青岛“绿色地铁”从春天出发 3号线用上飞轮储能装置 北方最大地铁光伏项目在13号线并网发电
四月的岛城春意盎然，在这个充满希望的好时节，青岛市民的绿色出行也“上新”了：通过接连解锁“黑科技”，绘就“双碳”新蓝图，青岛地铁为市民送上了沉甸甸的“绿色大礼包”。在昨日召开的新闻通气会上，青岛地铁公布了“绿色发展行动方案”，并公布了近期技术攻关方面的多项重大进展。11日，采用磁悬浮技术、轨道交通行业全国首台完全自主知识产权的飞轮储能装置在青岛地铁3号线正式投入使用；10日，我国北方装机容量最大的地铁光伏发电项目在青岛地铁13号线并网发电，成为青岛地铁建成启用的首个示范性光伏项目。
全国首台！“飞”上风口
飞轮储能打破国外技术垄断
走进青岛地铁3号线万年泉路站站台层的飞轮储能室，两排颇有科技感的灰色“大柜子”映入眼帘，上面标注着“飞轮柜”“功率柜”“控制柜”等字样，一名工作人员正在操作控制面板。这两排“大柜子”看着不起眼，却是大有来头——这是两台1兆瓦飞轮储能装置，4月11日在万年泉路站完成安装调试，并顺利并网应用，作为我国轨道交通行业首台具有完全自主知识产权的兆瓦级飞轮储能装置，标志着青岛地铁联合知名科研院所开展技术攻关的飞轮储能技术取得重大进展。
地铁本身是一种绿色低碳环保的交通工具，肩负着“减碳”重任。城市轨道交通车站间距短，列车频繁启动、制动，在运营过程中可以说是“用电大户”。列车在制动（也就是“刹车”）过程中会产生数量可观的能量，具有回收利用价值。然而，现有的节能技术、产品很难支撑新形势下轨道交通行业节能降碳的需要，低碳技术攻关是绕不过的关卡。轨道交通列车制动产生的能量可达到牵引系统耗能的20%-40%左右，若被充分利用，将显著降低轨道交通运营能耗。
“飞轮储能属于物理储能，采用磁悬浮技术，飞轮转子在真空室内、无风阻环境下运行。”湖北东湖实验室教授赵经成介绍说，飞轮储能装置安装于轨道交通牵引变电所内，当列车进站制动时，飞轮吸收能量，将电能转换为动能，转速高达每分钟20000转；当列车出站加速时，飞轮释放能量，将动能转化为电能，释放能量供列车使用，具有极佳的节能和稳压效果。
飞轮储能作为一种高功率密度、高可靠性、长寿命、环境友好的储能技术，相较中压逆变和电容储能技术具有显著优势。可是，飞轮储能技术较为复杂，长期被国外垄断，国内在该领域进行了大量尝试，但整体处于技术开发与验证阶段，尚未得到推广应用。2021年，国家发改委出台《关于加快推动新型储能发展的指导意见》，指出“加快飞轮储能、钠离子电池等技术开展规模化试验示范”。青岛地铁结合行业需要，与湖北东湖实验室达成战略合作，充分发挥“产学研用”各方优势，在以飞轮储能为代表的轨道交通节能降碳技术领域进行联合攻关，打破国外技术垄断。
青岛地铁运营分公司副总经理刘纪俭给记者算了一笔账，两台飞轮储能装置投用后，预计年节电约50万度，30年寿命周期可节电1500万度，节省电费约1065万元。同时，其拥有的网压波动抑制功能可显著提高轨道交通牵引供电系统稳定性，改善供电系统电能质量。
更令人期待的是，“双碳”背景下，储能迎来爆发机遇。在业内人士看来，集合了绿色、安全等诸多优点的飞轮储能技术将堪大任。如今，在飞轮储能应有场景方面，青岛地铁已先行一步。
记者了解到，青岛地铁积极联合湖北东湖实验室等科研机构，全面推动飞轮储能装置的推广应用，可实现牵引能耗节约15%，线网每年可节电5000万度，年减少二氧化碳排放约5万吨。未来，青岛地铁全面推广“飞轮+逆变”复合储能、永磁牵引等方案后，可降低线路牵引能耗30%以上，将有力推动青岛地铁乃至整个轨道交通行业实现绿色转型发展，助力国家“双碳”战略目标实现。
北方最大！逐“光”而行
示范性光伏项目建成启用
让青岛地铁更“绿色”的，还有逐“光”而行。光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术，是国家近年来鼓励发展的新能源产业。
青岛属光资源较丰富地区，具有利用太阳能的良好条件。据青岛地铁西海岸建设分公司总经理刘泉维介绍，青岛地铁13号线充分利用场段面积大、高架站居多的优势，成为青岛地铁首条应用分布式光伏发电项目的线路。该项目选取适合光伏发电的古镇口车辆基地、董家口停车场、董家口火车站、凤凰山路站四处场站进行项目建设，总装机容量3兆瓦，太阳能光伏发电面积约2.2万平方米。其中，车辆段光伏项目充分考虑项目的经济性，所发电量将首先被用到场段的生产、生活用电；董家口火车站和凤凰山路站则将车站屋顶传统玻璃构件替换为新型光伏组件，是全国第一批“建筑光伏一体化”应用车站，具有整体性好、美观性强、开发成本低的显著特点。
经估算，青岛地铁光伏发电项目的落地，每年可为青岛地铁13号线提供约330万度的清洁电力供应，年均节约标准煤约1082吨，减排二氧化碳约3290吨，年节约电费234万元。在地铁行业内，该项目装机容量排名全国第三、北方第一，在行业内具有示范和引领作用。
节电30%！降碳40%
青岛地铁绘就“双碳蓝图”
推进能源绿色转型，实施新能源和清洁能源培育行动，构建绿色能源体系，是今后五年“建设美丽青岛”的重要路径。
青岛地铁集团党委副书记、总经理张君在新闻通气会上介绍说，青岛地铁绿色发展秉持“1433”发展规划，即锚定“建成世界一流绿色地铁，实现节电30%，降碳40%”的双碳目标，统筹“安全与节能、效率与节能、服务与节能、投资与节能”四大关系，并坚持创新驱动、智慧赋能，以清洁能源为方向，以节能降耗为重点，按照“新线全面建设应用、既有线改造升级和产业化”三大路径，逐步推进城轨绿色发展。
青岛地铁总体构建出供能、配能、储能、用能、管能“五维一体”的能源管控架构。供能方面，地铁用电除来自城市电网外，还自建光伏、氢能、风力电站等，提升绿电占比；配能方面采用非晶合金、双向变流器等节能型设备，减少输配损耗；储能方面，配置飞轮储能、电容储能等技术，提高能源利用效率；用能方面采用永磁牵引列车、运行图优化、磁悬浮冷水机组、风水联动等技术、设备，降低设备耗能；管能方面建设智慧能源管理平台，以信息化、智慧化手段，实现用能全面管控。
张君表示，为贯彻落实国家“双碳”战略和青岛市第十三次党代会精神，青岛地铁集团锚定“建成世界一流绿色地铁，实现节电30%、降碳40%”双碳目标，制定绿色行动方案，统筹研究推进城市轨道交通各领域、各环节“双碳”工作，为加快迈向“活力海洋之都、精彩宜人之城”贡献地铁力量。
观海新闻/青岛晚报记者董真
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