6月29日,蘇州地鐵6號線宣布正式運營。
蘇州地鐵6號線是江蘇省、蘇州市重點建設項目,也是服務長三角一體化發展戰略的重大工程。線路全長36.12km,串聯了滬寧城際蘇州新區站、金閶新城、虎丘、平江新城、古城區、蘇州大學、蘇州CBD、金雞湖、園區體育中心、通蘇嘉城際蘇州東站等諸多重要功能中心和樞紐地區,通車運營后將強化金雞湖東西兩岸之間的聯系,加強對古城區的服務,成為蘇州城市東西向穿越古城區及金雞湖的重要客流通道,同時也是城際客流的重要集散線路,對加快推動市域一體化發展,助力打造“軌道上的蘇州”具有重要意義。
除了承載經濟和文化的高效流通,蘇州地鐵6號線也是綠色城軌的典型案例。為了響應國家“雙碳”目標,蘇州地鐵與美的樓宇科技合作,引進了超高效智能環控系統解決方案,以實現線路整體節能減碳的目標,守護線路安全。
近年來,我國城市軌道交通發展迅速,在從無到有的基礎上,正經歷從有到優的轉變。城軌智慧化和綠色化成為新的發展方向。尤其是“雙碳”目標提出后,如何實現城市軌道交通的綠色化轉型就成為了業內討論的焦點。
2022年8月,中國城市軌道交通協會印發了《中國城市軌道交通綠色城軌發展行動方案》(后簡稱《綠色城軌發展行動方案》),提出了“綠色城軌”這一概念,目的在于指導城軌交通行業的綠色轉型工作,推動城市軌道交通實現近零排放,支撐“雙碳”目標實現。
我國城市軌道交通發展有何特點?為什么以及如何建設綠色城軌?美的樓宇科技賦能蘇州地鐵6號線的合作能給我們怎樣的啟發?本文將就這些問題展開討論。
城市軌道交通是現代大城市交通的發展方向。因為能夠有效緩解城市交通壓力、減少環境污染,因此發展軌道交通是解決大城市病的必然途徑,也是建設綠色城市、智能城市的有效途徑。
經過40余年的發展后,我國已成為全球軌道交通系統最發達的國家之一,城市軌道在城市經濟中的地位也日顯重要。截至2023年底,中國已有55個城市開通運營城市軌道交通線路306條,全國城市軌道交通總運營里程已超過一萬公里。
各大城市軌道交通運營公司在管理和運營方面積累了豐富經驗,運營效率和服務質量逐年提升。
然而,隨著城市化進程加快和人口增長,乘客需求不斷增加,軌道交通系統面臨擴容和提質的雙重挑戰。如何在擴展網絡的同時,保持環境友好和可持續發展也是未來的重要課題。由此,城軌的智慧化和綠色化轉型議題被提出。
按照《綠色城軌發展行動方案》中的描述,綠色城軌是指:城軌交通全產業鏈各個環節和全生命周期各個階段,最大限度地降低能耗,減少二氧化碳排放;最大幅度地提升能效和資源利用率,提高運輸效率效益;最大可能地采用清潔能源,推動用能結構轉換;最大程度地促進與城市協調發展,優化綠色出行,環環相扣,綠色轉型,構建低碳排、高效能、大運量的新時代中國式綠色化城市軌道交通。
節能降碳增效是綠色城軌的建設的重要一環。《綠色城軌發展行動方案》中提到,要以雙碳和綠色城軌發展目標為引領,將節能降碳作為城軌雙碳工作和應對氣候變化工作的根本任務,在城軌交通全產業鏈和全生命周期中采用綠色節能標準和綠色關鍵技術,創新運營和管理模式,建設綠色節能標桿示范項目,開展節能降碳增效行動。
空調系統是軌道交通中的“耗能大戶”,運行能耗占比高達35%以上。2020年聯合國環境規劃署與國際能源署聯合發布《制冷系統排放和政策綜合報告》顯示,通過對40余座典型車站現場測試,多數冷水機組COP為3.0~5.0,制冷機房系統全年平均運行能效比<3.5,空調系統全年能效比<2.5,軌交行業制冷系統綜合能效普遍偏低,這可能帶來未來40年4600億噸溫室氣體的排放。
由此可見,實現軌道交通空調系統的節能減排,對于綠色城軌的建設至關重要。這一過程,離不開軌道運營方和解決方案提供商的緊密協作。
這方面,蘇州地鐵6號線提供了一個良好示范。為了降低總體能耗、提升暖通系統的整體能效,蘇州地鐵6號線采用環控總承包的方式,美的樓宇科技為其打造全線31個站點超高效智能環控系統解決方案。
按照標準站年制冷量165萬kwh,蘇州地鐵6號線優化前的空調系統TCOP(總能效比)僅為2.3,年耗電量72萬kwh;在采用美的超高效智能環控系統后,6號線空調系統TCOP預計將超過4.0;除蒸發冷機組外,全線機房能效比(COP)預計超過5.2,李公堤西站機房能效比預計達6.0以上;全系統年耗電量42萬kwh,每站節省電量預計30萬kwh。按照全線31個站,平均每年預計可省電930萬kwh,相當于每年減少1萬噸二氧化碳排放,每年增加植樹將近10萬棵。
