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北京冬奧會：碳中和的試驗場

發(fā)布時間：2022-02-14 作者：本站 瀏覽量：968

2022年冬奧會開幕，北京成為世界首個“雙奧之城”。“綠色、科技、人文”，2008年的北京夏季奧運會的理念中，綠色位列之首。“綠色、共享、開放、廉潔”，2022年的北京冬季奧運會中，綠色仍列之首。

中國提出了在2060年前實現(xiàn)碳中和的目標，2022年的北京冬奧正努力成為試驗場。“北京冬奧會將全面實現(xiàn)碳中和。”2022年1月13日，北京冬奧組委總體策劃部部長李森在國新辦新聞發(fā)布會上表示。當日發(fā)布的《可持續(xù)?向未來——北京冬奧會可持續(xù)發(fā)展報告（賽前）》提出，可持續(xù)發(fā)展是北京申辦冬奧會的三大理念之一，截至2021年9月30日，北京冬奧會可持續(xù)性承諾就已完成98%。

1

“水立方”變“冰立方”，6個奧運場館復用

 
奧運比賽期間，聚光燈下的場館吸引全世界的目光，但在賽后，一些耗費巨資興建的場館關門謝客、雜草叢生的閑置問題也飽受詬病。

2022年北京冬奧會的場館中，出現(xiàn)了六個夏季奧運會“老面孔”。

沿北京中軸線一路向北，在奧體中心地鐵站下車，東側的鳥巢依舊是2022年北京冬奧會開閉幕式的舉辦地。西側的場館，春夏秋是“水立方”，冬天是“冰立方”。冬奧會期間，冰壺比賽在這里舉辦，冰面在原來的泳池中搭建而成。冬奧會后，場館可繼續(xù)根據(jù)需要進行“水冰轉換”。

沿著“冰立方”繼續(xù)北上，在奧林匹克森林公園西側，被譽為“冰絲帶”的國家速滑館在原射箭、曲棍球臨時場館的地址上興建，這里將誕生14塊金牌。受益于這個形似薯片的造型，用鋼量僅為傳統(tǒng)屋面的四分之一。亞洲最大的1.2萬平方米冰面暗藏黑科技——目前最環(huán)保的制冰技術“二氧化碳跨臨界直冷制冰”，碳排放趨近于零。北京冬奧會有4個冰上場館使用了新型二氧化碳制冷劑。據(jù)央視報道，國際奧委會制冰工程顧問薩瑟蘭贊賞說，二氧化碳制冷系統(tǒng)的使用，率先為世界作出了環(huán)保和可持續(xù)的示范。

沿北京的另一條主動脈長安街一路向西，也坐落著兩個冬奧會場館。毗鄰西四環(huán)的五棵松體育中心，2008年奧運會的籃球比賽在此舉行。早在建造之初就富有遠見地在場地下預埋了制冰管道，如今，在6小時內(nèi)，籃球、冰球、文化演出三種模式即可完成轉換。2022年冬奧會，這里變身為冰球館。

老場館外，李森介紹，所有新建室內(nèi)場館全部達到了目前國內(nèi)最高的綠色建筑三星級標準，并在規(guī)劃設計時就充分考慮了賽后利用。

再往西行，是20世紀末中國最大的鋼鐵廠首鋼。為了2008年北京奧運會，首鋼遷出了首都。如今它的遺址重新煥發(fā)生機，形似“高跟鞋”的滑雪大跳臺將誕生四塊金牌，冷卻泵站變身成為驗票安檢大廳和賽事管理辦公區(qū)，制氧主廠房被改造成為綜合服務樓，煉鐵原料區(qū)作為北京冬奧組委駐地，精煤車間化作國家冰雪運動隊訓練場地……首鋼滑雪大跳臺也是冬奧場館與工業(yè)遺產(chǎn)的結合，為世界第一座永久性保留和使用的滑雪大跳臺。

