在青岛市崂山区松岭路上,一座117米高的玻璃幕墙建筑正悄然改变人们对建筑的想象。它不只是一栋办公楼,更是一个精密运转的“生命体”——东、西、南三面墙体流淌着阳光转化的电流,地下室运转着退役动力电池组成的“城市肺叶”,而其立体停车场里的新能源汽车,则化作移动的“电力细胞”,随时为大楼注入鲜活能量。
这便是全球首座“超阶零碳大楼”,由中国充电网络巨头青岛特锐德电气股份有限公司(以下简称“特锐德”)旗下的青岛特中和智慧科技有限公司(以下简称“特中和”)打造。
“超阶”二字,暗藏着其能源革命的野心。
在特中和的设想中,未来城市的每座大楼都可以成为一座发电站,在实现自给自足的同时,为周边的城市居民提供生活用电。
新大楼,潜力无限
什么是“超阶零碳大楼”?
“超阶”,指的是大楼不仅依靠光伏发电,还融合了梯次储能电池及新能源汽车放电等多种绿电应用方式,构建出一套高度集成、高效协同的清洁能源供能体系。简单来说,就是“绿色发电+智能充放电+精准节能”。
而要让这套体系实现“零碳排放”,背后是特中和母公司特锐德扎根新能源产业20年所积累的功力。
“大楼东、西、南三面均为高效碲化镉光伏玻璃幕墙,每天稳定发电1500度,相当于为大楼提供25%的日常用电需求,显著降低对外部电网的依赖。”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道,这相当于每年减少二氧化碳排放500吨,等于种植数千棵树木的环保效益。
三面光伏玻璃幕墙所产生的直流电通过直流电直供模式输送到楼内的直流充电桩以及高效LED照明灯等设备,避免了交直流转换过程中的能量损耗,从而有效提升了整体能源利用效率。
“除了光伏玻璃,我们还安装了‘隐藏能源’,退役的汽车动力电池将继续发挥余热。”孙福鹏告诉记者,在大楼的内部,符合梯次利用标准的14块动力电池每天进行智能充放电,可以将光伏玻璃幕墙产生的多余电量进行存储,而在用电深谷时段,电池内无法消耗的电能也能以平均每度0.22元的低价上网,供用电高峰期或雨天、阴天使用,有效调整用电负荷。
孙福鹏告诉记者,目前整座建筑日均用电量6000度,其中光伏玻璃加梯次电池能够实现绿能替代的50%,剩下的50%则可以通过大楼内的新能源汽车实现替代。
“300辆电动车日放电10度,共3000度,便可以满足大楼近半能耗,这相当于一个中型社区的用电量。”通过“停充一体”的数字化管理,每辆停泊的电动车,都成为了大楼的“移动充电宝”。在电量充足时,大楼内的新能源汽车通过底部插枪充电方式实现补能。而在用电紧张时,电量充足的车辆将被随机选择进行放电。紧急时刻,这些新能源汽车能迅速转换为大楼的应急电源,仅需几分钟便能稳定供电,有效增强大楼的灾害抵御能力。车主还可以通过特来电APP便捷参与放电交易,系统自动匹配供需,每度电都可获得收益。
在特中和的设想中,未来城市的每座大楼都可以成为一座发电站,在实现自给自足的同时,为周边的城市居民提供生活用电。
除了实现100%的绿能替代之外,大楼还利用大数据、物联网等技术,实现“精准节能”。
在大厅中,一块巨大的数字看板展示了大楼内的所有数据。“超阶零碳大楼”中部署了2.4万个微型传感器,构建了覆盖整个楼宇的感知网络,这些传感器与数字化IoT平台相结合,实现了对楼宇内设备运行的智慧管控。这种集成化的系统使得灯光、电梯、空调等设备与人自动交互,从而达到综合节能率40%的目标。
“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,会自动开启照明和空调系统。”特中和的工作人员告诉记者。该系统不仅大幅提升了办公效率与能源管理的精细化水平,而且仅需三名运营人员轮值,其余工作均由数字化系统自动完成,从而大幅减少了人工巡检的频率。
“超阶零碳大楼”中部署了2.4万个微型传感器,构建了覆盖整个楼宇的感知网络,这些传感器与数字化IoT平台相结合,实现了对楼宇内设备运行的智慧管控。(图 / 高奕静)
新能源汽车的新停车方式
特中和的“超阶零碳大楼”中,融合了“停充一体”模式的停车场,成为建设中的关键一环。
孙福鹏介绍,大楼计划设500个停车位,需开挖地下四层,预计投资7000万至8000万元,占大楼总投资的近三分之一。“青岛地质条件特殊,地下为花岗岩,开挖成本每层高达1600万元。为降低成本,设计研发团队最终决定采用立体车库技术方案,探索以一层空间替代地下四层。”
立体停车场相比平面停车场具有更高效的空间利用率、更低的造价和更加智能化的优势。中国第一座立体停车库于1988年在北京落成,采用升降横移技术,从此拉开了我国机械式停车设备行业发展的序幕。数据显示,自城市更新与城市建设三年攻坚行动启动以来,青岛相继建成50座立体停车场,新增泊位2.2万个。
