青島科創大走廊·科創解碼｜地鐵節能降耗，有個“能量管家”節電超30%減碳超40%，已在青島多條地鐵線推廣

你知道嗎？每天穿梭城市的地鐵平穩啟停，背后藏著一個鮮為人知的“能量管家”——飛輪儲能裝置，它把列車原本浪費的制動動能高效回收、再精準釋放，為下一段行程注入綠色動力。如今，這項來自李滄青年科創城的硬核黑科技帶來了可觀的經濟和社會效益。以藍谷快線為例，全年可節省電費超310萬元，年減碳量超過4000噸，相當于為城市種植了40萬棵樹木。

自主研發飛輪儲能，為地鐵節能降耗

5月7日，記者來到位于李滄區的青島東湖綠色節能研究院有限公司探訪時了解到，飛輪儲能技術目前已規模化應用于青島地鐵的多條線路，市場前景十分廣闊。可當記者想進一步探究這項技術究竟如何高超之時，該企業總經理萬思軍卻笑著先賣了個關子。

“在了解飛輪儲能技術之前，最好先了解清楚地鐵的運行原理，不然聽起來容易迷糊。”萬經理介紹，驅動地鐵列車行駛的能量來源是電壓穩定的電網，它的剎車通常優先采用再生制動技術，利用電動機的可逆性原理，在需要制動的情況下，將電動機切換成發電機運轉，利用車輛的慣性帶動電動機轉子旋轉而產生反轉力矩，將一部分的動能或勢能轉化為電能并加以儲存或利用，由此也能避免依靠剎車片剎車磨損產生粉塵帶來環境污染。

然而，回收的電能為避免帶來網壓波動，通常依靠地鐵列車的制動電阻把電能轉化成熱能來消散，這樣就會帶來幾個方面的影響。“一方面會造成隧道內的溫度提升，另一方面則造成電力能源的浪費。”萬經理耐心地解釋說。

“面對地鐵列車頻繁啟停過程中大量制動能量浪費，而傳統方式無法高效回收這部分能量，我們將院士團隊的技術與地鐵場景實際需求結合，研發出了軌道交通飛輪儲能裝置。”萬經理介紹，2022年，他們首先在青島地鐵3號線萬泉路站掛網試運行，運行結果表明該系統具備適裝性，而且穩壓效果好。

應用磁懸浮，既是電動機也是發電機

萬經理拿起一個飛輪儲能裝置模型介紹說，一整套的裝置里包含了磁懸浮軸承、高速電機、真空腔體、變流器以及風冷或水冷裝置等部分，具體應用時需要適配安裝在地鐵站的設備房內，每套裝置的造價約300萬元。

“通俗來說，它既是一個電動機，又是一個發電機。”技術出身的萬經理接著解釋說，當地鐵列車進站剎車時，再生制動會抬升網壓，此時飛輪儲能裝置會吸收電能，電網里多余的電就通過飛輪的電動機驅動飛輪高速旋轉，把電能轉換成飛輪的動能儲存起來。

當地鐵列車出站啟動時，因為啟動功率較大，瞬時消耗的電能會驟然增加，這樣就會拉低電網的網壓。此時的飛輪裝置識別網壓變低后，就會及時輸出能量，轉變為“發電機”的狀態，將高速旋轉的飛輪動能用來發電，給列車提供啟動所需的能量。

從技術原理上看，這是一個完美的能量閉環：列車進站制動，電能轉化為動能，飛輪高速旋轉儲能；列車出站啟動，飛輪釋放能量驅動列車。“整個過程高效、清潔、閉環，無需任何化學介質，也不存在衰減或污染問題，循環壽命長達20年以上，在功率密度、響應速度、安全性和全生命周期成本方面都具有顯著優勢，尤其適合軌道交通這類高頻次、大功率、高可靠性的應用場景。”萬經理說。

節電超30%減碳超40%，已在多條地鐵線推廣

記者了解到，目前這一技術已在青島地鐵1號線、2號線、3號線、6號線以及藍谷快線等多條地鐵線路規模化應用。每天，當地鐵列車平穩進站、剎車制動的瞬間，這些應用的飛輪儲能裝置便悄然啟動，就像一位不知疲倦的“能量管家”一樣，把列車原本浪費的制動動能高效回收、再精準釋放，為下一段行程注入綠色動力。

這一技術應用所帶來的經濟和社會效益同樣令人振奮。根據青島東湖綠色節能研究院有限公司提供的數據，以藍谷快線為例，單套飛輪儲能裝置日節電達2000度，全線6個站點全年可節省電費超過310萬元。“與此同時，系統綜合節電率達30%，碳排放降低40%，換算成環保賬，年減碳量超過4000噸，相當于為城市種植了40萬棵樹木。”萬經理說，這些數字背后，是實實在在的降本增效，更是對“雙碳”目標的堅定響應。

據介紹，眼下，飛輪儲能技術已陸續在杭州、武漢等城市軌道交通逐步開展應用。而在應用場景上，也逐步擴展到獨立電站電網調頻、火儲聯合調頻、超算中心等更廣泛的儲能場景中，預計今年簽單額將達3.8億元，有望成為綠色能源體系中的標準配置。

（半島全媒體記者 徐杰）

來源：大眾新聞·半島新聞