收放自如：飛輪儲(chǔ)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(dòng)、制動(dòng)，在運(yùn)營過程中可以說是“用電大戶”。列車在制動(dòng)(也就是人們常說的“剎車”)過程中會(huì)產(chǎn)生數(shù)量可觀的能量，具有回收利用價(jià)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(jì)，軌道交通列車制動(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)營能耗。青島地鐵3號(hào)線的飛輪儲(chǔ)能是國內(nèi)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，釋放能量供列車使用，具有極佳的節(jié)能和穩(wěn)壓效果。
飛輪儲(chǔ)能作為一種高功率密度、高可靠性、長壽命、環(huán)境友好的儲(chǔ)能技術(shù)，相較中壓逆變和電容儲(chǔ)能技術(shù)具有顯著優(yōu)勢?？墒?，飛輪儲(chǔ)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(yàn)證階段，尚未得到推廣應(yīng)用。2021年，國家發(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》，指出“加快飛輪儲(chǔ)能、鈉離子電池等技術(shù)開展規(guī)?；囼?yàn)示范”。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，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)，打破國外技術(shù)壟斷。
兩臺(tái)飛輪儲(chǔ)能裝置投用后，預(yù)計(jì)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(fèi)約1065萬元。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。
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(chǔ)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(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(lì)發(fā)展的新能源產(chǎn)業(yè)。
青島地鐵13號(hào)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(xiàng)目的線路。該項(xiàng)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(xiàng)目建設(shè)，總裝機(jī)容量3兆瓦。其中，車輛段光伏項(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(diǎn)。
