点燃冬奥“氢”火炬 北京冬奥创“零”纪录

当中国滑雪选手谷爱凌腾空一跃、挑战空中1620度转体高难度动作，她身后颇具赛博朋克风格的比赛场地同时吸引了世界的目光。

“在北京，一座停产的钢厂正在用‘疯狂的烟囱’将冬奥会滑雪选手，而非烟雾，送上天空。”——美国媒体在文章标题中表露惊叹。美国自由式滑雪选手弗雷汉德说，“这是我见过最酷的景象之一。”

这里是自由式滑雪大跳台的比赛场地，它坐落于首钢老工业园区，也是“绿色”冬奥的一个小小缩影。

北京冬奥组委总体策划部部长李森在2月9日举行的主媒体中心新闻发布会上表示，“首钢滑雪大跳台改造自首钢原有工业建筑，冬奥会让它成为了城市工业遗产文化与奥运文化完美融合的代表性景观。这就是北京冬奥会的‘可持续发展’。”

作为北京冬奥会的四大办奥理念之一，“绿色”理念贯穿了北京冬奥会的全过程。无论是冬奥历史上首支氢燃料火炬、首次使用二氧化碳制冷剂，还是首次实现全部场馆绿色电力全覆盖，它们共同构成了践行绿色办奥、低碳管理的精彩注脚。

中国国际工程咨询有限公司高级工程师张建红对第一财经记者表示，“北京冬奥会从申办到筹办，始终坚持绿色、低碳、可持续原则，加强环境治理和污染防控，同时提升了全社会环保意识，这给我留下了极为深刻的印象。”

点燃冬奥“氢”火炬

2月4日晚，经过约1200名火炬手传递的冬奥火炬“飞扬”点燃了国家体育场的“主火炬”雪花。至此，北京冬奥会见证了近百年冬奥历史上首支氢燃料火炬的亮相。

“黑暗中，技术人员身着黑衣、动作迅速，把从天上垂下的6根管线快速接插到‘雪花’上。最先接通的两条线是电缆和网线。然后是两根氢气管插接成功，氢燃料供应正常，主火炬有了‘大动脉’。两根威亚钢索将把这片‘雪花’拉起，让它凌空起舞。”

主火炬点燃时观众难以注意到的技术细节，随后也被媒体披露——“火炬手赵嘉文和迪尼格尔·依拉木江登上台阶，把手中的‘飞扬’火炬插入‘雪花’的中心，使空中的氢气供给系统与‘雪花’主火炬连通，储氢罐中的氢气顺着柔性软管游走下行，途经‘雪花’内置的气体管道进入‘飞扬’。手持火炬壳体内管道弯曲回绕，氢气沿管道流动，最后喷薄而出。”

2020年8月，北京冬奥组委发布通知，正式明确手持火炬使用氢气作为燃料。因此，北京冬奥会境内接力火炬全部应用氢燃料，在开幕式上使用氢燃料点燃北京冬奥赛场的主火炬，同时在赛事期间大量使用氢燃料电池车，以减少污染物排放。

历数往届奥运会，主火炬燃料大量使用液化天然气或丙烷等气体，价格便宜且燃烧热量高。氢能是世界公认的清洁能源，燃烧产物只有水，被视为未来能源革命的颠覆性技术方向。然而，氢能利用涉及“制备、储存、运输、应用”多个环节，采用氢燃料火炬对氢能综合利用水平提出了较高要求。

作为世界上最小的元素，如何保证氢在运输和传递的过程中不会泄漏?如何保证主火炬稳定持续燃烧、同时具有曲线美感?为此，航天科技集团六院11所(京)和六院101所组成的六院火炬研制团队用了两年时间，攻克氢燃料火炬的各项难题。

第一财经记者从中国石化集团公司获悉，“主火炬”的氢燃料由中国石化燕山石化提供。为保障冬奥会主火炬氢气供给，中国石化燕山石化成立了保障小组，从氢气充装、测试、运输保障等各环节，制定了详细的工作方案和保障措施，确保了所供氢气的高质量安全。

以“不点火”代替“点燃”，以“微火”取代熊熊燃烧的大火，本届冬奥会仅主火炬一项，就节省了约99.9%的能量。

“氢能在火炬上的应用如同一个缩影。”张建红认为，这将进一步促进中国在发展氢能领域实现弯道超车、保障国家能源安全，同时创造新的经济增长点。

二氧化碳再利用，造就冰雪胜境

截至2月9日，速度滑冰项目进行了4个比赛日的争夺，运动员先后6次刷新冬奥会纪录。一时间，国家速滑馆“冰丝带”赢得了“最快的冰”美誉。

令人意外的是，看似普通的冰面实际也蕴藏着“黑科技”：这是世界上首个使用天然工质二氧化碳制冷技术替代传统制冷剂氟利昂制造冰面的工程。在两三厘米厚的冰面下，埋下了十余层不同结构，防潮层、防冻层、渗透层……其中一层是密布的制冰管，里面流动着液态二氧化碳。

