让冷冰雪成为热时尚——冬奥能源科技应用综述

来源：《中国电力报》 时间：2022-02-09 11:20

　　1月20日，在全球目光的关注下，北京2022年冬奥会火种顺利抵京。2月2~4日，名为“飞扬”的火炬将在北京冬奥会3个赛区传递。采用碳纤维材料制成的“飞扬”不仅耐火耐高温，还能抗10级大风和暴雨，可在极寒天气中使用。这是中国石化牵头东华大学、中核集团、航天科技等单位，携手攻关的成果。

　　小小的一支“飞扬”，科技含量满满，凝聚着我国能源行业科技研发的力量、能源工作者的集体智慧。在即将拉开帷幕的冬奥会上，更多来自中国能源行业“高、精、尖”的科技将向世界传递。

　　环保制冰 低碳造雪

　　冰雪晶莹，点亮梦想。

　　无论是冬奥会吉祥物冰墩墩、雪容融，还是冬奥会申办歌曲《冰雪舞动》，都彰显着冰与雪是冬奥会的魅力所在，也是历届冬奥会的“灵魂”。制冰、造雪、保雪、储雪是保障冰上运动、滑雪竞技项目顺利进行的关键。

　　回顾历届冬奥会，氟利昂制冰或氨制冰均占据主流，前者易造成臭氧层破坏、地球暖化，后者则具有微毒、易燃易爆的特性。本届冬奥会，国家速滑馆、首都体育馆等4个冰上场馆首次使用了二氧化碳跨临界直冷制冰技术，极大降低了制冷过程的碳排放，不仅使场馆碳排放趋近于零，还可以将场地冰面温差控制在0.5摄氏度以内，相比传统制冷方式，制冰效能可提升30%。此外，制冷过程中产生的高品质余热还可以回收利用，用于运动员生活热水、冰面维护浇冰等。

　　科技工作者用智慧实现了绿色的“用雪自由”，艳阳天里滑雪不再是梦。

　　首钢大跳台成功储雪5000立方米，科研工作者根据不同的气象条件，结合太阳光照射率等参数，利用“土工布+秸秆”“土工布+锯末”“土工布+泡沫塑料”等方式为积雪“盖被子”。反复试验后，经济性和实用性最好的“土工布+泡沫塑料”方案脱颖而出。

　　科研团队研发了零上高品质动态人工造雪和储雪一体化技术，利用二氧化碳超临界制冷技术以及新型优化的造雪设计，实现安全、高效、低成本、高品质的人工造雪。据介绍，利用传统方式生产1立方米的雪量大约需要30千瓦时左右的电，而零上人工造雪技术仅耗电18~22千瓦时，同时造雪产生的热量将全部回收，用于提供热水与比赛供热。

　　在环保制冰、低碳造雪等可持续举措中，不仅蕴藏着心思巧妙的能源智慧，还包含着中长远产业进一步发展、应用的考虑。万事几近具备，只待奥运东风。

　　绿色办奥 贯穿始终

　　北国风光，山河壮丽；塞内塞外，卧冰藏雪。

　　“用张北的风点亮北京的灯”这一颇具诗意的口号，描述的是已竣工投产的张北柔性直流电网试验示范工程。该工程是世界上首个输送大规模风电、光伏、抽水蓄能等多种能源的四端柔性直流电网，将张家口地区的清洁能源送往京津冀地区，奥运史上首次实现所有场馆绿色电力全覆盖。如期完工的冬奥会12个竞赛场馆，在绿电的保障下一一华丽上线。

　　“雪游龙”登场亮相。地处延庆的国家雪车雪橇中心“雪游龙”宛如游龙盘踞山间，采用全球首创的钢木结构，实现了传统木结构与现代钢结构的完美结合，大大减少阳光直射，起到节能保温作用，最大限度降低能源消耗，确保赛事高质量进行。

