中國儲(chǔ)能網(wǎng)訊：經(jīng)常乘坐飛機(jī)的人，肯定對(duì)機(jī)艙內(nèi)航空煤油的味道不陌生。前幾年，停在首都機(jī)場停機(jī)坪上的飛機(jī)為了確保機(jī)內(nèi)電源、氣源的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，使用的是位于機(jī)尾、以航空煤油為燃料的飛機(jī)輔助發(fā)動(dòng)機(jī)(APU)，所以機(jī)艙內(nèi)有航空煤油的味道很正常。如今，隨著“雙碳”行動(dòng)在各行各業(yè)的推進(jìn)，碳排放治理已成為開展綠色機(jī)場建設(shè)的重中之重。
國際民航組織、國際航空運(yùn)輸協(xié)會(huì)近年發(fā)布的報(bào)告顯示，航空業(yè)碳排放主要來源于飛機(jī)的燃油消耗。機(jī)場活動(dòng)產(chǎn)生的碳排放量相對(duì)較小，約占全民航業(yè)碳排放的2%-5%。
首都機(jī)場公開的數(shù)據(jù)則表明，飛行區(qū)內(nèi)碳排放主要來源于：車輛尾氣排放和航空器排放。為了積極推進(jìn)綠色機(jī)場建設(shè)，打造“民航+綠色低碳”生態(tài)圈，首都機(jī)場率先在國內(nèi)使用儲(chǔ)能APU替代設(shè)施、儲(chǔ)能式充電樁等儲(chǔ)能設(shè)備，以更好地減少碳排放。
國內(nèi)機(jī)場首次引入一體型儲(chǔ)能式APU替代設(shè)施
APU主要為飛機(jī)在地面保障期間提供電源和氣源。常規(guī)模式下，飛機(jī)在地面保障期間，飛機(jī)關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)（機(jī)翼下的渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)），開啟APU，由于APU使用的是渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)，所以能耗大、噪聲大、污染多，且排放的尾氣是機(jī)場的主要污染物。
最近幾年，為了降低飛機(jī)APU渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)污染物的高排放，首都機(jī)場加快了儲(chǔ)能式APU替代設(shè)施建設(shè)，在航班在停機(jī)坪保障期間，飛機(jī)關(guān)閉位于機(jī)尾的APU，由地面電源和空調(diào)為飛機(jī)供電和送冷風(fēng)、熱風(fēng)。
首都機(jī)場地面一體型儲(chǔ)能式APU（左圖），替代了飛機(jī)輔助發(fā)動(dòng)機(jī)（圖片來自網(wǎng)絡(luò)）
首都機(jī)場在國內(nèi)首次引入10套一體型儲(chǔ)能式APU替代設(shè)施(包括儲(chǔ)能式400HZ電源及蓄冷型地面空調(diào))，為機(jī)尾的APU找到了綠色、低碳儲(chǔ)能替代設(shè)施。儲(chǔ)能式APU替代設(shè)施的用電需求是普通式APU替代設(shè)施用電需求的三分之一，該儲(chǔ)能式設(shè)備利用機(jī)位空閑時(shí)間，將市電能量儲(chǔ)存在儲(chǔ)能電池內(nèi)，將冷量(熱量)通過儲(chǔ)能介質(zhì)存放在蓄冷(熱)箱內(nèi)，通過設(shè)備的智能調(diào)度系統(tǒng)，航班保障期間，儲(chǔ)能電池、蓄冷裝置和市電共同為地面電源和空調(diào)供電，滿足日常的航班保障要求。近三年，首都機(jī)場持續(xù)提升1號(hào)航站樓、2號(hào)航站樓、3號(hào)航站樓的一體型儲(chǔ)能式APU替代設(shè)施配置比例。
國內(nèi)首套一體型儲(chǔ)能式APU替代設(shè)施“落戶”首都機(jī)場（作者謝都，首都機(jī)場供圖）
使用儲(chǔ)能式APU替代設(shè)施實(shí)現(xiàn)了機(jī)場和航空公司的雙贏，對(duì)首都機(jī)場而言，既緩解了飛行區(qū)高峰電力資源不足的問題，也減少了碳排放，對(duì)航空公司來說，進(jìn)一步節(jié)省了航油費(fèi)用。
89臺(tái)儲(chǔ)能式、光儲(chǔ)充一體式充電樁
截至2023年4月底，首都機(jī)場飛行區(qū)內(nèi)現(xiàn)有車輛3335輛、新能源車1456輛，新能源車輛的保有量居全國機(jī)場第二，電動(dòng)化率為43.66%。預(yù)計(jì)到2025年，首都機(jī)場飛行區(qū)內(nèi)新能源車數(shù)量將達(dá)到1652輛，電動(dòng)化率達(dá)到49.54%。
首都機(jī)場對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)、新能源車輛的安全性有著近乎苛刻的要求。相較于配套其他化學(xué)鋰電池，格力鈦新能源股份有限公司使用鈦酸鋰電池的新能源擺渡車在安全性能方面的確有自身優(yōu)勢(shì)，這也是首都機(jī)場選擇格力鈦?zhàn)鳛楦甙踩孕履茉磾[渡車供應(yīng)商的原因之一。除了機(jī)場擺渡車，格力鈦還研發(fā)了機(jī)場牽引車等地面設(shè)備、光儲(chǔ)充一體化電站等產(chǎn)品。據(jù)悉，與其它鋰離子電池相比，格力鈦的鈦離子電池材料的鋰金屬電位更高，避免了電池在過充過程中生成導(dǎo)致短路或出現(xiàn)使負(fù)極惡化的鋰枝晶，安全穩(wěn)定性更好。中國工程院院士陳清泉也在公開場合表示，“經(jīng)過多年的實(shí)踐證明，格力鈦電池是目前鋰電池領(lǐng)域安全性能最好的電池之一?！?
