12月14日，湖州安吉城北110千伏变电站建成投运。在今年投运的众多输变电工程中，看似平平无奇的安吉城北110千伏变电站，有个厉害之处——通过应用多种先进设备和技术手段，深挖节能降碳潜力，在建设、运营全寿命周期实现了“负碳”。
据中国船级社质量认证有限公司对变电站二氧化碳排放情况的核算，城北变电站全寿命周期因为建材生产、安装施工、设备运行等过程预计产生19358.12吨二氧化碳当量，另一边，变电站建设中又因绿化碳汇、光伏发电等产生的温室气体清除量可以达到20000吨二氧化碳当量以上。一加一减，城北变电站实现了二氧化碳负排放。
110千伏安吉城北变电站配电装置楼丨宋嘉尧 摄
这看似“简单”加减法的背后门道，可值得细细说道。
要达成“负碳”目标，第一步是测算变电站全寿命周期碳排放。
变电站全寿命周期碳排放，是指变电站在与其相关的建材生产、主要设备生产和运输、施工、运行阶段产生的温室气体排放的总和。 主要包括：
前期准备阶段碳排放：主要建材、设备生产及运输过程中的碳排放。
建设阶段碳排放：包括完成土建、安装等分部分项工程施工产生的碳排放和各项措施实施过程中产生的碳排放。
运行阶段碳排放：变压器等主要设备以及暖通空调、照明等辅助设施运行过程中产生的碳排放。
专业的事交给专业的人来，国网湖州供电公司委托中国船级社质量认证有限公司（以下简称“CCSC”）按照通用设计方案与城北变优化设计方案进行多方比较计算。
整个计算过程复杂且细致，小到门窗所用钢材的生产、运输以及二氧化碳灭火器逸散的碳排放都被一一计算在内。
知道了总量，就好做减法了。减！减！减！减少自身碳排放。
为减少前期准备和建设阶段碳排放，城北变电站通过优化结构布局、实施低碳材料设备替代等，严控建材、设备生产和运输过程碳排放。
城北变电站的屋顶一改常用的桁架楼承板、压型钢板混凝土组合楼板形式，换做轻钢屋面，并通过优化轴网、柱网尺寸和钢梁柱型号，使得钢材用量节省了53.2吨。
气体绝缘组合电器设备（GIS）与开关柜采用“大车间”联合布置，共享运维、检修空间，建筑面积减少23%；GIS与主变连接方式由电缆改架空，合理降低建筑高度27%；用高压动态无功补偿发生器（SVG）替代电容器并采用室外布置，降低建筑物火灾危险性，实现减少混凝土用量180立方米。
110千伏安吉城北变电站开关柜和气体绝缘组合电气设备采用“大车间”联合布置，共享运维、检修空间，减少建筑面积丨宋嘉尧 摄
在建设施工过程中，城北变电站全面使用模块化建造技术和钢结构全栓接技术，采用轻型门式钢架结构、装配式围墙、预制式电缆沟等，在减少原材料浪费的同时，还提高了施工作业效率，施工作业活动的碳排放进一步降低。
建设期间的碳排放虽然多，但大多是一次性的，设备投运后的碳排放那才细水长流呢。针对运行阶段碳排放，国网湖州供电公司也准备一系列“减碳妙招”。
NO.1配备亚运会同款“黑科技”
杭州亚运会上“绿色”“智能”元素无处不在。杭州奥体中心体育馆和游泳馆内的节能照明——导光管采光系统就被媒体点赞。
巧了，城北变电站也应用了亚运同款，站内共设置18个导光管（10千伏开关室14个，二次设备间4个），导管通过顶部的采光罩将室外的自然光漫射至室内，实现日间100%自然采光，在其使用寿命期间内，累计可减少照明碳排放约19.6吨。
110千伏安吉城北变电站布设导光管采光系统，充分利用自然光照明丨宋嘉尧 摄
NO.2抓大不放小，碳排放一减到底
变电站的大型变压器是主要的碳排放源，约占变电站运行阶段碳排放量90%以上。为减少变压器运行碳排放，城北变电站选用了天然酯绝缘油变压器。经测算，天然酯绝缘油变压器的全寿命周期二氧化碳排放总量相比传统变压器降低约90%。
但这还不够。为把碳减排潜力挖个底朝天，国网湖州供电公司盯上了变压器余热回收利用。围绕“热回收、热发电、热消纳”三大关键环节，他们首创变压器余热回收利用系统，通过温差发电和末端供热双重利用，实现“变”热为宝。
天然酯绝缘油变压器丨宋嘉尧 摄
NO.3光伏铠甲全身武装
城北变电站应用建筑光伏一体化技术，在配电装置楼外墙、辅助用房屋面以及变电站围墙装设光伏板，把太阳能发电设备作为建筑物外部结构的一部分，既减少了传统建筑材料的使用量，又尽可能地扩充光伏发电面积，为变电站运营提供清洁绿色能源。
110千伏安吉城北变的光伏一体化围墙和橡胶沥青路面丨宋嘉尧 摄
NO.4 24小时碳减排“管家”
为全面掌握城北变电站的碳排放情况，国网湖州供电公司运用数字孪生等技术开发碳排放监测平台，实现输变电工程全寿命周期碳排放可测、可视，并构建“核算 + 实测”减碳效力验证模型，动态优化减碳策略，闭环形成减碳措施后评估机制，形成可复制、可推广的示范经验，充分发挥“负碳”变电站的“正效益”。
碳排放监测平台示意丨沈育辉 提供
最后，要实现“负碳”，不仅要减少自身碳排放，还得能助力减少外部环境中的“碳”。
城北变电站创新采用二氧化碳矿化混凝土，该混凝土在生产过程中将二氧化碳注入到新拌混凝土中，从而将二氧化碳永久固结。同时，城北变电站还将空气中的二氧化碳分离并充入GIS设备中作为绝缘气体，碳排放量缩减99.99%以上。
二氧化碳矿化混凝土生产流程示意图丨沈育辉 提供
此外，城北变电站临时设施为可多次周转使用的预制舱式，搭配可循环使用10次以上的螺旋锚基础，实现临时基础设施区域“零硬化、零复垦”，保护原有场地上的绿色植被，让其继续发挥光合固碳作用。
“负碳”看似遥不可及，但通过落实一项项具体的减碳、固碳举措，我们终将抵达看似难以企及的远方。