所謂超高效智能環控系統,是指美的樓宇科技基于iBUILDING美的樓宇數字化平臺的底層能力,集成美的高效機房+智慧末端+智能環控節能控制系統,為城軌交通提供美的自研磁懸浮變頻離心機組、高效變頻水泵及水路組件、變流量冷卻塔、智慧風系統末端(組合式空調箱、風機盤管)、智能環控節能控制系統等軟硬件設備,以及系統深化設計、BIM建模裝配式施工在內的全生命周期系統解決方案。
其中,i能效是機房能效運營管理應用系統,支持設備監測、能耗分析、數據分析等功能,不僅實現了對線路級暖通系統的遠程監測與管理,還支持私有化部署,極大簡化了運維流程,讓復雜的能源管理變得輕松高效。
該方案實現了節能控制算法的精確驗證,研發多智能體自適應節能控制技術,實現冷水機組“臺數+轉速+導葉開度”負荷精準適配控制、全局能量平衡控制及基于在線動態尋優的風-水協調控制,解決了車站冷量供給與需求不匹配、控制過程滯后波動問題,實現了最佳效率運行。
其中,美的鯤禹磁懸浮變頻離心式冷水機組全系列一級能效以上,獲得國家節能認證及美國AHRI認證,應用了航天氣動技術、磁懸浮軸承控制技術、微通道冷媒散熱變頻器技術、高效永磁同步電機技術等多項核心技術,全天候實時滿足蘇州地鐵6號線負荷需求的同時,大幅降低運行能耗和運維成本。
在《綠色城軌發展行動方案》指導下,各地方政府、地鐵運營商和智慧方案提供商都開始積極行動。在《綠色城軌發展行動方案》印發當年,青島、北京和深圳等城市就發布了各自的綠色城軌發展行動方案。2023年,南京、重慶、上海、天津、成都、哈爾濱、石家莊、寧波、無錫、徐州、蘇州、常州、溫州等13座城市又相繼發布了各自的綠色城軌轉型發展行動方案。
在此背景下,各方案提供商也從不同方面積極開展節能降碳方案的探索和開發。永磁牽引系統、氫能源列車、雙向變流牽引供電技術、太陽能光伏、直膨和蒸發冷技術、風水聯動和智能控制的高效機房等,都成為助力城軌綠色化的新實踐。
上文我們已經提到過,作為耗能大戶的空調系統,是城軌綠色化的重要一環。近年來,在物聯網、AI、大數據等新一代信息技術的加持下,智能環控系統呼之而出,高效、節能、舒適、智慧的環控系統正成為行業著力探索的主要方向。伴隨行業新的需求,高效機房、風水聯動、高效EC末端等高效智慧系統,以及蒸發冷、水冷直膨、物聯多聯機等高效集成解決方案等,應運而生。
作為城市軌道交通領域的深耕者,美的樓宇科技打造出了一套以“安心、低碳、智慧、高效”為核心理念,包含高可靠產品、高效控制、集成監控、智慧場景和數字服務,致力于為軌道交通提供可靠、環保、智能和高效的綜合解決方案。截止目前,該方案服務于超20座城市助力80多條城軌線路的綠色化建設。
高可靠產品如冷水機組、變頻多聯機、VRF機組和暖通設備,確保系統的可靠運行。其中美的磁懸浮變頻離心式冷水機是高可靠產品的其中一個代表。作為美的全自主開發,擁有完全自主知識產權及核心技術,具備無油高效、穩定可靠、寬域運行、低噪環保、節省費用等多項特點。鯤禹新一代磁懸浮離心機組對比常規螺桿機、離心機產品,綜合能效高一半,運行費用也節省50%左右,對比同等冷量其他磁懸浮產品,能效也高16%以上,讓軌道交通更加綠色節能。
同時,美的鯤禹磁懸浮提供的數智運維服務,實現對機組的精準控制,達到每15分鐘更新最優控制策略,降低40%系統運行能耗。同時,針對美的磁懸浮離心式冷水機組,美的樓宇科技還是業內首個提出“10+5”質保政策企業,提出磁懸浮壓縮機“十年免費保修”服務、“將磁懸浮離心機整機質保從兩年延長至五年,讓用戶在長期使用過程中更安心。
此外,高效控制部分包括暖通空調控制器、暖通一體化控制器和樓宇一體化控制器,提升系統的控制效率。集成監控方面,涵蓋樓宇管理控制系統BAS、云腦Xbrain、綜合安防管理平臺ISCS和集成運維管理IOC,實現全面的集成監控。
智慧場景則從軌道交通實際應用場景出發,涵蓋智能站臺、智慧客控、智慧票務和智慧通行,提供便捷高效的用戶體驗。數字服務部分,提供頂層設計、智能運維、AI智能節能、基于大數據的安全運營與維護以及全生命周期預測性維護,確保系統的長效運行和安全保障。
蘇州地鐵6號線的正式運營,既是蘇州市軌道交通發展的重要里程碑,也是我國智慧化、綠色化軌道交通的生動體現。蘇州地鐵與美的樓宇科技在該線路上的成功合作實踐,為我國其他城市軌道交通的綠色轉型提供了寶貴經驗。
隨著城市化進程的不斷推進和“雙碳”目標的落實,城市軌道交通的綠色化和智慧化將成為未來發展的主旋律。在這一過程中,期待像美的樓宇科技這樣的智慧建筑綜合解決方案服務商,繼續發揮關鍵作用,推動技術進步和產業升級,共同實現綠色、智慧的城市交通愿景。