格力鈦使用鈦酸鋰電池的新能源擺渡車已在首都機(jī)場投入運(yùn)營（圖片來自格力鈦官網(wǎng)）
為了保障新能源車輛的日常運(yùn)行需求，首都機(jī)場在飛行區(qū)內(nèi)集中建設(shè)了充電樁465臺(tái)，其中快充樁364臺(tái)、慢充樁101臺(tái)，車樁比達(dá)到3：1。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前首都機(jī)場充電樁的使用率約為30%左右，現(xiàn)有充電樁的數(shù)量完全可以滿足車輛的充電需求。
首都機(jī)場飛行區(qū)2號(hào)門附近的光儲(chǔ)充一體化充電設(shè)施（作者周洋，首都機(jī)場供圖）
為了緩解首都機(jī)場用電高峰壓力，首都機(jī)場不僅在飛行區(qū)內(nèi)安裝了普通的直流快充樁和交流慢充樁，還通過技術(shù)創(chuàng)新在2020年引入了儲(chǔ)能式充電樁。儲(chǔ)能式充電樁在空閑時(shí)段，利用市電為儲(chǔ)能電池充電，充電樁為車輛充電時(shí)，市電和儲(chǔ)能電池共同為車輛供電，增加了車輛充電效率。目前飛行區(qū)內(nèi)共有儲(chǔ)能式充電樁83臺(tái)。儲(chǔ)能電池均為鈦酸鋰材料，鈦酸鋰材料具有耐寒、耐高溫，不易發(fā)生爆炸、起火，以及使用壽命長的特點(diǎn)。
此外，為了解決部分區(qū)域市電不足的情況，首都機(jī)場還建設(shè)了6處光儲(chǔ)充一體式充電樁，利用光伏發(fā)電為車輛充電，目前首都機(jī)場光伏裝機(jī)容量12.9MW，按照規(guī)劃，2025年首都機(jī)場光伏規(guī)劃總裝機(jī)容量將達(dá)到41MW，2030年將達(dá)到55MW。
據(jù)統(tǒng)計(jì)，2022年首都機(jī)場飛行區(qū)內(nèi)充電樁共充電9.3萬次，累計(jì)充電電量138萬度，減少碳排放5000噸。截至2023年4月，首都機(jī)場新能源汽車的充電次數(shù)和充電電量已達(dá)2022年全年的50%左右。
首都機(jī)場依托安全管理平臺(tái)確保儲(chǔ)能設(shè)備安全
為了確保飛行區(qū)內(nèi)新能源汽車和各類儲(chǔ)能充電樁安全、平穩(wěn)運(yùn)行，首都機(jī)場在2019年建成投用了“電動(dòng)車輛及充電樁安全運(yùn)行管理平臺(tái)”，該平臺(tái)依托物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)充電樁和電動(dòng)車輛運(yùn)行狀態(tài)信息實(shí)時(shí)采集及運(yùn)營管理。
首都機(jī)場飛行區(qū)各類儲(chǔ)能充電樁及新能源汽車通過統(tǒng)一的進(jìn)場標(biāo)準(zhǔn)接入本管理平臺(tái)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)車樁故障告警信息實(shí)時(shí)接收和推送，并對(duì)故障告警分級(jí)分類、閉環(huán)處置，實(shí)現(xiàn)安全監(jiān)控功能。同時(shí)，通過內(nèi)置的傳感器，可以監(jiān)控到新能源汽車的電池電壓、電流、溫度、SOC等重要參數(shù)，并比較其極值信息，從而評(píng)估電池組的一致性，當(dāng)極值點(diǎn)偏離較大時(shí)，說明該電池存在異常，系統(tǒng)將推送報(bào)警。技術(shù)人員介紹，當(dāng)車輛充電時(shí)出現(xiàn)異常情況，系統(tǒng)推送報(bào)警，管理平臺(tái)的主動(dòng)安全功能，通過機(jī)場飛行區(qū)充電樁配置的智能斷路器，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程斷電，避免事故發(fā)生或擴(kuò)大化，方便消防人員處置。
首都機(jī)場安全管理平臺(tái)已運(yùn)行近四年時(shí)間，依托收集的運(yùn)行信息建立了豐富的數(shù)據(jù)庫資源，通過大量的歷史數(shù)據(jù)，如故障告警信息，可分析具體某一新能源汽車或者儲(chǔ)能充電樁可能會(huì)發(fā)生的異常情況，同時(shí)，結(jié)合動(dòng)力電池中長期內(nèi)阻、容量、SOC的細(xì)微變化，實(shí)現(xiàn)多維度動(dòng)力電池系統(tǒng)故障診斷，為新能源汽車及儲(chǔ)能充電樁安全評(píng)估系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)支撐和智能分析能力。
首都機(jī)場的這套管理平臺(tái)的數(shù)據(jù)報(bào)表功能承接了飛行區(qū)電動(dòng)車充電運(yùn)營業(yè)務(wù)，用戶可以通過掃碼、刷卡、VIN等方式進(jìn)行充電。平臺(tái)依據(jù)國網(wǎng)每月發(fā)布的電價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，建立電價(jià)模型，根據(jù)尖峰平谷不同時(shí)段科學(xué)、準(zhǔn)確地收取電費(fèi)和服務(wù)費(fèi)。平臺(tái)設(shè)置了多個(gè)接口，可接入供配電系統(tǒng)、儲(chǔ)能系統(tǒng)、光伏系統(tǒng)、儲(chǔ)能APU替代設(shè)施等多種設(shè)備，并可進(jìn)行設(shè)備的全生命周期管理、配品配件出入庫管理、設(shè)備巡檢維護(hù)管理等。
