徐煒旋

很難想像，地鐵列車在隧道內(nèi)行駛時(shí)帶起的風(fēng)，將滿足北京地鐵站內(nèi)設(shè)施的用電需求。

北京五棵松地鐵站，一股狂風(fēng)從黑洞洞的隧道里沖出，迎面撲來(lái)，站臺(tái)上候車者們的衣領(lǐng)劇烈地抖動(dòng)起來(lái)。緊跟在風(fēng)后的，是呼嘯進(jìn)站的列車。趕車的人們?nèi)缤Ｒ粯幽_步匆匆，沒有誰(shuí)在意那股一掠而過(guò)的陣風(fēng)——事實(shí)上，那股風(fēng)短短半分鐘內(nèi)便消失無(wú)蹤。

在站臺(tái)靠近隧道口的地方，幾片像風(fēng)車似地飛轉(zhuǎn)的小葉片停了下來(lái)。9m／s!——葉片下的儀表顯示。盯著儀表的幾個(gè)年輕人抬起頭來(lái)，一臉興奮——這意味著，剛才刮過(guò)的那陣風(fēng)，風(fēng)速符合回收利用的條件。

此時(shí)，是2009年1月7日上午。這幾人，是蔡波和他的同事們。他們?cè)谡九_(tái)上徘徊不去，卻一點(diǎn)沒有要坐地鐵的打算。他們是想抓住剛才那陣短暫的風(fēng)，用它來(lái)實(shí)現(xiàn)一項(xiàng)雄心勃勃的新能源開發(fā)計(jì)劃。

在為這項(xiàng)名為“地鐵隧道風(fēng)能回收利用”的計(jì)劃做測(cè)試時(shí)，他們沒有知會(huì)地鐵公司，因此只能拿著兩個(gè)葉輪風(fēng)速儀站在站臺(tái)盡頭靠近隧道口處，緊挨著“禁止入內(nèi)”的警告牌。蔡波有意選擇站臺(tái)人流較少的早上10點(diǎn)，以便使測(cè)試結(jié)果更精確。

無(wú)限動(dòng)力，隨風(fēng)而來(lái)。風(fēng)能開發(fā)早已在大海邊和一些高山上如火如荼，而把這“捕風(fēng)”運(yùn)動(dòng)延伸到地底下，這還是第一次。

那陣一掠而過(guò)的風(fēng)

蔡波他們屬于鐘衍率領(lǐng)的一個(gè)團(tuán)隊(duì)。

鐘衍是北京建筑技術(shù)發(fā)展有限責(zé)任公司的副總經(jīng)理。地鐵隧道風(fēng)能開發(fā)項(xiàng)目的最初創(chuàng)意，起源于他2008年秋天一次本來(lái)相當(dāng)乏味的出差。

這位技術(shù)員出身的年輕人駕車沿著京滬高速向山東飛馳而去，車行風(fēng)起，車窗外高速路邊綠化帶的葉片在劇烈地?cái)[動(dòng)。鐘衍腦海里靈光一閃，他突然想到，這股風(fēng)能不能加以利用呢?

這個(gè)念頭像火一樣把他燃燒起來(lái)。他已經(jīng)記不清那趟出差都干了些什么，一回到北京，馬上迫不及待地和幾個(gè)技術(shù)員說(shuō)起這個(gè)想法。

但問(wèn)題很快被提出——高速公路作為一種隨機(jī)、敞開的交通設(shè)施，多數(shù)路段是露天的。車輛行駛產(chǎn)生的風(fēng)，總能量或許可觀，但在時(shí)間和空間上都較為分散，可聚合性比較差，風(fēng)聚不起來(lái)，便不好利用。

幾個(gè)人于是把注意力轉(zhuǎn)向高速公路上的隧道。但高速路的隧道地段比較少，且隧道長(zhǎng)度一般較短，也不利于風(fēng)能收集。

既要有便于風(fēng)能聚合的相對(duì)封閉的環(huán)境，又要有便于收集風(fēng)能的較長(zhǎng)的隧道里程，綜合考慮這兩點(diǎn)，最后，鐘衍瞄上了地鐵隧道的風(fēng)。

可是，當(dāng)去年10月，鐘衍第一次在公司里提起回收地鐵隧道風(fēng)能的設(shè)想時(shí)，大部分人都只是皺了一陣眉頭了事——打地鐵風(fēng)的主意?很難吧。

首先，地鐵屬于壟斷行業(yè)，能否容許外部力量介入地鐵資源的開發(fā)，大家都覺得心里沒底。此外，在這個(gè)新鮮的想法上在商業(yè)上到底具有多大的可行性，也不確定。

