在青島市嶗山區(qū)松嶺路上，一座117米高的玻璃幕墻建筑正悄然改變?nèi)藗儗ㄖ南胂蟆Ｋ恢皇且粭澽k公樓，更是一個精密運轉(zhuǎn)的“生命體”——東、西、南三面墻體流淌著陽光轉(zhuǎn)化的電流，地下室運轉(zhuǎn)著退役動力電池組成的“城市肺葉”，而其立體停車場里的新能源汽車，則化作移動的“電力細(xì)胞”，隨時為大樓注入鮮活能量。
這便是全球首座“超階零碳大樓”，由中國充電網(wǎng)絡(luò)巨頭青島特銳德電氣股份有限公司（以下簡稱“特銳德”）旗下的青島特中和智慧科技有限公司（以下簡稱“特中和”）打造。
“超階”二字，暗藏著其能源革命的野心。
在特中和的設(shè)想中，未來城市的每座大樓都可以成為一座發(fā)電站，在實現(xiàn)自給自足的同時，為周邊的城市居民提供生活用電。
新大樓，潛力無限
什么是“超階零碳大樓”？
“超階”，指的是大樓不僅依靠光伏發(fā)電，還融合了梯次儲能電池及新能源汽車放電等多種綠電應(yīng)用方式，構(gòu)建出一套高度集成、高效協(xié)同的清潔能源供能體系。簡單來說，就是“綠色發(fā)電+智能充放電+精準(zhǔn)節(jié)能”。
而要讓這套體系實現(xiàn)“零碳排放”，背后是特中和母公司特銳德扎根新能源產(chǎn)業(yè)20年所積累的功力。
“大樓東、西、南三面均為高效碲化鎘光伏玻璃幕墻，每天穩(wěn)定發(fā)電1500度，相當(dāng)于為大樓提供25%的日常用電需求，顯著降低對外部電網(wǎng)的依賴。”超階零碳大樓項目負(fù)責(zé)人、青島特中和智慧科技有限公司總經(jīng)理孫福鵬介紹道，這相當(dāng)于每年減少二氧化碳排放500噸，等于種植數(shù)千棵樹木的環(huán)保效益。
三面光伏玻璃幕墻所產(chǎn)生的直流電通過直流電直供模式輸送到樓內(nèi)的直流充電樁以及高效LED照明燈等設(shè)備，避免了交直流轉(zhuǎn)換過程中的能量損耗，從而有效提升了整體能源利用效率。
“除了光伏玻璃，我們還安裝了‘隱藏能源’，退役的汽車動力電池將繼續(xù)發(fā)揮余熱。”孫福鵬告訴記者，在大樓的內(nèi)部，符合梯次利用標(biāo)準(zhǔn)的14塊動力電池每天進(jìn)行智能充放電，可以將光伏玻璃幕墻產(chǎn)生的多余電量進(jìn)行存儲，而在用電深谷時段，電池內(nèi)無法消耗的電能也能以平均每度0.22元的低價上網(wǎng)，供用電高峰期或雨天、陰天使用，有效調(diào)整用電負(fù)荷。
孫福鵬告訴記者，目前整座建筑日均用電量6000度，其中光伏玻璃加梯次電池能夠?qū)崿F(xiàn)綠能替代的50%，剩下的50%則可以通過大樓內(nèi)的新能源汽車實現(xiàn)替代。
“300輛電動車日放電10度，共3000度，便可以滿足大樓近半能耗，這相當(dāng)于一個中型社區(qū)的用電量。”通過“停充一體”的數(shù)字化管理，每輛停泊的電動車，都成為了大樓的“移動充電寶”。在電量充足時，大樓內(nèi)的新能源汽車通過底部插槍充電方式實現(xiàn)補(bǔ)能。而在用電緊張時，電量充足的車輛將被隨機(jī)選擇進(jìn)行放電。緊急時刻，這些新能源汽車能迅速轉(zhuǎn)換為大樓的應(yīng)急電源，僅需幾分鐘便能穩(wěn)定供電，有效增強(qiáng)大樓的災(zāi)害抵御能力。車主還可以通過特來電APP便捷參與放電交易，系統(tǒng)自動匹配供需，每度電都可獲得收益。
在特中和的設(shè)想中，未來城市的每座大樓都可以成為一座發(fā)電站，在實現(xiàn)自給自足的同時，為周邊的城市居民提供生活用電。
除了實現(xiàn)100%的綠能替代之外，大樓還利用大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)，實現(xiàn)“精準(zhǔn)節(jié)能”。
在大廳中，一塊巨大的數(shù)字看板展示了大樓內(nèi)的所有數(shù)據(jù)。“超階零碳大樓”中部署了2.4萬個微型傳感器，構(gòu)建了覆蓋整個樓宇的感知網(wǎng)絡(luò)，這些傳感器與數(shù)字化IoT平臺相結(jié)合，實現(xiàn)了對樓宇內(nèi)設(shè)備運行的智慧管控。這種集成化的系統(tǒng)使得燈光、電梯、空調(diào)等設(shè)備與人自動交互，從而達(dá)到綜合節(jié)能率40%的目標(biāo)。
