地鐵作為綠色低碳環(huán)保的交通工具，肩負(fù)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(kāi)展技術(shù)攻關(guān)的飛輪儲(chǔ)能技術(shù)取得新進(jìn)展，2臺(tái)1兆瓦飛輪儲(chǔ)能裝置在青島地鐵3號(hào)線(xiàn)萬(wàn)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(hào)線(xiàn)3兆瓦分布式光伏發(fā)電項(xiàng)目正式并網(wǎng)發(fā)電，這是青島地鐵建成啟用的首個(gè)示范性光伏項(xiàng)目，標(biāo)志著綠色地鐵建設(shè)又邁出了新的一步。
事實(shí)上，為貫徹落實(shí)國(guó)家“雙碳”戰(zhàn)略和青島市第十三次黨代會(huì)精神，青島地鐵集團(tuán)錨定“建成世界一流綠色地鐵，實(shí)現(xiàn)節(jié)電30%、降碳40%”雙碳目標(biāo)，制定了綠色行動(dòng)方案，并統(tǒng)籌研究推進(jìn)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(xiàn)著地鐵力量。飛輪儲(chǔ)能技術(shù)的新進(jìn)展和首個(gè)示范性光伏項(xiàng)目的落地，正是青島地鐵踐行雙碳目標(biāo)，推動(dòng)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(chǔ)能打破壟斷，減少牽引能耗15%
城市軌道交通車(chē)站間距短，列車(chē)頻繁啟動(dòng)、制動(dòng)，在運(yùn)營(yíng)過(guò)程中可以說(shuō)是“用電大戶(hù)”。列車(chē)在制動(dòng)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生數(shù)量可觀的能量，具有回收利用價(jià)值。據(jù)統(tǒng)計(jì)，軌道交通列車(chē)制動(dòng)產(chǎn)生的能量可達(dá)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(yùn)營(yíng)能耗。
據(jù)了解，青島地鐵3號(hào)線(xiàn)的飛輪儲(chǔ)能是我國(guó)軌道交通行業(yè)首臺(tái)具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的兆瓦級(jí)飛輪儲(chǔ)能裝置。飛輪儲(chǔ)能屬于物理儲(chǔ)能，采用磁懸浮技術(shù)，飛輪轉(zhuǎn)子在真空室內(nèi)，無(wú)風(fēng)阻環(huán)境下運(yùn)行。飛輪儲(chǔ)能裝置安裝于軌道交通牽引變電所內(nèi)，當(dāng)列車(chē)進(jìn)站制動(dòng)時(shí)，飛輪吸收能量，將電能轉(zhuǎn)換為動(dòng)能，轉(zhuǎn)速高達(dá)每分鐘20000轉(zhuǎn)；當(dāng)列車(chē)出站加速時(shí)，飛輪釋放能量，將動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能，釋放能量供列車(chē)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(chǔ)能技術(shù)較為復(fù)雜，長(zhǎng)期被國(guó)外壟斷，國(guó)內(nèi)在該領(lǐng)域進(jìn)行了大量嘗試，但整體處于技術(shù)開(kāi)發(fā)與驗(yàn)證階段，尚未得到推廣應(yīng)用。2021年，國(guó)家發(fā)改委出臺(tái)《關(guān)于加快推動(dòng)新型儲(chǔ)能發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》，指出“加快飛輪儲(chǔ)能、鈉離子電池等技術(shù)開(kāi)展規(guī)模化試驗(yàn)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(shí)驗(yàn)室達(dá)成戰(zhàn)略合作，充分發(fā)揮“產(chǎn)學(xué)研用”各方優(yōu)勢(shì)，在以飛輪儲(chǔ)能為代表的軌道交通節(jié)能降碳技術(shù)領(lǐng)域進(jìn)行聯(lián)合攻關(guān)，打破國(guó)外技術(shù)壟斷。
湖北東湖實(shí)驗(yàn)室教授趙經(jīng)成表示，兩臺(tái)飛輪儲(chǔ)能裝置投用后，預(yù)計(jì)年節(jié)電約50萬(wàn)度，30年壽命周期可節(jié)電1500萬(wàn)度，節(jié)省電費(fèi)約1065萬(wàn)元。同時(shí)，其擁有的網(wǎng)壓波動(dòng)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(hào)線(xiàn)投入使用后，也會(huì)進(jìn)一步向其他線(xiàn)路推廣，助力打造綠色地鐵。
青島地鐵集團(tuán)黨委副書(shū)記、總經(jīng)理張君介紹，青島地鐵積極聯(lián)合湖北東湖實(shí)驗(yàn)室等科研機(jī)構(gòu)，全面推動(dòng)飛輪儲(chǔ)能裝置的推廣應(yīng)用，可實(shí)現(xiàn)牽引能耗節(jié)約15%，線(xiàn)網(wǎng)每年可節(jié)電5000萬(wàn)度，年減少二氧化碳排放約5萬(wàn)噸。未來(lái)，青島地鐵全面推廣“飛輪+逆變”復(fù)合儲(chǔ)能、永磁牽引等方案后，可降低線(xiàn)路牽引能耗30%以上，將有力推動(dòng)青島地鐵乃至整個(gè)軌道交通行業(yè)實(shí)現(xiàn)綠色轉(zhuǎn)型發(fā)展，助力國(guó)家“雙碳”戰(zhàn)略目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。
逐“光”而行：光伏發(fā)電項(xiàng)目年提供330萬(wàn)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(guó)家近年來(lái)鼓勵(lì)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(yáng)能的良好條件。
鳳凰山路站光伏一體化車(chē)站
董家口火車(chē)站光伏一體化車(chē)站