于是，“地鐵隧道風(fēng)能開發(fā)”的初步試驗(yàn)，包括建國(guó)門、五棵松、朝陽(yáng)門、西直門四個(gè)地鐵站的風(fēng)能測(cè)試，都只能在鐘衍、蔡波和團(tuán)隊(duì)少數(shù)幾個(gè)人中間低調(diào)進(jìn)行。直至今年春節(jié)過(guò)后，公司仍然在新年發(fā)展計(jì)劃中也只字未提及這一項(xiàng)目。

“這一項(xiàng)目相關(guān)的一些技術(shù)尚未獲得專利保護(hù)，太早宣布恐怕就要落入他人之手?！辩娧芙忉屨f(shuō)。直到今年3月，當(dāng)與此項(xiàng)目相關(guān)的兩項(xiàng)專利技術(shù)研發(fā)成功，并得知可以獲得兩項(xiàng)技術(shù)專利后，這項(xiàng)計(jì)劃才對(duì)外公布。

鐘衍為這個(gè)項(xiàng)目起的名有點(diǎn)拗口——“建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)部運(yùn)動(dòng)風(fēng)力蓄能技術(shù)研究”。

在朝野上下將新能源產(chǎn)業(yè)視為金融危機(jī)下刺激經(jīng)濟(jì)和結(jié)構(gòu)調(diào)整突破點(diǎn)的形勢(shì)下，項(xiàng)目終于6月2日獲得建設(shè)部的正式立項(xiàng)審批。

按計(jì)劃要求，鐘衍他們必須設(shè)計(jì)完成一套用于地鐵隧道風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，單臺(tái)發(fā)電機(jī)的設(shè)計(jì)發(fā)電功率要達(dá)到500瓦，設(shè)備使用壽命大于10年；整個(gè)系統(tǒng)的發(fā)電量要能夠滿足一座小型地鐵站的照明需求，同時(shí)還要不影響地鐵交通的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

這個(gè)發(fā)電系統(tǒng)的靜態(tài)投資回收期要控制在四到五年之內(nèi)。

把地鐵站變成發(fā)電廠

得知夢(mèng)想有可能照進(jìn)現(xiàn)實(shí)，鐘衍和他的團(tuán)隊(duì)變得更忙碌，一邊是繼續(xù)機(jī)型測(cè)試和設(shè)計(jì)，一邊聯(lián)系地鐵公司和投資單位。

6月14日，這項(xiàng)技術(shù)的模型在北京節(jié)能環(huán)保展上亮相。在北京建筑技術(shù)公司的沙盤邊緣，桶形的小風(fēng)輪立在圓柱形的底盤上，一列“地鐵列車”駛過(guò)模擬隧道，旁邊豎立的幾個(gè)小風(fēng)輪立即飛快轉(zhuǎn)動(dòng)，引來(lái)不少觀眾駐足。

“這只是模型，投入實(shí)用時(shí)，安裝的真正的風(fēng)輪將是一種細(xì)長(zhǎng)的桶形風(fēng)輪，它將被架在地鐵隧道兩側(cè)的壁面上?！辩娧芙忉屨f(shuō)，風(fēng)輪設(shè)計(jì)成細(xì)長(zhǎng)的外形，是考慮到地鐵隧道比較狹窄，而且風(fēng)輪安裝不可以破壞隧道結(jié)構(gòu)和妨礙地鐵交通。

而設(shè)計(jì)為桶形，是為了使風(fēng)輪可承受的風(fēng)速更大一些。根據(jù)初步測(cè)試，地鐵最高車速約70公里，折成風(fēng)速大約是14-15m／s，因此這一項(xiàng)目設(shè)計(jì)的風(fēng)輪預(yù)計(jì)最少能承受20rids的風(fēng)速。

在蔡波他們對(duì)五棵松、朝陽(yáng)門、西直門、建國(guó)門等四個(gè)地鐵站的測(cè)試中，列車經(jīng)過(guò)的風(fēng)速大約在5-7m／s之間，最高達(dá)到15m／s。實(shí)際測(cè)試與數(shù)據(jù)測(cè)算結(jié)果基本相符，看來(lái)這一設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)是具備可行性的。

如果鐘衍的計(jì)劃順利進(jìn)行，最快兩年后，當(dāng)列車駛過(guò)地鐵隧道時(shí)，將能帶動(dòng)隧道兩側(cè)的風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，然后通過(guò)輸送、蓄能、并網(wǎng)等環(huán)節(jié)傳送到地鐵站臺(tái)，解決地鐵站的照明及廣告牌用電。