“當(dāng)員工來到辦公區(qū)時，燈和空調(diào)會自動打開，離開后也會自動關(guān)閉；當(dāng)會議室進(jìn)入預(yù)約時段，會自動開啟照明和空調(diào)系統(tǒng)。”特中和的工作人員告訴記者。該系統(tǒng)不僅大幅提升了辦公效率與能源管理的精細(xì)化水平，而且僅需三名運營人員輪值，其余工作均由數(shù)字化系統(tǒng)自動完成，從而大幅減少了人工巡檢的頻率。
“超階零碳大樓”中部署了2.4萬個微型傳感器，構(gòu)建了覆蓋整個樓宇的感知網(wǎng)絡(luò)，這些傳感器與數(shù)字化IoT平臺相結(jié)合，實現(xiàn)了對樓宇內(nèi)設(shè)備運行的智慧管控。（圖 / 高奕靜）
新能源汽車的新停車方式
特中和的“超階零碳大樓”中，融合了“停充一體”模式的停車場，成為建設(shè)中的關(guān)鍵一環(huán)。
孫福鵬介紹，大樓計劃設(shè)500個停車位，需開挖地下四層，預(yù)計投資7000萬至8000萬元，占大樓總投資的近三分之一。“青島地質(zhì)條件特殊，地下為花崗巖，開挖成本每層高達(dá)1600萬元。為降低成本，設(shè)計研發(fā)團(tuán)隊最終決定采用立體車庫技術(shù)方案，探索以一層空間替代地下四層。”
立體停車場相比平面停車場具有更高效的空間利用率、更低的造價和更加智能化的優(yōu)勢。中國第一座立體停車庫于1988年在北京落成，采用升降橫移技術(shù)，從此拉開了我國機(jī)械式停車設(shè)備行業(yè)發(fā)展的序幕。數(shù)據(jù)顯示，自城市更新與城市建設(shè)三年攻堅行動啟動以來，青島相繼建成50座立體停車場，新增泊位2.2萬個。
特中和調(diào)研60多家停車設(shè)備企業(yè)后發(fā)現(xiàn)，多數(shù)仍以服務(wù)燃油車為主，難以滿足新能源汽車發(fā)展帶來的挑戰(zhàn)，如車輛增重、充電需求及消防要求等。并且，當(dāng)前傳統(tǒng)停車設(shè)備效率低下，每輛車存取需要3—5分鐘，使用體驗不佳。為此，特中和決定開發(fā)一座專為新能源汽車設(shè)計的“未來式”立體停車場。
記者搭乘電梯來到地下層，透過玻璃，一睹其研發(fā)的“AI極速立體泊車系統(tǒng)”的全貌。
“該系統(tǒng)將原本需要四層的停車空間壓縮至一層半，土建成本節(jié)省了數(shù)千萬元。”孫福鵬向記者介紹，特中和壓縮了停車高度，進(jìn)一步提高了空間利用率。其研發(fā)的剛性舉升機(jī)器人能以35秒/輛的速度完成泊車，效率較傳統(tǒng)方式提升五倍，實現(xiàn)極速啟停與精準(zhǔn)停泊。
除此之外，“AI極速立體泊車系統(tǒng)”還在車位入口的引導(dǎo)系統(tǒng)上采用純視覺算法，依托頂部攝像頭識別車輛姿態(tài)，配合地面的履帶自動校正車身，用戶只需停車即可離開，無需手動調(diào)整車身。
特中和研發(fā)團(tuán)隊將立體停車場每輛車的平均存取時間縮短至55秒，最快可達(dá)30秒。“系統(tǒng)會根據(jù)員工的上下班時間提前調(diào)整車輛停放位置，比如早上八點上班的員工車輛放在前面，晚上十點下班的員工車輛放在后面，以提高效率。”孫福鵬說道，系統(tǒng)還支持語音取車，與釘釘、微信等平臺融合，并自動調(diào)整算法以適應(yīng)流量變化。
而針對新能源汽車可能發(fā)生的安全問題，特中和構(gòu)建了四重消防安全體系，包括加強(qiáng)消防單元（每個車位獨立布置煙霧、溫度傳感器）、兩層安全防護(hù)（針對新能源汽車充電過程中的安全監(jiān)測技術(shù)）、極速轉(zhuǎn)運系統(tǒng)以及分級浸沒技術(shù)。在風(fēng)險初期就能迅速啟動響應(yīng)機(jī)制，50—60秒將風(fēng)險車輛閃移至消防車位，根據(jù)進(jìn)一步監(jiān)測結(jié)果進(jìn)行梯級浸沒，實現(xiàn)風(fēng)險隔離，最大程度保障庫內(nèi)消防安全。此外，智慧視覺監(jiān)測系統(tǒng)全天候不間斷地監(jiān)控車輛狀態(tài)，憑借高度貼合場景的算法和警用級別的預(yù)警精度，為車輛安全提供全方位保障。
