“绿电”能助北京冬奥场馆减排多少万吨

应该是“张北可再生能源柔性直流电网试验示范工程”。

“绿色办奥”是北京冬奥会的重要理念之一，全部场馆100%使用清洁能源供电更将会是奥运史上的创举。

为保障北京冬奥会绿电供应，我国在多个环节进行了技术创新。凭借多年实践和探索，北京冬奥会三大赛区26个场馆全部实现绿色供电，这些绿电主要由河北张家口的光伏发电和风力发电提供，不仅在奥运史上尚属首次，也实现了人类能源史上一次重要突破。

为此，我国创新研发建设了张北可再生能源柔性直流电网试验示范工程，将张北地区原本分散四处的风电场、光伏电站连成了一个有机整体。该工程采用我国原创的柔性直流电网新技术，创造了12项世界第一，具有可控能力强、功率调节速度快、运行方式灵活等特点，能够有效抑制交流电压波动，减少功率波动对受端电网影响，成为破解新能源大规模并网消纳难题的“金钥匙”。

文 智造前研

1934 年，在国际奥委会雅典会议上决定，恢复部分古代奥运会旧制。规定运动会期间，从开幕日期至闭幕式止，在主体场燃烧奥林匹克圣火。火种必须来自奥林匹亚，采取火炬接力方式从奥林匹亚传到主办国。

自此之后，从 1936 年柏林奥运会起，点燃奥林匹克火焰是每届奥运会开幕式不可缺少的仪式之一，延续至今已经经过了 39 届。而在这 39 届奥运会中，奥运火炬从设计、材质以及燃料都发生了巨大的变化，在兼顾美学与实用的平衡中，绿色环保的概念也逐渐渗透在火炬之中，见微知著，奥运火炬变迁的背后是一场能源变革。

柏林奥林匹克 体育 场的主火炬呈三脚架形状，灵感来自古希腊的图案，大约有 2.20 米高。柏林奥运圣火传递为第一次成功举办的圣火传递，媒体、电台和拍摄奥运会官方电影的团队都对此进行了记录和报道。

在第一次奥运火炬传递之前，1928 年阿姆斯特丹奥运会和 1932 年洛杉矶夏季奥运会都有标志性的主火炬点燃仪式。然而，点燃主火炬的火种并非采集自奥林匹亚，也没有通过传递的方式被运送到开幕式现场。

使用火炬传递圣火的想法并不是突发奇想。受到古代方法启发组委会最初的想法是将圣火保存在树茎上，这种树茎取自地中海的一种树，这种树以燃烧缓慢而闻名。但是，从实际出发，最终采用了火炬传递的方式。由于市场上没有符合要求的火炬，组委会决定制作特定火炬。

（图为 1936 年柏林奥运会火炬，银色钢制材质，整个火炬 70 厘米，其中支架 28 厘米，燃料采用镁管、易燃膏。燃烧时间至少为 10 分钟）

现代奥运会火炬传递仪式，经历了三个发展时期 1896 至 1932 年的酝酿萌芽期、1936 至 1980 年的仪式形成期和 1984 年至今的创新发展期。经过 80 余年的发展完善，火炬传递已经形成了完善的仪式。智造前研对过去的 39 届奥运会的火炬细节做了详细的统计。

奥运火炬的传递需路经各种自然环境，冬奥会火炬尤其要注意应对冬季地温、多风、多雨雪的气候条件。历届奥运火炬设计都必须通过极为严苛的环境技术测试，在风雨交加、大雪纷飞的各种恶劣的气候条件下，均需保证火炬熊熊燃烧产生明亮的火焰，且需要考虑手持奔跑的传递姿态下，确保火炬火焰燃烧时火炬手的安全。

此外，对于一些特殊环境，也需针对性的做出技术调整和突破，以使用极端传递环境的严苛挑战。而燃料作为火炬燃烧的核心成分，一直是火炬设计者精心考虑的重要方面，除了受到化学工业发展水平的影响外，节能、环保、燃烧安全及火焰颜色等均是影响火炬燃料选择的因素。