2

不必擔心低溫的氫能車

 
冬奧會比賽期間天氣寒冷，場館之間，接駁運動員和工作人員的穿梭巴士，超過八成是節(jié)能與清潔能源車輛。
2008年北京奧運會上，五百余輛新能源車的主力是鋰電池電動車，2022年北京冬奧會，主角變成了氫——一千多輛氫燃料電池車、三十多個加氫站參與賽事交通服務保障。

鋰電池電動車在低溫下續(xù)航里程衰減，充電時間長，而氫能車則不必擔心。北京億華通科技股份有限公司常務副總經(jīng)理于民回復南方周末記者，氫燃料電池低溫性能優(yōu)越，可實現(xiàn)-30℃低溫啟動，-40℃低溫儲存。以團體大巴車為例，單次加氫的續(xù)航里程約為五百公里，氫氣加注時間只需10-15分鐘。“在測試賽期間，搭載億華通燃料電池系統(tǒng)的80輛汽車在-20℃環(huán)境下，燃料電池低溫啟動、雪地爬坡、續(xù)航等主要考核內(nèi)容均順利通過考核。”

這也是目前世界上最大規(guī)模的氫燃料電池汽車示范應用。于民介紹，以公交車為例，每百公里可減少碳排放94.8kg。冬奧期間，延慶賽區(qū)兩百多輛、崇禮賽區(qū)五百多輛接駁車輛將搭載億華通氫燃料電池發(fā)動機。

3

奧運歷史上首次實現(xiàn)100%綠電

 
冬奧場館內(nèi)部，亮起的記分牌、保暖的空調(diào)……常規(guī)電力全部源自張北的清潔能源。順著張北柔性直流電網(wǎng)工程，“來自張北的風，點亮北京的燈”。

張北縣位于“風城”張家口市，張家口是我國首個可再生能源示范區(qū)，風能、太陽能資源豐富。截至2020年底，張家口市可再生能源總裝機突破2000萬千瓦，成為全國非水可再生能源第一大市。

雖然張家口可再生能源資源豐富，但本地消納能力有限。長期以來受限于電網(wǎng)水平，間歇的、不穩(wěn)定的風電和光電很難輸送到外地。柔性直流電網(wǎng)工程則疏通了清潔電力傳輸?shù)摹把堋保W運歷史上首次達成100%使用綠色電力的目標。

傳統(tǒng)直流輸電像一列火車，只能在固定的鐵軌上行駛，運輸不穩(wěn)定的可再生能源時，還容易“脫軌”；而柔性直流輸電像一輛越野車，可以駕馭各種路況，不必擔心“脫軌”，可控性好且運行方式靈活。

張北柔直電網(wǎng)工程的關鍵技術之一，是華中科技大學和上海思源電氣股份有限公司聯(lián)合研發(fā)的500kV機械式直流斷路器。團隊成員、華中科技大學教師袁召對南方周末記者解釋：“如果把電網(wǎng)比作一輛汽車，斷路器就像剎車。要轉彎、變道，需要用剎車減速；要避免交通事故，需要用剎車剎停。沒有斷路器，電網(wǎng)難以安全可靠運行。”
張北柔直電網(wǎng)工程包括張北、康保、豐寧和北京4座換流站，張北、康保換流站為送電端，接入新能源，豐寧站為調(diào)節(jié)端，接入抽水蓄能，北京站為接收端，接入首都負荷中心。依靠直流斷路器技術，4座換流站構建起一張網(wǎng)。

上海思源電氣該項目負責人周曉龍告訴南方周末記者，過去在浙江舟山、廣東南澳等柔直輸電示范工程中，還沒有構建起網(wǎng)絡，只是建起多端。如果把過去的柔直輸電工程比喻成京滬列車，只能在沿途的濟南、南京等中間車站經(jīng)停；而張北柔直電網(wǎng)工程首次構建起一個小范圍電網(wǎng)，就像北京、上海、鄭州、西安四個城市，通過四條鐵路線組成一個交通系統(tǒng)。“網(wǎng)的好處是，一條路堵了，我還有其他路可走。”

