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近零碳变电站的“雄安样本”

作者:庞彦娟 来源:国家电网报 发布时间:2025-07-08 浏览:

中国储能网讯:它是雄安新区首批“绿色建筑+”示范项目,在建设过程中就取得了英国建筑研究院绿色建筑评估体系(BREEAM)变配电工程项目“净零碳建筑认证”。5月31日,以它的降碳关键技术体系为参照的地方标准《雄安新区近零碳变电站技术标准》正式实施。它就是6月30日投运的雄安新区220千伏复兴变电站。

源头策划降碳

向零碳目标持续迈进

在雄安新区建设变电站不是一件简单的事。《河北雄安新区规划纲要》提出,雄安新区要“建成绿色低碳、智能高效、环保宜居且具备优质公共服务的新型城市”。如何在变电站建设中不折不扣地落地这一目标?

从“大隐于市”的花园变电站——剧村城市智慧能源融合站,到国内首个获得三星级绿色工业建筑标识的220千伏昝西变电站,雄安电网建设者通过一次次创新实践,推动变电站建设向零碳目标迈进。

“复兴变电站是我们近零碳变电站的3.0版,我们整整策划了一年。”复兴变电站业主项目经理乔军坦言,2022年,国内没有零碳变电站建设全过程技术方案,也没有成熟的变电站建筑碳排放计算方法。没有现成的路径,那就蹚出一条路来——19版策划方案让这座变电站与众不同。

从用地规模上,原本8000多平方米的占地规模被压缩到6400平方米,节省用地近27%。更集约的用地方式让复兴变电站拥有了圆形外观。圆形外观辅以外墙镶嵌镂空铝板,让建筑表面风速增加1到3倍,创造了良好的自然通风条件。

对一座变电站来说,最大的耗能来自电气设备的通风散热用能。“主变压器、电抗器等设备所在的房间散热量高,我们就顺应城市夏季主导风向,把房间朝向由原来的正东朝向调整为西南、正南方向,提高散热效率。”乔军说。

房间布局也很重要,站内通风房间占比较大,策划团队就将其靠外侧布置,优先利用自然通风,当室温在45摄氏度以下时,就无须进行机械通风;二次设备及蓄电池等所处的房间必须借助空调降温,将其安排在建筑中央,减少与室外环境的热交换……最终,自然通风成为复兴变电站主要散热降温方式。以变电站运行50年计算,空调系统单位面积运行碳排放量仅为0.59吨二氧化碳当量每年。

复兴变电站策划团队从设备选型、智能化系统、绿色建材等方面研究了15大类降碳措施。“从设计到建设、运行,每一个细节都研究得清清楚楚才能开工。”乔军说。

建设过程严格控碳

精准到每个细节

2023年8月,复兴变电站开工建设。它是施工项目经理刘云飞在雄安新区参与建设的第四座变电站。在此之前,他和建设团队积攒了大量绿色建造经验。“站内施工全部应用绿色建材,墙板采用无机预涂板,全站减少喷漆1万平方米左右;围护结构全部采用装配式材料,拆除报废后均可回收再利用;站内临时道路路基利用了拆迁产生的建筑废料……”说起控碳措施,刘云飞如数家珍。

“国内对近零碳变电站的研究还处于初级阶段,变电站建设运行过程碳排放量化计算难,碳轨迹全周期追踪统计更难。”作为复兴变电站策划团队的一员,中国建筑科学研究院有限公司绿建中心副主任贺芳说出了近零碳变电站建设的难点和痛点。不解决这个问题,近零碳就有可能只停留在概念层面,经不起推敲。反复讨论后,策划团队决定把计算统计体系建立起来,让每一个降碳指标都有扎实的数据支撑。

复兴变电站策划团队依据《建筑碳排放计算标准》(GB/T51366-2019)逐步建立起变电工程碳排放核算清单。现场施工人员根据清单要求,甄选建材材料、产地、运输方式等,并及时报送数据。

刘云飞每天都精打细算:“以混凝土为例,我们优先选用生产过程更环保、使用新能源汽车运输、运输距离更近的供应商,同时还要平衡建设成本。”

加强绿色施工控碳管理,精打细算的不止于此——施工建造过程中,开展“三维数字化+机械化”作业,减少人工投入、减小环境影响;采用地上全预制装配式施工,减少现场废料……一系列的努力,让建设中的复兴变电站能源利用率提高15%,主设备达到二级能效水平,模板、脚手架等材料消耗减少15%,废弃物减少20%,实现了建设阶段碳排放总量减少30%的目标。

运行全程减碳

最大限度中和碳排放

复兴变电站建设阶段减少的碳排放量相当可观,而放在变电站50年的全寿命周期中,运行阶段的降碳有更大的空间。

进入复兴变电站一楼,巨大的主变压器、气体绝缘全封闭组合电气(GIS)设备、电抗器依次排列。“变电站全部采用二级能效变压器,减少碳排放;选用六氟化硫和氮气混合充气类型的GIS设备,减少六氟化硫气体的使用;电抗器室屋顶加装天窗,利用烟囱效应使温度降低5到7摄氏度,减少机械通风时间。”乔军介绍。

变电站二楼,成排的机柜整齐排列。这里的房间需要使用空调。乔军说,他们在空调室外机与散热器之间的墙体加设了电动百叶,进一步提高了空调使用效率。

变电站屋顶安装了数百块光伏板。“年均发电量35.64万千瓦时,可供站内充电桩、空调、风机、智能充电座椅使用。仅此一项每年就能让变电站减少碳排放207.1吨。”乔军说。

变电站三楼北侧部署了全站运行能源管理平台。该平台是管控变电站碳排放的“大脑”。平台利用6大类15项物联网感知终端采集监测8种碳排放实时数据,准确掌握各类能源消耗过程,追踪碳轨迹并科学制订减排策略。根据能源管理平台的数据计算,复兴变电站运行阶段年碳排放量约为44.4吨,和基准建筑碳排放相比,降低244.83吨,降碳比例达85.48%,达到近零碳建筑要求。

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关键字:零碳变电站

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