青岛科创大走廊·科创解码｜地铁节能降耗，有个“能量管家”节电超30%减碳超40%，已在青岛多条地铁线推广

你知道吗？每天穿梭城市的地铁平稳启停，背后藏着一个鲜为人知的“能量管家”——飞轮储能装置，它把列车原本浪费的制动动能高效回收、再精准释放，为下一段行程注入绿色动力。如今，这项来自李沧青年科创城的硬核黑科技带来了可观的经济和社会效益。以蓝谷快线为例，全年可节省电费超310万元，年减碳量超过4000吨，相当于为城市种植了40万棵树木。

自主研发飞轮储能，为地铁节能降耗

5月7日，记者来到位于李沧区的青岛东湖绿色节能研究院有限公司探访时了解到，飞轮储能技术目前已规模化应用于青岛地铁的多条线路，市场前景十分广阔。可当记者想进一步探究这项技术究竟如何高超之时，该企业总经理万思军却笑着先卖了个关子。

“在了解飞轮储能技术之前，最好先了解清楚地铁的运行原理，不然听起来容易迷糊。”万经理介绍，驱动地铁列车行驶的能量来源是电压稳定的电网，它的刹车通常优先采用再生制动技术，利用电动机的可逆性原理，在需要制动的情况下，将电动机切换成发电机运转，利用车辆的惯性带动电动机转子旋转而产生反转力矩，将一部分的动能或势能转化为电能并加以储存或利用，由此也能避免依靠刹车片刹车磨损产生粉尘带来环境污染。

然而，回收的电能为避免带来网压波动，通常依靠地铁列车的制动电阻把电能转化成热能来消散，这样就会带来几个方面的影响。“一方面会造成隧道内的温度提升，另一方面则造成电力能源的浪费。”万经理耐心地解释说。

“面对地铁列车频繁启停过程中大量制动能量浪费，而传统方式无法高效回收这部分能量，我们将院士团队的技术与地铁场景实际需求结合，研发出了轨道交通飞轮储能装置。”万经理介绍，2022年，他们首先在青岛地铁3号线万泉路站挂网试运行，运行结果表明该系统具备适装性，而且稳压效果好。

应用磁悬浮，既是电动机也是发电机

万经理拿起一个飞轮储能装置模型介绍说，一整套的装置里包含了磁悬浮轴承、高速电机、真空腔体、变流器以及风冷或水冷装置等部分，具体应用时需要适配安装在地铁站的设备房内，每套装置的造价约300万元。

“通俗来说，它既是一个电动机，又是一个发电机。”技术出身的万经理接着解释说，当地铁列车进站刹车时，再生制动会抬升网压，此时飞轮储能装置会吸收电能，电网里多余的电就通过飞轮的电动机驱动飞轮高速旋转，把电能转换成飞轮的动能储存起来。

当地铁列车出站启动时，因为启动功率较大，瞬时消耗的电能会骤然增加，这样就会拉低电网的网压。此时的飞轮装置识别网压变低后，就会及时输出能量，转变为“发电机”的状态，将高速旋转的飞轮动能用来发电，给列车提供启动所需的能量。

从技术原理上看，这是一个完美的能量闭环：列车进站制动，电能转化为动能，飞轮高速旋转储能；列车出站启动，飞轮释放能量驱动列车。“整个过程高效、清洁、闭环，无需任何化学介质，也不存在衰减或污染问题，循环寿命长达20年以上，在功率密度、响应速度、安全性和全生命周期成本方面都具有显著优势，尤其适合轨道交通这类高频次、大功率、高可靠性的应用场景。”万经理说。

节电超30%减碳超40%，已在多条地铁线推广

记者了解到，目前这一技术已在青岛地铁1号线、2号线、3号线、6号线以及蓝谷快线等多条地铁线路规模化应用。每天，当地铁列车平稳进站、刹车制动的瞬间，这些应用的飞轮储能装置便悄然启动，就像一位不知疲倦的“能量管家”一样，把列车原本浪费的制动动能高效回收、再精准释放，为下一段行程注入绿色动力。

这一技术应用所带来的经济和社会效益同样令人振奋。根据青岛东湖绿色节能研究院有限公司提供的数据，以蓝谷快线为例，单套飞轮储能装置日节电达2000度，全线6个站点全年可节省电费超过310万元。“与此同时，系统综合节电率达30%，碳排放降低40%，换算成环保账，年减碳量超过4000吨，相当于为城市种植了40万棵树木。”万经理说，这些数字背后，是实实在在的降本增效，更是对“双碳”目标的坚定响应。

据介绍，眼下，飞轮储能技术已陆续在杭州、武汉等城市轨道交通逐步开展应用。而在应用场景上，也逐步扩展到独立电站电网调频、火储联合调频、超算中心等更广泛的储能场景中，预计今年签单额将达3.8亿元，有望成为绿色能源体系中的标准配置。

（半岛全媒体记者 徐杰）