基于良好的應(yīng)用條件，青島地鐵13號(hào)線(xiàn)充分利用場(chǎng)段面積大、高架站居多的優(yōu)勢(shì)，成為青島地鐵首條應(yīng)用分布式光伏發(fā)電項(xiàng)目的線(xiàn)路。該項(xiàng)目選取適合光伏發(fā)電的古鎮(zhèn)口車(chē)輛基地、董家口停車(chē)場(chǎng)、董家口火車(chē)站、鳳凰山路站四處場(chǎng)站進(jìn)行項(xiàng)目建設(shè)，總裝機(jī)容量3兆瓦。其中，車(chē)輛段光伏項(xiàng)目充分考慮項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)性，所發(fā)電量將首先被用到場(chǎng)段的生產(chǎn)、生活用電。董家口火車(chē)站和鳳凰山路站將車(chē)站屋頂傳統(tǒng)玻璃構(gòu)件替換為新型光伏組件，是全國(guó)第一批“建筑光伏一體化”應(yīng)用車(chē)站，具有整體性好、美觀性強(qiáng)、開(kāi)發(fā)成本低的顯著特點(diǎn)。
古鎮(zhèn)口車(chē)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(hào)線(xiàn)光伏發(fā)電項(xiàng)目充分利用地鐵車(chē)輛檢修場(chǎng)段和高架站屋頂?shù)奶?yáng)能資源，使用太陽(yáng)能光伏板面積約2.2萬(wàn)平方，總裝機(jī)容量3兆瓦，項(xiàng)目投資約2100萬(wàn)元。青島地鐵光伏發(fā)電項(xiàng)目的落地，每年可為青島地鐵13號(hào)線(xiàn)提供約330萬(wàn)度的清潔電力供應(yīng)，年均節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤約1082噸，減排二氧化碳約3290噸，年節(jié)約電費(fèi)234萬(wàn)元，具有顯著的生態(tài)和經(jīng)濟(jì)效益。在地鐵行業(yè)內(nèi)，該項(xiàng)目裝機(jī)容量排名全國(guó)第三、北方第一。
多措并舉：錨定“建成世界一流綠色地鐵”目標(biāo)
張君在新聞通氣會(huì)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(shí)現(xiàn)節(jié)電30%，降碳40%”的雙碳目標(biāo)，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(jiān)持創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)、智慧賦能，以清潔能源為方向，以節(jié)能降耗為重點(diǎn)，按照“新線(xiàn)全面建設(shè)應(yīng)用、既有線(xiàn)改造升級(jí)和產(chǎn)業(yè)化”三大路徑，逐步推進(jìn)城軌綠色發(fā)展。
青島地鐵總體構(gòu)建出供能、配能、儲(chǔ)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(lái)自城市電網(wǎng)外，還自建光伏、氫能、風(fēng)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(chǔ)能方面，配置飛輪儲(chǔ)能、電容儲(chǔ)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(chē)、運(yùn)行圖優(yōu)化、磁懸浮冷水機(jī)組、風(fēng)水聯(lián)動(dòng)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(tái)，以信息化、智慧化手段，實(shí)現(xiàn)用能全面管控。
董家口停車(chē)場(chǎng)屋面光伏發(fā)電
同時(shí)，青島地鐵綠色發(fā)展將沿著“新線(xiàn)全面建設(shè)應(yīng)用、既有線(xiàn)改造升級(jí)和產(chǎn)業(yè)化”三大路徑逐步推進(jìn)。一是以“三定、三落、三用”為抓手，實(shí)現(xiàn)新建線(xiàn)路全面建設(shè)應(yīng)用，在規(guī)劃設(shè)計(jì)階段，三期規(guī)劃所有線(xiàn)路全面融入綠色低碳理念，實(shí)現(xiàn)70%綠色線(xiàn)路，70%綠色車(chē)站，70%綠色場(chǎng)段目標(biāo)；在設(shè)計(jì)階段，從系統(tǒng)設(shè)計(jì)、功能要求、設(shè)備選型、工藝工法等方面落實(shí)規(guī)劃要求及三大行動(dòng)策略，實(shí)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(shí)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(xiàn)，同步啟動(dòng)既有線(xiàn)升級(jí)改造，全面呈現(xiàn)光伏、復(fù)合儲(chǔ)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(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，目前青島地鐵正聯(lián)合東湖實(shí)驗(yàn)室、太陽(yáng)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(shì)，籌建綠色節(jié)能公司，研發(fā)、推廣復(fù)合儲(chǔ)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(jìn)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(lái)，青島地鐵積極踐行國(guó)家雙碳戰(zhàn)略，錨定“建成世界一流綠色地鐵，實(shí)現(xiàn)節(jié)電30%，降碳40%”的雙碳目標(biāo)，制定綠色發(fā)展行動(dòng)方案，通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新、智慧賦能，取得多項(xiàng)節(jié)能降碳實(shí)效。張君表示，青島地鐵作為城軌交通單位，要踐行社會(huì)責(zé)任，引導(dǎo)市民綠色出行；作為大型國(guó)企，需要展現(xiàn)企業(yè)擔(dān)當(dāng)，推動(dòng)全產(chǎn)業(yè)鏈升級(jí)，同時(shí)也需要助推城軌行業(yè)高質(zhì)量、可持續(xù)發(fā)展。未來(lái)，青島地鐵將持續(xù)推進(jìn)綠色發(fā)展行動(dòng)方案，踐行擔(dān)當(dāng)使命，為綠色城軌行業(yè)建設(shè)貢獻(xiàn)力量。
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