為更優(yōu)支持“停充一體”模式，特中和在“AI極速立體泊車系統(tǒng)”采用底部插槍充電方式，支持快充及V2G放電功能。充電系統(tǒng)還可以實時監(jiān)測，一旦發(fā)現(xiàn)熱失控跡象，便利用分級浸沒技術(shù)阻斷火勢蔓延。
“我們車庫預(yù)留無人駕駛接口，未來可無縫對接L4級自動泊車系統(tǒng)，帶來‘車進(jìn)庫、人離場、自動泊入’的智能體驗。”孫福鵬告訴記者。
“AI極速立體泊車系統(tǒng)”在車位入口的引導(dǎo)系統(tǒng)上采用純視覺算法，依托頂部攝像頭識別車輛姿態(tài)，配合地面的履帶自動校正車身，用戶只需停車即可離開，無需手動調(diào)整車身。（圖 / 高奕靜）
預(yù)見下一個十年
作為特中和的母公司，特銳德于2009年成功在創(chuàng)業(yè)板上市，成為創(chuàng)業(yè)板的首家企業(yè)。2014年，特銳德啟動了特來電的二次創(chuàng)業(yè)，如今特來電已是中國最大的充電網(wǎng)絡(luò)運營商。而特中和，標(biāo)志著特銳德的第三次創(chuàng)業(yè)征程，面向未來十年。
特中和的“超階零碳大樓”項目通過光伏發(fā)電、梯次儲能電池和新能源汽車放電等技術(shù)，實現(xiàn)了100%綠能替代，顯著提高了能源利用效率，這為公共建筑的低碳轉(zhuǎn)型提供了可量化的實踐路徑。該項目還對退役動力電池進(jìn)行規(guī)模化梯次利用，并通過數(shù)字化系統(tǒng)實現(xiàn)全生命周期狀態(tài)監(jiān)控，探索出安全性與經(jīng)濟(jì)性兼?zhèn)涞碾姵匮h(huán)新模式，對完善新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈閉環(huán)具有積極價值。
同時“光伏+儲能+V2G”系統(tǒng)架構(gòu)具備較強(qiáng)可復(fù)制性，適用于產(chǎn)業(yè)園區(qū)、寫字樓和商業(yè)綜合體等多種場景，為城市建筑領(lǐng)域推動碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)提供了可推廣的技術(shù)方案和建設(shè)范式。
但是需要看到的是，復(fù)制推廣仍存在一些挑戰(zhàn)。例如“停充一體”模式，當(dāng)前新能源汽車發(fā)展階段，側(cè)面插槍充電仍是主流方式，特來電研發(fā)的底部自動插槍裝置成本雖僅千元，但要推廣至品牌與用戶還需時間。
站在未來十年的前瞻角度，特中和實踐的技術(shù)系統(tǒng)升級，有望深度融入城市生活。想象2030年的青島嶗山，這座具備“自我管理意識”的大樓中，早晨，員工駕駛新能源汽車駛?cè)肓Ⅲw車庫，車輛通過充電接口充上來自光伏玻璃帶來的“新鮮電能”；中午，大樓空調(diào)系統(tǒng)需額外電力，這些來自車輛的“移動能量”恰好填補(bǔ)缺口；深夜，光伏板儲存的多余電能在為車輛充電的同時，輸送到千家萬戶。這種“車—樓—網(wǎng)”動態(tài)循環(huán)，正是特中和為未來十年描繪的生活圖景，為未來的智慧樓宇建設(shè)提供的方案。
未來十年，特中和的目標(biāo)并非“建造多少座大樓”，而是“改變多少種生活方式”。當(dāng)新能源汽車與智能建筑、電力網(wǎng)絡(luò)深度融合，退役電池與城市能源系統(tǒng)形成閉環(huán)，低碳從“政策要求”變?yōu)椤吧盍?xí)慣”時，特中和所代表的，或許是一個更可持續(xù)、更具溫度的未來。
青島財經(jīng)日報/首頁新聞記者 王振麟
責(zé)任編輯：李頡
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