地鐵作為綠色低碳環保的交通工具，肩負著節能減碳的重任。4月11日，青島地鐵聯合知名科研院所開展技術攻關的飛輪儲能技術取得新進展，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試，并順利并網應用。而在此前一天，青島地鐵13號線3兆瓦分布式光伏發電項目正式并網發電，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又邁出了新的一步。
事實上，為貫徹落實國家“雙碳”戰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，實現節電30%、降碳40%”雙碳目標，制定了綠色行動方案，并統籌研究推進城市軌道交通各領域、各環節“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生數量可觀的能量，具有回收利用價值。據統計，軌道交通列車制動產生的能量可達到牽引系統耗能的 20%-40%左右，若被充分利用，將顯著降低軌道交通運營能耗。
據了解，青島地鐵3號線的飛輪儲能是我國軌道交通行業首臺具有完全自主知識產權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，飛輪轉子在真空室內，無風阻環境下運行。飛輪儲能裝置安裝于軌道交通牽引變電所內，當列車進站制動時，飛輪吸收能量，將電能轉換為動能，轉速高達每分鐘20000轉；當列車出站加速時，飛輪釋放能量，將動能轉化為電能，釋放能量供列車使用，具有極佳的節能和穩壓效果。
值得注意的是，飛輪儲能技術較為復雜，長期被國外壟斷，國內在該領域進行了大量嘗試，但整體處于技術開發與驗證階段，尚未得到推廣應用。2021年，國家發改委出臺《關于加快推動新型儲能發展的指導意見》，指出“加快飛輪儲能、鈉離子電池等技術開展規?；囼炇痉丁薄?/p>
在此背景下，青島地鐵結合行業需要，與湖北東湖實驗室達成戰略合作，充分發揮“產學研用”各方優勢，在以飛輪儲能為代表的軌道交通節能降碳技術領域進行聯合攻關，打破國外技術壟斷。
湖北東湖實驗室教授趙經成表示，兩臺飛輪儲能裝置投用后，預計年節電約50萬度，30年壽命周期可節電1500萬度，節省電費約1065萬元。同時，其擁有的網壓波動抑制功能可顯著提高軌道交通牽引供電系統穩定性，改善供電系統電能質量。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、總經理張君介紹，青島地鐵積極聯合湖北東湖實驗室等科研機構，全面推動飛輪儲能裝置的推廣應用，可實現牽引能耗節約15%，線網每年可節電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實現綠色轉型發展，助力國家“雙碳”戰略目標實現。
逐“光”而行：光伏發電項目年提供330萬度清潔電力
光伏發電是利用半導體界面的光生伏特效應而將光能直接轉變為電能的一種技術，是國家近年來鼓勵發展的新能源產業。而青島屬光資源較豐富地區，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、高架站居多的優勢，成為青島地鐵首條應用分布式光伏發電項目的線路。該項目選取適合光伏發電的古鎮口車輛基地、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，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濟性，所發電量將首先被用到場段的生產、生活用電。董家口火車站和鳳凰山路站將車站屋頂傳統玻璃構件替換為新型光伏組件，是全國第一批“建筑光伏一體化”應用車站，具有整體性好、美觀性強、開發成本低的顯著特點。
古鎮口車輛基地光伏發電航拍圖
青島地鐵西海岸建設分公司總經理劉泉維表示，青島地鐵13號線光伏發電項目充分利用地鐵車輛檢修場段和高架站屋頂的太陽能資源，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，年均節約標準煤約1082噸，減排二氧化碳約3290噸，年節約電費234萬元，具有顯著的生態和經濟效益。在地鐵行業內，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，青島地鐵綠色發展秉持“1433”發展規劃，即錨定“建成世界一流綠色地鐵，實現節電30%，降碳40%”的雙碳目標，統籌“安全與節能、效率與節能、服務與節能、投資與節能”四大關系，并堅持創新驅動、智慧賦能，以清潔能源為方向，以節能降耗為重點，按照“新線全面建設應用、既有線改造升級和產業化”三大路徑，逐步推進城軌綠色發展。
青島地鐵總體構建出供能、配能、儲能、用能、管能“五維一體”的能源管控架構。供能方面，地鐵用電除來自城市電網外，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、雙向變流器等節能型設備，減少輸配損耗；儲能方面，配置飛輪儲能、電容儲能等技術，提高能源利用效率；用能方面采用永磁牽引列車、運行圖優化、磁懸浮冷水機組、風水聯動等技術、設備，降低設備耗能；管能方面建設智慧能源管理平臺，以信息化、智慧化手段，實現用能全面管控。
董家口停車場屋面光伏發電
同時，青島地鐵綠色發展將沿著“新線全面建設應用、既有線改造升級和產業化”三大路徑逐步推進。一是以“三定、三落、三用”為抓手，實現新建線路全面建設應用，在規劃設計階段，三期規劃所有線路全面融入綠色低碳理念，實現70%綠色線路，70%綠色車站，70%綠色場段目標；在設計階段，從系統設計、功能要求、設備選型、工藝工法等方面落實規劃要求及三大行動策略，實現系統統籌，源頭降碳；在建設階段，全面推廣應用新工藝、新設備、新材料，實現綠色高效建造。二是以合同能源管理或結合中大修改造，率先打造一條綠色節能示范線，同步啟動既有線升級改造，全面呈現光伏、復合儲能、永磁牽引、能源管理系統、智慧照明等節能技術。三是全面實現產業化，目前青島地鐵正聯合東湖實驗室、太陽氫能等科研院所和優質企業，充分發揮產學研用優勢，籌建綠色節能公司，研發、推廣復合儲能、永磁牽引系統、新型能量智能管理系統、氫能裝備等先進技術產品，為軌道交通行業提供綠色發展系統解決方案。
近年來，青島地鐵積極踐行國家雙碳戰略，錨定“建成世界一流綠色地鐵，實現節電30%，降碳40%”的雙碳目標，制定綠色發展行動方案，通過技術創新、智慧賦能，取得多項節能降碳實效。張君表示，青島地鐵作為城軌交通單位，要踐行社會責任，引導市民綠色出行；作為大型國企，需要展現企業擔當，推動全產業鏈升級，同時也需要助推城軌行業高質量、可持續發展。未來，青島地鐵將持續推進綠色發展行動方案，踐行擔當使命，為綠色城軌行業建設貢獻力量。
青島財經日報/首頁新聞記者 竇衍鳳
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