北京冬奥组委1月发布的《北京冬奥会可持续发展报告(赛前)》显示，北京冬奥会国家速滑馆、首都体育馆、首体短道速滑训练馆以及五棵松冰上运行中心使用的二氧化碳制冷剂，是从工业副产品收集提纯获取。2021年底初次填充过程，合计减少900吨二氧化碳排放。

史无前例的工程，意味着一次理念和技术的突破。

国家速滑馆制冰技术方案由十多位院士、国内行业协会顶尖专家、建设代表进行反复论证。在与北京冬奥组委、国际奥委会制冰专家的讨论中，北京大学教授张信荣提出，“我们的冰场再也不能用氟利昂去制冰了”。传统制冷剂氟利昂环境破坏严重，安全性差，同时氨具有一定爆炸和毒性危险。因此，他主张将更为环保的二氧化碳制冰技术应用于北京冬奥。这一新颖的提议赢得了支持，天然工质二氧化碳制冰的论证工作正式启动。

论证工作并非一帆风顺。随后的几年时间里，奥组委走遍江南塞北，寻访大洋彼岸，最终才通过了这份方案。借助天然工质二氧化碳制冰技术，中国在人类冬奥会历史上率先实现了替代氟利昂制冰。

在2月9日答记者问时，李森表示，二氧化碳制冰技术不会造成温室气体效应，也不会造成臭氧层的破坏。二氧化碳制冰技术能够很好地回收热能，在运行中的节能达到20%左右。“它在建设时成本会稍微高一点，但从长期使用来看，它会大大地降低成本，因为它在热能回收利用等方面有优势，所以说二氧化碳制冰技术是一个非常好的技术。”

制冰是冬奥场馆技术实力的综合展现。“中国使用二氧化碳这一新型制冷剂的勇气可嘉，在此之前，中国还没有冰场使用过这一技术。感谢中国付出的努力，让这一切变为可能。”国际奥委会制冰工程顾问阿·吉·萨瑟兰在此前的媒体吹风会上称，“希望北京冬奥会的二氧化碳制冰技术能传遍全世界。”

国际奥委会相关官员表示，二氧化碳制冷系统的使用，率先为世界做出了环保和可持续的示范，R449A制冷剂的选择，将使得北京冬奥会成为冬奥会历史上冰上场馆制冷剂GWP(全球变暖潜能值)最低的一届冬奥会。

“张北的风点亮冬奥的灯”

张女士是土生土长的张家口人，她小时候常听人们说的一句话是——“一年两场风，一刮刮半年”。今年春节，她回到老家陪亲人坐在电视机前一起看冬奥会。令她意外的是，她家门口的风甚至点亮了屏幕里的冬奥。

河北省张家口市所在的坝上地区，海拔1400米左右，地域辽阔，具有优质风能和太阳能，是国家规划的9个千万千瓦级风电基地之一。

在电力团队两年多的努力下，2018年破土动工的张北柔直工程创造了“世界上第一个真正具有网络特性的直流电网”、“世界上第一个实现风、光和储能多能互补的直流电网”、“世界上最高电压等级最大容量的柔性直流换流站”等12项世界第一。

通过张北柔性直流电网试验示范工程这条“绿电高速路”，张北的风、光等可再生能源被转换成绿色电力，输送到北京、延庆、张家口三个赛区，点亮了北京冬奥会场馆，实现了全部场馆常规电力消费100%使用绿电。

李森表示，这个结果的实现，也得益于跨区域绿电交易机制，通过市场化电力交易机制，为冬奥场馆的“绿色运行”提供保障。

正如国际奥委会企业和可持续发展总监玛丽·萨鲁瓦在上述发布会所说，“可持续性的目的是让社会经济效益最大化，但它并不仅限于体育本身。”业内人士认为，奥运绿电工程是探索实现清洁能源大规模“输送-并网-消纳”一体化的重要途径，它不只对于冬奥的意义重大，还将对若干领域产生巨大拉动作用。

“一方面，中国的风电和光伏将进入爆发式增长，柔性直流输电技术和建设也步入快速发展阶段。另一方面，为了保障张北柔直电网稳定运行，丰宁抽水蓄能电站稳坐后方，因此它将带动我国储能产业的高速发展，能源数字化也将迎来黄金发展期。”张建红说。

根据北京冬奥组委会发布的《北京冬奥会低碳管理报告(赛前)》，通过低碳能源、低碳场馆、低碳交通等多项举措，北京冬奥会所产生的碳排放已尽可能降低。同时，采取了林业固碳、企业自主行动等碳补偿措施。经过综合测算，北京2022年冬奥会和冬残奥会产生的碳排放量将全部实现中和。

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