随着城市轨道交通规模的爆发式增长,如何让城市轨道交通更节能,似乎已经成为众多城市必须面临的问题。
以北京地铁公司为例,2012年能耗为13.16万吨标煤,耗电为8.53亿度,而到了2013年能耗则为16.45万吨标煤,耗电则为11.24亿度。预计今年年末能耗有可能达到20万吨标煤,耗电达到14亿度。
据相关资料显示,“十二五”规划期间全国城市轨道交通总建设里程将超过3,000公里,我国将拥有世界上最大的城市轨道系统,其能耗也将是一个天文数字。
12月12日,在北京的首届城市轨道交通供电系统技术设备研讨会上,专家们似乎已经形成共识。城市轨道交通节能问题,已经不再仅仅是交通问题。高能耗,让已经它成为城市发展的一道隐形的“枷锁”。
机车再生制动能量回收
城市轨道交通对于城市的意义不言而喻,但是它的电能浪费问题也一度被外界所忽略。
据相关研究资料显示,城市轨道列车能耗能耗主要为列车牵引,其能耗占到了城市轨道能耗55%。但是众所周知,地铁站间距离比较短,列车启动、制动比较频繁,列车制动导致40%列车牵引电能被消耗。而如果轨道本身存在坡度,制动耗能则更高。
新疆乌鲁木齐地铁一号线、二号线存在较大的坡度,它消耗的电能比其他城市相对较高,中铁电气化勘测设计院总工程师王力天分析道。
常规机车制动主要利用高强度电阻消耗机车动能达到制动目的,但是巨大体量的电阻一度成为列车巨大的负担。高强度电阻体量较大,安装在列车之上,增加列车的负载,其本身就消耗电能。另外,由于电阻要产生巨大的热量,一度成为城市轨道交通的安全隐患。
而随着日本开发的无车载电阻机车在国内的推广,电阻开始被从列车上移出,高达130℃的高温存电阻的存放地依然让人头痛不已。
如今,一种崭新的逆变回馈型技术正在逐步走进城市轨道交通系统,这是一种将地铁车辆制动时产生的能量通过整流变压器反馈回35千伏中压环网,供城市轨道交通其他系统使用,这将会为城市轨道交通节省大量电能。
目前,该技术已经在北京10号线二期、北京14号线西段、北京15号线西段得到示范性应用,以西钓鱼台变电所为例,日节约电能达到了1555度。中铁电气化勘测设计院总工程师王力天分析道。
在国际上城市轨道交通储能技术也在逐步发展成型。完全通过超级电容或者飞轮储能技术把列车制动能量储存起来。超级电容技术在日本城市轨道交通已经得到成熟应用,国内技术和国际尚存差距,要在国内普及还需要时间。飞轮储能技术由一家英国公司研发成功,目前已经在美国、香港、法国等地区得到成功应用,目前该公司被冀东水泥收购,相信该技术在不久将来也会在国内得到推广。
合同能源管理开启新路径
除了机车再生制动能量回收的利用,一个合理的商业模式似乎也是城市轨道交通节能领域需要进一步探索的。那么合同能源管理是否能给城市轨道交通的能耗问题带来新的突破口呢?在这一点上,北京地铁似乎已经尝到了甜头。
合同能源管理1998年首次引入中国。它由专门的节能公司为客户专门提供节能诊断、融资、改造等服务,以节能效益分享的方式,回收投资和获得合理利润,降低用能单位节能改造的资金以及技术风险。
北京市地铁运营有限公司设备部副部长王胜利表示,北京地铁已经从2012年首次采用合同能源管理的实施了6站2区间的LED照明的节能改造。截止2014年,推广了10.6万支LED照明,对18座车站通风空调系统进行节能系统改造,已 |