冬奧會結束后，柔性電網(wǎng)還將繼續(xù)運行，每年可向北京輸送約140億千瓦時綠色電力，供應北京市約1/10的用電量。

4

冬奧制服來源于廢棄塑料瓶

 
冬日的北京和張家口，北風呼嘯，體感溫度常在-10℃以下，在寒冷的環(huán)境中進行戶外活動，必須掌握三層穿衣法——內(nèi)層速干排汗，中間保暖，外層防風防水。北京冬奧會技術官員、工作人員和志愿者所穿的制服中，保暖層的抓絨居然來自廢棄塑料瓶和紡織品。

保暖當然是制服的必備性能。上海嘉麟杰紡織品股份有限公司副總工程師王俊麗告訴南方周末記者，此前有五十多家企業(yè)參與冬奧會服裝面料供應商競標，在盲選環(huán)節(jié)中，嘉麟杰公司產(chǎn)品比同類產(chǎn)品的保暖性可高出20%-30%。

同時，嘉麟杰使用的是可再生紗線，比例幾乎達到100%。王俊麗稱，公司常規(guī)產(chǎn)品使用可再生紗線的比例就已經(jīng)在50%以上。目前公司90%以上的產(chǎn)品出口，客戶多為國際大牌，“冬奧只是我們的一小部分產(chǎn)品”。

冬奧賽區(qū)上萬人的一日三餐，需要用到包括一次性的刀、叉、勺、吸管，可重復使用的餐盤、碗碟、杯子、筷子、勺子等28類。

來自安徽蚌埠的豐原生物技術股份有限公司提供了其中的可降解環(huán)保餐具，原材料為聚乳酸（PLA），源自玉米、秸稈等生物質(zhì)原料。

可降解塑料的降解條件嚴苛，中間回收和后端處理若跟不上，處置往往與普通塑料相同，一埋了事或是一燒了之。豐源生物新材料技術總監(jiān)馮杰對南方周末記者介紹，目前豐原也在打造可降解塑料的回收體系。豐原的可降解餐具在堆肥降解的環(huán)境下，6個月可達到90%以上的降解，自然環(huán)境的降解周期則為2-3年。

5

“示范工程”的隱含目的

 
奧運會像一個大櫥窗，各領域最前沿的科技和最綠色的理念被一一陳列。奧運會也像風向標，指出產(chǎn)品迭代的方向。不過，冬奧會的這些綠色產(chǎn)品，大多有更高的成本。

源自廢棄塑料瓶的抓絨面料90%的客戶都源自國外，背后也是價格在國內(nèi)市場不具備競爭力；類似的，可降解塑料餐具比傳統(tǒng)塑料餐具成本高出四成；氫燃料電池汽車受限于高價格，與傳統(tǒng)燃油車和鋰電池電動車相比，競爭優(yōu)勢還不明顯；張北柔直電網(wǎng)工程的100%綠電，比傳統(tǒng)直流輸電貴出一至兩倍。

不過，在碳中和的愿景下，冬奧會的試驗場提供了思考，帶來示范效應。

于民看好氫能車的前景，目前氫能的高成本一方面來自氫源，現(xiàn)階段工業(yè)副產(chǎn)氫提純以及電解水制氫受制于電價；另一方面，燃料電池系統(tǒng)的部分核心材料和關鍵閥門仍依賴進口，國內(nèi)尚未形成規(guī)模化生產(chǎn)。

要打造以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)，柔直電網(wǎng)將扮演重要作用。但是，只發(fā)展柔直電網(wǎng)并不能完全解決新能源不穩(wěn)定的短板。周曉龍介紹，目前新能源發(fā)電占比較小，電網(wǎng)足以應對其波動，未來隨著新能源發(fā)電占比不斷提升，波動的動態(tài)也越來越劇烈，儲能等技術也必須要跟上腳步。

“張北可再生能源柔性直流電網(wǎng)試驗示范工程為什么叫‘示范工程’，就是帶有一定的實驗性質(zhì)，希望帶動國內(nèi)的制造業(yè)往高端發(fā)展，有這樣的隱含目的。”周曉龍一語道破。



                                                                                                以上文章來源于千篇一綠 ，作者林方舟