根據(jù)蔡波他們的考察，北京地鐵每天運(yùn)行約200班次，每班次有效風(fēng)速持續(xù)時(shí)間為30秒。鐘衍的團(tuán)隊(duì)目前為他們的風(fēng)力發(fā)電機(jī)設(shè)計(jì)的額定發(fā)電功率是5003Z／臺(tái)，則每臺(tái)發(fā)電機(jī)在一年365天的發(fā)電量約為300千瓦時(shí)。

而北京地鐵兩個(gè)站臺(tái)之間的間距約為1.2公里，全速行駛區(qū)段在800米左右，按照初步設(shè)計(jì)，將每隔5米在隧道雙側(cè)安裝風(fēng)輪，這樣一個(gè)站點(diǎn)之間將安裝約320個(gè)風(fēng)輪，一年總發(fā)電量可達(dá)到96000千瓦時(shí)，基本可以滿足一座小型地鐵站的照明用電。

北京地鐵一號(hào)線、二號(hào)線、十號(hào)線、五號(hào)線地下部分可供進(jìn)行風(fēng)能開發(fā)的，總共有74個(gè)車站，假設(shè)每座地鐵站的一年總發(fā)電量都可達(dá)到96000千瓦時(shí)，則74車站一年的隧道風(fēng)將可轉(zhuǎn)化為7104000千瓦時(shí)的電能。

在旨在擴(kuò)大內(nèi)需的基建熱潮下，全國(guó)目前共有12個(gè)城市的36條城市軌道交通線路在建。如果鐘衍的計(jì)劃成行，未來(lái)這些為數(shù)眾多的地鐵站將可能被改裝成一個(gè)個(gè)小型的“發(fā)電廠”，那股一掠而過(guò)的風(fēng)將可節(jié)省一筆可觀的能源。

對(duì)于地鐵系統(tǒng)的用電，鐘衍介紹說(shuō)，地鐵系統(tǒng)本身用電量很大，靠能量回收是無(wú)法滿足需求的，機(jī)車和設(shè)備的動(dòng)力電依然需要常規(guī)的供電系統(tǒng)提供電能。

鐘衍認(rèn)為，目前隧道內(nèi)風(fēng)能的回收利用在技術(shù)理論上已經(jīng)沒有問(wèn)題，下一步將考慮進(jìn)行地鐵模擬試驗(yàn)，并對(duì)采集器等設(shè)備的設(shè)計(jì)、材料進(jìn)行進(jìn)一步研究。

但他承認(rèn)，目前這項(xiàng)技術(shù)實(shí)踐應(yīng)用之路還有很長(zhǎng)。包括風(fēng)輪的設(shè)計(jì)、風(fēng)輪之間的距離都是技術(shù)研發(fā)中尚未確定的環(huán)節(jié)。

風(fēng)投的新獵物

目前，對(duì)于鐘衍來(lái)說(shuō)，最迫切的是能與地鐵方面達(dá)成合作，因?yàn)檎嬲哪M實(shí)驗(yàn)需要風(fēng)道，而與地鐵公司可以利用現(xiàn)成的風(fēng)道。

另一方面，他也希望能夠利用地鐵的蓄電等設(shè)備，以降低成本。鐘衍透露，目前已經(jīng)與地鐵方面聯(lián)系，但由于正處于測(cè)試階段，還沒有正面接洽。

而另一問(wèn)題，是解決投入與產(chǎn)出的問(wèn)題。北京建筑技術(shù)公司對(duì)于地鐵風(fēng)能回收利用的投入計(jì)劃是70萬(wàn)。鐘衍告訴記者，70萬(wàn)將用于做模擬、小樣機(jī)、搭個(gè)試驗(yàn)臺(tái)的研發(fā)工作，以及合作的勞務(wù)費(fèi)。

但顯然70萬(wàn)只是一個(gè)起步，在這一階段的研究之后，要進(jìn)一步進(jìn)行深度研發(fā)、試驗(yàn)測(cè)試和市場(chǎng)開發(fā)，則需要通過(guò)投資公司尋找融資渠道。具體的投資額目前項(xiàng)目組尚未核算出來(lái)。

鐘衍希望能夠引進(jìn)風(fēng)險(xiǎn)投資，但他必須說(shuō)服風(fēng)險(xiǎn)投資客，制訂該項(xiàng)目投資的可行性報(bào)告。