收放自如：飛輪儲能打破壟斷，減少牽引能耗15%
地鐵本身是一種綠色低碳環(huán)保的交通工具，肩負(fù)著“減碳”重任。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(也就是人們常說的“剎車”)過程中會產(chǎn)生數(shù)量可觀的能量，具有回收利用價值。目前，現(xiàn)有的節(jié)能技術(shù)、產(chǎn)品，很難支撐新形勢下軌道交通行業(yè)節(jié)能降碳的需要，低碳技術(shù)攻關(guān)是繞不過的關(guān)卡。據(jù)統(tǒng)計，軌道交通列車制動產(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營能耗。青島地鐵3號線的飛輪儲能是國內(nèi)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(fēng)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(dāng)列車進(jìn)站制動時，飛輪吸收能量，將電能轉(zhuǎn)換為動能，轉(zhuǎn)速高達(dá)每分鐘20000轉(zhuǎn);當(dāng)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。
飛輪儲能作為一種高功率密度、高可靠性、長壽命、環(huán)境友好的儲能技術(shù)，相較中壓逆變和電容儲能技術(shù)具有顯著優(yōu)勢。可是，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(jìn)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)?；囼炇痉?rdquo;。青島地鐵結(jié)合行業(yè)需要，與湖北東湖實驗室達(dá)成戰(zhàn)略合作，充分發(fā)揮“產(chǎn)學(xué)研用”各方優(yōu)勢，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(jìn)行聯(lián)合攻關(guān)，打破國外技術(shù)壟斷。
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。
青島地鐵積極聯(lián)合湖北東湖實驗室等科研機(jī)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(biāo)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)。
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(jìn)行項目建設(shè)，總裝機(jī)容量3兆瓦。其中，車輛段光伏項目充分考慮項目的經(jīng)濟(jì)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(qiáng)、開發(fā)成本低的顯著特點。