通过上图我们可以看到，早期的奥运会火炬主要是以金属镁作为燃料。镁的熔点为 65.1 摄氏度。在空气中就能点燃燃烧，发出耀眼的白光。但镁十分活泼，同时由于成本较高，燃烧颜色不够美观，后不再采用。

天然树脂松香也曾短暂的出现在奥运会火炬燃料中，但是树脂在燃烧过程中会产生大量有毒气体和烟雾，而且有刺鼻的气味。燃烧中途易熄灭，火焰的焰色也并不美观，因此天然树脂松香也只是昙花一现。

液化石油气出现在了 1972 年慕尼黑奥运会上，但液化石油气是一种易燃物质，空气中含量超标后遇明火即爆炸。同时在燃烧的过程中对附近的观众的身体 健康 和生态环境也造成了不低的危害和污染，之后也淡出了奥运会的火炬之中。

火药、汽油、酒精和特制橄榄油等等也在奥运会的 历史 上短暂的留下了一笔，1996 年亚特兰大夏奥会首次以丙烯作为燃料，丙烯燃烧虽然可以产生清晰显目的火焰，但却会产生污染严重的黑烟。2000 年悉尼夏奥会火炬采了用更为环保的混合燃气，丙烷和丁烷以 35:65 的比例混合燃烧产生的火焰无烟尘且清晰明亮。

此外，丁烷丙烷混合燃料沸点低，在常温常压下易气化的特点大大减轻了燃料罐的重量，且更为经济。在此之后举办的 2004 年雅典夏奥会、2006 年多哈亚运会等，均采用了相似的燃料方案。

近代奥运会的火炬燃料通常采用的是丙烷，价格低廉且温度范围比较宽，常温加压后更易液化，便于贮存在火炬中。丙烷燃烧只形成水蒸气和二氧化碳，没有其他物质，不会对环境造成污染，属于清洁燃料，符合“绿色奥运”的理念。同时丙烷气体燃烧的火焰颜色为亮黄色，这样的颜色便于识别和电视转播、新闻摄影的需要。这也使得丙烷成为了众多奥运会火炬燃料的首选。

2020 年东京奥运会和 2022 年北京冬奥会的火炬燃料都采用了氢气，但两者之间也存在本质上的差别。当时日本计划借助东京奥运势头，大力发展氢能。不仅有丰田车企提供的氢能大巴、作为运动员往返场馆与奥运村之间的工具，同时日本政府还专门在奥运村附近建设了加氢站。但氢能利用涉及“制备、储存、运输、应用”多个环节，对氢能综合利用水平要求很高。最终由于受到氢燃料电池市场空间小，制氢、储氢、运氢等环节仍有技术瓶颈，同时成本层面也面临着很大的压力，再加上疫情控制不力等因素影响，最终奥运氢能源秀只能搁浅。

而北京 2022 年冬奥会却顺利实现了氢能利用的多个场景，开展制、储、运、加氢全供应链建设，氢能发动机已装配在公交、物流等不同车型；试制氢燃料电池发电车作为赛事场馆应急电源备用，配置输出功率为 400kW 氢燃料电池发电系统，可实现无时差供电切换。北京冬奥会将在延庆和张家口赛区投入 789 辆氢燃料大巴车服务赛事，赛后将转换为城市公交。氢能在北京冬奥会的应用，推动了氢能在交通、发电、供能、工业等多领域全场景示范推广应用，带动全产业链技术进步与产业规模化、商业化发展。

（2022 年北京冬奥会火炬设计灵感：北京将是第一个先后举办过夏奥会和冬奥会的“双奥之城”。2022 年北京冬奥会火炬是向中国首都的奥运遗产致敬，设计上和 2008 年北京奥运会主火炬造型相似，看起来像一个大卷轴。）

目前京张尤其是张家口已形成产业链齐全，具备一定发展潜力的氢能产业发展格局。值得一提的是，2 月 4 日，北京冬奥会张家口赛区火炬台创新采用绿氢作为燃料，点亮冬奥史上首支“绿氢”火炬。氢气被认为是最为清洁环保的燃料，其燃烧产物只产生能量和水，是完全的零排放燃料。而根据氢气制备的来源，以煤炭为原料制取的氢气被称作“灰氢”，以天然气为原料制备的氢气被称为“蓝氢”，用可再生能源电解水制备的氢气被称为“绿氢”，是最为环保绿色的氢气。

