日前,我國首臺套1兆瓦飛輪儲能裝置在青島地鐵3號線萬年泉路站完成安裝調試并順利并網(wǎng)應用。這是國內(nèi)軌道交通行業(yè)首臺套具有完全自主知識產(chǎn)權的兆瓦級飛輪儲能裝置,也打破了國外在該領域的技術壟斷。
據(jù)介紹,該項目由青島地鐵聯(lián)合湘電股份子公司湘電動力有限公司等單位聯(lián)合研制。據(jù)了解,該裝置不但可以提高軌道交通牽引供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性,還能大大降低地鐵牽引能耗。同時,此次飛輪儲能裝置的投用也打破了國外在該領域的技術壟斷。
在飛輪儲能裝置研制過程中,湘電股份發(fā)揮“機電一體化”以及在高速永磁電機、電磁軸承等領域的優(yōu)勢,整合內(nèi)外部資源,突破了高能量密度飛輪電機一體化設計與制造、低損耗高可靠性大承載力混合磁軸承等關鍵核心技術。據(jù)估算,青島地鐵全面推動飛輪儲能裝置的推廣應用后,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。
湘電股份相關負責人表示,該裝置應用領域十分廣泛,除軌道交通領域外,還可應用于電力能源、石油化工和船舶等多個行業(yè)。在電磁能領域,湘電股份擁有船舶綜合電力推進系統(tǒng)和特種發(fā)射兩大核心技術,產(chǎn)品技術與制造能力在國內(nèi)外處于領先地位。
專家指出,飛輪儲能突破了化學電池的局限,用物理方法實現(xiàn)儲能,由于是電能和機械能的相互轉化,真正實現(xiàn)零污染。飛輪儲能采用磁懸浮技術,飛輪轉子在真空室內(nèi),無風阻環(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),當列車進站制動時,飛輪吸收能量,將電能轉換為動能,轉速高達每分鐘20000轉。當列車出站加速時,飛輪釋放能量,將動能轉化為電能,釋放能量供列車使用,具有極佳的節(jié)能和穩(wěn)壓效果。
地鐵本身是一種綠色低碳環(huán)保的交通工具,肩負著“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、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,低碳技術攻關是繞不過的關卡。據(jù)統(tǒng)計,軌道交通列車制動產(chǎn)生的能量可達到牽引系統(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。
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,相較中壓逆變和電容儲能技術具有顯著優(yōu)勢??墒?,飛輪儲能技術較為復雜,長期被國外壟斷,國內(nèi)在該領域進行了大量嘗試,但整體處于技術開發(fā)與驗證階段,尚未得到推廣應用。2021年,國家發(fā)展改革委、國家能源局發(fā)布的《關于加快推動新型儲能發(fā)展的指導意見》,提出將發(fā)展新型儲能作為提升能源電力系統(tǒng)調節(jié)能力和綜合效率的重要舉措,并提出提升科技創(chuàng)新能力,加快飛輪儲能等新型儲能技術開展規(guī)?;囼炇痉?。飛輪儲能技術除在鐵路應用之外,還可廣泛應用于城市軌道交通、航空航天、國防軍工、醫(yī)療等領域,市場前景廣闊。
2021年,國家發(fā)展改革委出臺《關于加快推動新型儲能發(fā)展的指導意見》,指出“加快飛輪儲能、鈉離子電池等技術開展規(guī)模化試驗示范”。青島地鐵結合行業(yè)需要,與湖北東湖實驗室達成戰(zhàn)略合作,充分發(fā)揮“產(chǎn)學研用”各方優(yōu)勢,在以飛輪儲能為代表的軌道交通節(jié)能降碳技術領域進行聯(lián)合攻關,打破國外技術壟斷。
原標題:山東省青島地鐵首臺套兆瓦級飛輪儲能裝置并網(wǎng)應用