100%绿能替代!探访青岛全球首个超阶“零碳大楼”:未来之城的“绿色标杆”
近日,位于青岛崂山区的特来电总部基地大楼正式启用,这座117米高的商务楼宇是全球首个超阶零碳大楼,日均6000度用电量,完全可以“自给自足”,并实现100%绿能替代、零碳排。记者第一时间探访了这座未来能源使用的“绿色标杆”。
特来电总部基地大楼
日均6000度用电量全部绿能替代
天气晴好时,远看特来电总部基地大楼,东、西、南三立面安装的碲化镉建筑光伏一体化玻璃幕墙,可以清晰地映照出蓝天与青山,仿佛城市风光大片。而这些玻璃幕墙还有神奇的绿能生成作用,他们是大楼的“发电玻璃”。
超阶零碳大楼项目负责人、青岛特中和智慧科技有限公司总经理孙福鹏介绍,大楼选择碲化镉材料,原因在于其弱光发电能力强,即使在非直射阳光下也能保持较高的发电效率。相较于传统晶硅光伏板对入射角度的严格要求,碲化镉玻璃能够在不同光照条件下稳定发电。目前,三立面装机430kWp,日发电量达到1500度,贡献了约25%的绿能替代。
大楼底部有一个梯次储能电池系统,与普通储能系统不同,14块淘汰的汽车动力电池在这里继续发挥余热,相当于变废为宝。“这些退役电池,实际上仍然有70%~80%的寿命,梯次储能电池系统赋予了他们新的舞台。”据介绍,退役电池再利用,降低成本的同时,安全性是重中之重。“在我们特来电总部基地大楼,梯次储能电池系统在大楼储能过程中,实时检测+大数据建模分析+主动水浸没消防,确保安全百分百。”
打个比方,电池使用过程中,全程接受“心电图”式监测,温度、湿度、电流、电压等指标全部处于系统监控中,一旦某一项指标发生突变,系统就会停止并隔离。如果在过程中发生更严重的事情,例如热失控,系统监测到之后会启动电脱扣系统,电池会掉到下面的水池里,实现最有效的风险处置。
记者了解到,当特来电开始规划这座超阶零碳大楼的停车系统时,团队曾考虑过与外部停车设备厂商合作。然而,经过深入调研后发现,市面上的机械式停车系统不仅效率低下,而且无法满足大楼对于能耗控制和运行效率的高标准。
挑战激发了创新潜能,企业最终自主研发出全自动极速立体泊车系统。如今,这套全球首个全自动极速立体泊车系统能将单辆车停放到指定位置的时间缩短至35秒,是传统速度的五倍。
立体泊车系统
同时,系统实现了“停充一体”的数字化管理,这里的每辆电动车都成了一个小型储能站。当车辆停入指定区域后,机器人会自动对接并调整位置,随后通过高精度轨道系统和齿轮驱控技术,快速、精准地移动车辆。与此同时,自动充电机器手会插入车辆充电口,建立物理能量链接。汽车不仅可以充电,还能在用电高峰时反向供电给大楼。
据了解,通过融合光伏、储能、汽车充放电、智慧泊车、智慧办公等技术模块,目前整座建筑日均用电量6000度,其中光伏玻璃日发电量1500度,梯次电池日储绿电1500度,地下停车库可泊共508辆车中,每天300辆电动车同时放电,则可提供高达3000度的日放电量。也就是说,大楼实现了绿能的“自给自足”。
2.4万个传感器让建筑“主动降碳”
除了百分百绿能替代,大楼还利用物联网、云计算、大数据等技术,实现建筑本身超低能耗“待机”。
在这里,整座大楼找不到一个传统的开关面板,取而代之的是目前大楼内安装的近24000个微小传感器,实现人与大楼内灯光、空调、电梯等全自动交互。建筑内的这些传感器相当于人体的神经末梢,感知需求、提供解决方案。例如,通过扫描人脸便可以实时感知员工需要去的楼层,并立刻安排最近的电梯对员工进行接驳; 当员工来到办公区时,灯和空调会自动打开,离开后也会自动关闭;当会议室进入预约时段,自动开启照明和空调系统。“实际上,上述这些日常办公状态和活动,过程中都伴随着能源的消耗,数字化目的就是有效实现节能减排。”
“光伏、储能、电动车放电,这三者不是独立运行的,而是在一个统一的充电网下协同工作。”中控大屏前,实时数据不断跳动:光伏当前发电量、储能电池充放状态、300辆电动车的可调度电量……
“什么时候用光伏电?什么时候从电网低价购电存进电池?什么时候让停着的电动车反向供电?这些全部由系统自动决策。”孙福鹏告诉记者,通过数字能源化、能源数字化,大楼实现了能源利用的“最优解”。
此外,“直流直用”是这座大楼的另一个关键创新。光伏发出来的电是直流电,传统建筑需要先转成交流电再使用,过程中损耗难免。而在这里,直流电直接供给照明、充电桩等设备,省去了转换环节。“就像我们收集屋顶的雨水,直接用于冲厕和绿化,不用再从市政管网拉水。”孙福鹏打了个比方,“直流直用减少了中间浪费。”
很多人以为,这样的高科技大楼一定造价昂贵。但数据却出人意料。据介绍,数字化让大楼的投资成本降低了20%到30%,运营效率提升30%,用能成本节约了约30%。另据悉,以特来电总部基地大楼为起点,未来企业还将探索超阶零碳的园区级应用。
观点:“光储充放”一体化零碳建筑具备可复制性与推广价值
艾媒咨询首席分析师张毅认为,超阶零碳大楼正在为建筑行业乃至整个城市的可持续发展提供可复制、可推广的系统性解决方案。项目通过集成建筑光伏一体化、梯次电池储能与电动汽车车网互动(V2G)技术,构建了高度协同的清洁能源供应体系,实现了建筑级绿电自给自足的技术突破。
在节能减排方面,项目提升了能源利用效率,为公共建筑领域的低碳转型提供了可量化的实践路径。同时,项目对退役动力电池进行规模化梯次利用,并通过数字化系统实现全生命周期状态监测,探索出一条兼具安全性与经济性的电池循环利用新模式,对完善新能源汽车产业链闭环具有积极意义。
此外,“光伏+储能+V2G”系统架构具备较强的可复制性,适用于写字楼、产业园区、商业综合体等多种场景,为城市建筑领域推进碳达峰、碳中和目标提供了可推广的技术方案和建设范式。随着能源结构转型与智慧城市建设的加速,此类集绿色化、智能化、集约化于一体的零碳建筑,有望成为未来城市基础设施的重要组成部分,推动能源消费模式向分布式、互动式、低碳化方向持续演进。
(半岛全媒体记者 王好)