百年奥运火炬的变迁是全球能源领域大调整、大变革的缩影，全球能源技术创新进入高度活跃期，呈现多点突破、加速应用、影响深远等特点。供给侧的可再生能源、非常规油气已进入大规模应用阶段，需求侧的电动 汽车 和转化环节的智能电网处在市场导入期，可燃冰开发、碳捕获封存等技术有望取得新突破。能源技术革命已经引发了产业革命，将对能源供应结构、生产和利用方式、产业组织、地区格局产生深远影响，并将引领全球进入新一轮工业革命。

      北京2022年冬奥会和冬残奥会延庆、张家口赛区完成生态修复，全部场馆实现绿色电网全覆盖，北京冬奥会碳排放将全部中和。在北京冬奥会的筹办过程中，践行低碳和可持续的理念，努力使北京冬奥会成为全球生态文明建设参与者、贡献者、引领者的重要展示平台和窗口。同时大力普及低碳意识，引导公众低碳行动，确保节能环保筹办工作取得良好进展。“绿色冬奥”主要体现在以下几个方面？

一、能源供应方面，北京冬奥会全部场馆实现可再生能源利用。

北京冬奥会所有场馆实现城市绿色电网全覆盖，场馆照明、运行和交通等用电都由张家口的光伏发电和风力发电提供。到2022年冬残奥会结束时，冬奥场馆预计共消耗绿电约4亿度，预计可减少标煤燃烧12.8万吨，减排二氧化碳32万吨：“赛时北京冬奥会所有场馆将实现清洁能源供应，这是冬奥会历史上首次所有场馆100%使用绿色电力。”

二、场馆建设方面，全面满足绿色建筑标准。所有新建室内场馆全部达到绿色建筑三星级标准，既有室内场馆通过节能改造达到绿色建筑二星级标准。

同时针对雪上场馆的绿建设计问题，创新制定了我国首个绿色雪上运动场馆评价标准《绿色雪上运动场馆评价标准》，也填补了国内、国际相关标准的空白。国家速滑馆、首都体育馆、首体短道速滑训练馆、五棵松冰球训练馆等4个冰上场馆在冬奥会历史上首次使用二氧化碳跨临界直冷制冰技术，不仅减少了传统制冷剂对臭氧层的破坏，且大幅降低制冷系统能耗，与传统制冷方式相比，可实现节能30%以上。

三、交通服务方面，赛事举办期间将基本实现清洁能源供应，同时将推动氢燃料车辆的示范应用。

综合考虑山高路滑、温低坡陡、超长续航等车辆使用环境，以安全为前提，最大限度应用节能与清洁能源车辆，减少碳排放量。在北京冬奥组委的积极推进下，冬奥碳普惠制已经启动。为在全社会推广奥林匹克及北京冬奥会可持续理念，北京冬奥组委于2020年7月2日全国低碳日，正式发布并上线新开发的“低碳冬奥”微信小程序，利用数字化的技术手段，记录用户在日常生活中的低碳行为轨迹，鼓励和引导社会公众践行绿色低碳生活方式，为低碳冬奥做出贡献。

一大“黑科技”：无人化转播央视的首个手语AI主持人

二大“黑科技”：交通黑科技

由于本次冬奥会有三个赛区，为了让运动员和媒体可以方便、安全又顺利的到达其他赛区，我国为冬奥会“量身定制”了专属列车，在短时间之内修建了复兴号动车路线，其时速达到350公里。除此之外，该列车还实现了区间自动运行，也就是高铁列车无人驾驶技术。除此之外，列车中还有5G技术，为了保持在隧道中也能有良好俄通信信号，我国的科研团队用了一年的时间在海拔5000米以上的环境中进行了一年的实验，所研发的5G技术可以适应各种极端的环境。列车上还具备全球唯一的高清移动演播室，主持人在高速移动中也可以对赛事进行播报。