　　“冰菱花”美丽绽放。五棵松冰上运动中心“冰菱花”从设计到建造都履行着可持续发展这一理念，融入超低能耗的理论和技术，更有利于场馆在冬奥会赛后的利用。场馆的制冰系统在超低能耗的设计理念下，残存的热能和冷能可以再吸收再利用。

　　“冰丝带”轻盈飞舞。国家速滑馆“冰丝带”不仅将使用世界上最环保最先进的二氧化碳制冰技术，有望生成“最快的冰”，还将制冷产生的余热用于运动员生活热水、融冰池融冰、冰面维护浇冰等，一年可节省200万千瓦时电能。

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　　经过一系列测试活动、测试赛，北京2022年冬奥会冰上场馆的优质冰面受到国内外各项目选手的好评。场馆中还应用了中核集团控股公司同方股份旗下同方泰德Techcon控制管理系统，实现了新风机组、空调机组、智能照明等设备的控制管理和有机协同。该系统可延长场馆各类机电设备的使用寿命，充分满足冬奥会建设的高质量需求。此外，由国家电网公司统筹研发，国网北京市电力公司具体实施的北京冬奥电力运行保障指挥平台同步上线运行，实现了奥运史上首次电力业务领域数字化、智能化全景监视，将全面支撑冬奥测试赛及正式比赛供电保障工作。

　　从场馆建设到应用设计，赛事筹办既体现了中国和世界的接轨和融合，也是我国践行绿色低碳承诺、贯彻可持续发展理念的展示。据统计，冬残奥会结束时，仅崇礼冬奥会场馆预计消耗绿电约4亿千瓦时，预计减少标煤燃烧12.8万吨，减排二氧化碳32万吨。

　　氢能竞速 备战冬奥

　　冬奥会为氢燃料电池汽车和加氢站示范推广提供了诸多重要场景，各大氢能企业竞速冬奥会，助力举办绿色冬奥。

　　2021年11月，中集安瑞科控股有限公司宣布，旗下中集氢能高压气氢事业部在石家庄基地成功交付4台氢气管束式集装箱，将用于北京冬奥会。

　　2021年12月7日，中国石油在北京冬奥赛区已建成4座加氢站，冬奥期间供氢能力将达到5500千克/日，可为近千辆氢燃料电池车提供服务。

　　1月6日，国内首座站内氢气检测实验室——中国石化西湾子氢气检测实验室在河北崇礼正式投运，该实验室能完成燃料电池氢气的13项典型指标检测，将为保障冬奥会氢能质量安全可靠提供有力技术支撑。

　　1月24日，由国家能源集团国华投资公司建设的万全油氢电综合能源站完成首辆氢燃料电池公交车加注，这标志着集加油、加氢、充电于一体的，为全类型车辆提供动能的综合能源站具备了为冬奥会提供氢能源保障的能力。

　　北京冬奥组委会公布的数据显示，本届冬奥会将示范运行超1000辆氢能源汽车，配备30多个加氢站，是全球最大的一次燃料电池汽车示范。有多名业内人士表示，此次冬奥会或将成为氢能在国内加速落地应用的分水岭。

　　除了氢燃料电池汽车，其他技术创新的新能源车型也逐一亮相。

　　2021年10月27日，国产雪蜡车交付使用。整车涉及新能源动力、5G通信、仿生光源等领域的专业技术，还配备光伏发电系统，冬季每天发电12千瓦时，可以满足车辆照明和生活用电需求。

　　1月中旬，中国石油华北油田积极为奥运服务区域运输车辆加注LNG能源，以低碳减排的实际行动支持冬奥“冰雪之约”。LNG能源清洁高效，是大功率载重汽车、公交车以及城乡燃气“点供”的首选。

　　这场体育盛会，不仅带动3亿人参与冰雪运动，让冷冰雪成为热时尚，还成为科技创新的重要窗口。未来，这些炫酷的能源科技可以推广、催生系列化的新兴产业，应用在更多领域，甚至走入千家万户的生活。

　　作者：于琳娜

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