約3290噸，年節(jié)約電費234萬元，具有顯著的生態(tài)和經(jīng)濟效益。在地鐵行業(yè)內(nèi)，該項目裝機容量排名全國第三、北方第一。
多措并舉：錨定“建成世界一流綠色地鐵”目標
張君在新聞通氣會上表示，青島地鐵綠色發(fā)展秉持“1433”發(fā)展規(guī)劃，即錨定“建成世界一流綠色地鐵，實現(xiàn)節(jié)電30%，降碳40%”的雙碳目標，統(tǒng)籌“安全與節(jié)能、效率與節(jié)能、服務(wù)與節(jié)能、投資與節(jié)能”四大關(guān)系，并堅持創(chuàng)新驅(qū)動、智慧賦能，以清潔能源為方向，以節(jié)能降耗為重點，按照“新線全面建設(shè)應(yīng)用、既有線改造升級和產(chǎn)業(yè)化”三大路徑，逐步推進城軌綠色發(fā)展。
青島地鐵總體構(gòu)建出供能、配能、儲能、用能、管能“五維一體”的能源管控架構(gòu)。供能方面，地鐵用電除來自城市電網(wǎng)外，還自建光伏、氫能、風力電站等，提升綠電占比；配能方面采用非晶合金、雙向變流器等節(jié)能型設(shè)備，減少輸配損耗；儲能方面，配置飛輪儲能、電容儲能等技術(shù)，提高能源利用效率；用能方面采用永磁牽引列車、運行圖優(yōu)化、磁懸浮冷水機組、風水聯(lián)動等技術(shù)、設(shè)備，降低設(shè)備耗能；管能方面建設(shè)智慧能源管理平臺，以信息化、智慧化手段，實現(xiàn)用能全面管控。
董家口停車場屋面光伏發(fā)電
同時，青島地鐵綠色發(fā)展將沿著“新線全面建設(shè)應(yīng)用、既有線改造升級和產(chǎn)業(yè)化”三大路徑逐步推進。一是以“三定、三落、三用”為抓手，實現(xiàn)新建線路全面建設(shè)應(yīng)用，在規(guī)劃設(shè)計階段，三期規(guī)劃所有線路全面融入綠色低碳理念，實現(xiàn)70%綠色線路，70%綠色車站，70%綠色場段目標；在設(shè)計階段，從系統(tǒng)設(shè)計、功能要求、設(shè)備選型、工藝工法等方面落實規(guī)劃要求及三大行動策略，實現(xiàn)系統(tǒng)統(tǒng)籌，源頭降碳；在建設(shè)階段，全面推廣應(yīng)用新工藝、新設(shè)備、新材料，實現(xiàn)綠色高效建造。二是以合同能源管理或結(jié)合中大修改造，率先打造一條綠色節(jié)能示范線，同步啟動既有線升級改造，全面呈現(xiàn)光伏、復(fù)合儲能、永磁牽引、能源管理系統(tǒng)、智慧照明等節(jié)能技術(shù)。三是全面實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，目前青島地鐵正聯(lián)合東湖實驗室、太陽氫能等科研院所和優(yōu)質(zhì)企業(yè)，充分發(fā)揮產(chǎn)學(xué)研用優(yōu)勢，籌建綠色節(jié)能公司，研發(fā)、推廣復(fù)合儲能、永磁牽引系統(tǒng)、新型能量智能管理系統(tǒng)、氫能裝備等先進技術(shù)產(chǎn)品，為軌道交通行業(yè)提供綠色發(fā)展系統(tǒng)解決方案。
近年來，青島地鐵積極踐行國家雙碳戰(zhàn)略，錨定“建成世界一流綠色地鐵，實現(xiàn)節(jié)電30%，降碳40%”的雙碳目標，制定綠色發(fā)展行動方案，通過技術(shù)創(chuàng)新、智慧賦能，取得多項節(jié)能降碳實效。張君表示，青島地鐵作為城軌交通單位，要踐行社會責任，引導(dǎo)市民綠色出行；作為大型國企，需要展現(xiàn)企業(yè)擔當，推動全產(chǎn)業(yè)鏈升級，同時也需要助推城軌行業(yè)高質(zhì)量、可持續(xù)發(fā)展。未來，青島地鐵將持續(xù)推進綠色發(fā)展行動方案，踐行擔當使命，為綠色城軌行業(yè)建設(shè)貢獻力量。
青島財經(jīng)日報/首頁新聞記者 竇衍鳳
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