三大“黑科技”：基建黑科技

为了打造高科技绿色环保的场馆，本次北京冬奥会用的6个场馆都形成了一套拥有自主知识产权的黑科技，19个场馆都是用的风电、太阳能、光伏发电等可再生能源。有很多的建筑都是在原有建筑上进行改造，但是并不是简单的“变魔术”，而是在原有使用功能之上加入新功能。首都的体育馆将会进行三十次场地的转换，例如国家游泳中心“水立方”，是首个实现冰水转化的场馆，实现了水立方到冰立方的可持续使用的转换。除此之外，冰壶赛道的场馆也将会假设在水池上。

四大“黑科技”：机器人餐厅

令外国运动员感到感叹的就是拥有大概120个机器人的机器人餐厅，在这里没有厨师也没有服务员，全透明的厨房中“机器人大厨”在24小时中为数千人有序的提供餐食。外国媒体看到不禁感叹：想要超过得用三十年！

五大“黑科技”：运动员装备

除了有打破吉尼斯世界纪录的运动员羽绒服，还有自带记忆的冰壶刷，这种冰壶刷可以记录下来运动员的各项指标，可以为教练选拔运动员提供参考数据，也可以作为运动员可以不断提高成绩的参考。除此之外，冬奥村更是给运动员们配备了“有记忆功能的床”，不仅舒适而且还有按摩功能和“叫醒服务”。

六大“黑科技”：用雪自由

作为举办冬奥会，顺利进行冰雪项目的基础，我国虽然起步较晚，相关技术又被外国垄断，但是由于我国科研团队的不断努力，此次冬奥会我国实现了真正的“用雪自由”，冰状雪的技术赛道制作技术被我国的科研团队所攻克。

七大“黑科技”：防疫黑科技

在新冠疫情的大环境下，防疫可以说是最重要的一环，而我国的“科学防疫政策”也不是说说而已。此次冬奥会我国采取了大量的“黑科技”防疫设备，数百台的机器人为此次的防疫做出了重大贡献。

北京冬奥会科技创新贯穿场馆建设、基础设施、服务保障、转播技术等方方面面。人工智能辅助系统、风洞实验室让运动员备战更加高效。通过技术攻关，北京冬奥会的竞赛场馆“科技范儿”十足。

首钢滑雪大跳台研发了正四面体的模块及正四面体连接节点，实现不同比赛的赛道剖面转化。国家雪车雪橇中心赛道长度大、落差大、弯道多，通过技术创新解决了赛道精度和温差控制难题……本届冬奥会短道速滑比赛中，超高速4k轨道摄像机系统的应用让比赛更具观赏性，也更加公平。

“这是一场科技促进体育发展的盛会。”哥伦比亚哥中友好协会主席普亚纳表示，中国将可再生能源运用到场馆建设、交通运输等领域，科技和体育相得益彰。科技元素在北京冬奥会场馆建设中的广泛应用，为参赛运动员带来更多便捷，有助于比赛中更好发挥水平。国家速滑馆、五棵松体育中心等场馆采用了二氧化碳跨临界制冷系统，冰面温差控制在0.5摄氏度以内，碳排放量接近于零；场馆利用冷热联供一体化设计对制冷余热进行回收利用，能效提升30%—40%；奥运会历史上首次实现全部场馆100%绿色供电、大批氢能汽车投入使用……国际人士认为，北京冬奥会通过科技手段降低碳排放，对推动环境保护和绿色发展具有重要意义。北京冬奥会的“科技范儿”，不仅体现在场馆硬件设施，也体现在服务质量的提升上。

例如，5g信号覆盖到所有场馆和连接场馆的道路，为丰富媒体传播方式提供了有力支撑；具有自由视角、云端互联等特性的高科技产品和技术，为观众观看赛事提供了更多选择。在北京冬奥会主媒体中心，一块巨大的屏幕引人注目。依托云技术，身处不同地区的人们可以在屏幕上实现沉浸式互动。不久前，国际奥委会主席巴赫就通过该技术同中心内记者“面对面”交流。巴赫表示，中国的数字科技在奥运会数字化转型中发挥了积极作用，云技术等使奥运会技术标准达到新高。“本届冬奥会的数字化水平前所未有，让更多人参与到奥林匹克运动中。”