特中和调研60多家停车设备企业后发现,多数仍以服务燃油车为主,难以满足新能源汽车发展带来的挑战,如车辆增重、充电需求及消防要求等。并且,当前传统停车设备效率低下,每辆车存取需要3—5分钟,使用体验不佳。为此,特中和决定开发一座专为新能源汽车设计的“未来式”立体停车场。
记者搭乘电梯来到地下层,透过玻璃,一睹其研发的“AI极速立体泊车系统”的全貌。
“该系统将原本需要四层的停车空间压缩至一层半,土建成本节省了数千万元。”孙福鹏向记者介绍,特中和压缩了停车高度,进一步提高了空间利用率。其研发的刚性举升机器人能以35秒/辆的速度完成泊车,效率较传统方式提升五倍,实现极速启停与精准停泊。
除此之外,“AI极速立体泊车系统”还在车位入口的引导系统上采用纯视觉算法,依托顶部摄像头识别车辆姿态,配合地面的履带自动校正车身,用户只需停车即可离开,无需手动调整车身。
特中和研发团队将立体停车场每辆车的平均存取时间缩短至55秒,最快可达30秒。“系统会根据员工的上下班时间提前调整车辆停放位置,比如早上八点上班的员工车辆放在前面,晚上十点下班的员工车辆放在后面,以提高效率。”孙福鹏说道,系统还支持语音取车,与钉钉、微信等平台融合,并自动调整算法以适应流量变化。
而针对新能源汽车可能发生的安全问题,特中和构建了四重消防安全体系,包括加强消防单元(每个车位独立布置烟雾、温度传感器)、两层安全防护(针对新能源汽车充电过程中的安全监测技术)、极速转运系统以及分级浸没技术。在风险初期就能迅速启动响应机制,50—60秒将风险车辆闪移至消防车位,根据进一步监测结果进行梯级浸没,实现风险隔离,最大程度保障库内消防安全。此外,智慧视觉监测系统全天候不间断地监控车辆状态,凭借高度贴合场景的算法和警用级别的预警精度,为车辆安全提供全方位保障。
为更优支持“停充一体”模式,特中和在“AI极速立体泊车系统”采用底部插枪充电方式,支持快充及V2G放电功能。充电系统还可以实时监测,一旦发现热失控迹象,便利用分级浸没技术阻断火势蔓延。
“我们车库预留无人驾驶接口,未来可无缝对接L4级自动泊车系统,带来‘车进库、人离场、自动泊入’的智能体验。”孙福鹏告诉记者。
“AI极速立体泊车系统”在车位入口的引导系统上采用纯视觉算法,依托顶部摄像头识别车辆姿态,配合地面的履带自动校正车身,用户只需停车即可离开,无需手动调整车身。(图 / 高奕静)
预见下一个十年
作为特中和的母公司,特锐德于2009年成功在创业板上市,成为创业板的首家企业。2014年,特锐德启动了特来电的二次创业,如今特来电已是中国最大的充电网络运营商。而特中和,标志着特锐德的第三次创业征程,面向未来十年。
特中和的“超阶零碳大楼”项目通过光伏发电、梯次储能电池和新能源汽车放电等技术,实现了100%绿能替代,显著提高了能源利用效率,这为公共建筑的低碳转型提供了可量化的实践路径。该项目还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控,探索出安全性与经济性兼备的电池循环新模式,对完善新能源汽车产业链闭环具有积极价值。
同时“光伏+储能+V2G”系统架构具备较强可复制性,适用于产业园区、写字楼和商业综合体等多种场景,为城市建筑领域推动碳达峰碳中和目标提供了可推广的技术方案和建设范式。
但是需要看到的是,复制推广仍存在一些挑战。例如“停充一体”模式,当前新能源汽车发展阶段,侧面插枪充电仍是主流方式,特来电研发的底部自动插枪装置成本虽仅千元,但要推广至品牌与用户还需时间。
站在未来十年的前瞻角度,特中和实践的技术系统升级,有望深度融入城市生活。想象2030年的青岛崂山,这座具备“自我管理意识”的大楼中,早晨,员工驾驶新能源汽车驶入立体车库,车辆通过充电接口充上来自光伏玻璃带来的“新鲜电能”;中午,大楼空调系统需额外电力,这些来自车辆的“移动能量”恰好填补缺口;深夜,光伏板储存的多余电能在为车辆充电的同时,输送到千家万户。这种“车—楼—网”动态循环,正是特中和为未来十年描绘的生活图景,为未来的智慧楼宇建设提供的方案。
未来十年,特中和的目标并非“建造多少座大楼”,而是“改变多少种生活方式”。当新能源汽车与智能建筑、电力网络深度融合,退役电池与城市能源系统形成闭环,低碳从“政策要求”变为“生活习惯”时,特中和所代表的,或许是一个更可持续、更具温度的未来。
青岛财经日报/首页新闻记者 王振麟
责任编辑:李颉
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