北京冬奥会：碳中和的试验场

▲  2022年1月25日，即将举办冰壶比赛的国家游泳中心“冰立方”。（视觉中国/图）

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• “北京冬奥会将全面实现碳中和。”2022年1月13日，北京冬奥组委总体策划部部长李森在国新办新闻发布会上表示。

• “水立方”变“冰立方”，2022年北京冬奥会的场馆中，出现了六个夏季奥运会“老面孔”。

• 一千多辆氢燃料电池车是目前世界上最大规模的氢燃料电池汽车示范应用。柔性直流电网工程则疏通了清洁电力传输的“血管”，助力奥运历史上首次达成100%使用绿色电力的目标。

• 尽管冬奥会的这些绿色产品，大多有更高的成本，但奥运会正像一个大橱窗，各领域最前沿的科技和最绿色的理念被一一陈列。奥运会更像风向标，指出产品迭代的方向。

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文｜南方周末记者 林方舟

南方周末实习生 符文馨

责任编辑｜汪韬

2022年冬奥会开幕，北京成为世界首个“双奥之城”。“绿色、科技、人文”，2008年的北京夏季奥运会的理念中，绿色位列之首。“绿色、共享、开放、廉洁”，2022年的北京冬季奥运会中，绿色仍列之首。

中国提出了在2060年前实现碳中和的目标，2022年的北京冬奥正努力成为试验场。“北京冬奥会将全面实现碳中和。”2022年1月13日，北京冬奥组委总体策划部部长李森在国新办新闻发布会上表示。当日发布的《可持续•向未来——北京冬奥会可持续发展报告（赛前）》提出，可持续发展是北京申办冬奥会的三大理念之一，截至2021年9月30日，北京冬奥会可持续性承诺就已完成98%。

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“水立方”变“冰立方”，6个奥运场馆复用

奥运比赛期间，聚光灯下的场馆吸引全世界的目光，但在赛后，一些耗费巨资兴建的场馆关门谢客、杂草丛生的闲置问题也饱受诟病。

2022年北京冬奥会的场馆中，出现了六个夏季奥运会“老面孔”。

沿北京中轴线一路向北，在奥体中心地铁站下车，东侧的鸟巢依旧是2022年北京冬奥会开闭幕式的举办地。西侧的场馆，春夏秋是“水立方”，冬天是“冰立方”。冬奥会期间，冰壶比赛在这里举办，冰面在原来的泳池中搭建而成。冬奥会后，场馆可继续根据需要进行“水冰转换”。

沿着“冰立方”继续北上，在奥林匹克森林公园西侧，被誉为“冰丝带”的国家速滑馆在原射箭、曲棍球临时场馆的地址上兴建，这里将诞生14块金牌。受益于这个形似薯片的造型，用钢量仅为传统屋面的四分之一。亚洲最大的1.2万平方米冰面暗藏黑科技——目前最环保的制冰技术“二氧化碳跨临界直冷制冰”，碳排放趋近于零。北京冬奥会有4个冰上场馆使用了新型二氧化碳制冷剂。据央视报道，国际奥委会制冰工程顾问萨瑟兰赞赏说，二氧化碳制冷系统的使用，率先为世界作出了环保和可持续的示范。

沿北京的另一条主动脉长安街一路向西，也坐落着两个冬奥会场馆。毗邻西四环的五棵松体育中心，2008年奥运会的篮球比赛在此举行。早在建造之初就富有远见地在场地下预埋了制冰管道，如今，在6小时内，篮球、冰球、文化演出三种模式即可完成转换。2022年冬奥会，这里变身为冰球馆。

老场馆外，李森介绍，所有新建室内场馆全部达到了目前国内最高的绿色建筑三星级标准，并在规划设计时就充分考虑了赛后利用。

再往西行，是20世纪末中国最大的钢铁厂首钢。为了2008年北京奥运会，首钢迁出了首都。如今它的遗址重新焕发生机，形似“高跟鞋”的滑雪大跳台将诞生四块金牌，冷却泵站变身成为验票安检大厅和赛事管理办公区，制氧主厂房被改造成为综合服务楼，炼铁原料区作为北京冬奥组委驻地，精煤车间化作国家冰雪运动队训练场地……首钢滑雪大跳台也是冬奥场馆与工业遗产的结合，为世界第一座永久性保留和使用的滑雪大跳台。

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不必担心低温的氢能车

冬奥会比赛期间天气寒冷，场馆之间，接驳运动员和工作人员的穿梭巴士，超过八成是节能与清洁能源车辆。

2022年1月6日，在张家口市崇礼云顶滑雪公园，一名工作人员准备乘坐氢燃料大巴出行。（新华社记者 杨世尧/图）

2008年北京奥运会上，五百余辆新能源车的主力是锂电池电动车，2022年北京冬奥会，主角变成了氢——一千多辆氢燃料电池车、三十多个加氢站参与赛事交通服务保障。

锂电池电动车在低温下续航里程衰减，充电时间长，而氢能车则不必担心。北京亿华通科技股份有限公司常务副总经理于民回复南方周末记者，氢燃料电池低温性能优越，可实现-30℃低温启动，-40℃低温储存。以团体大巴车为例，单次加氢的续航里程约为五百公里，氢气加注时间只需10-15分钟。“在测试赛期间，搭载亿华通燃料电池系统的80辆汽车在-20℃环境下，燃料电池低温启动、雪地爬坡、续航等主要考核内容均顺利通过考核。”

这也是目前世界上最大规模的氢燃料电池汽车示范应用。于民介绍，以公交车为例，每百公里可减少碳排放94.8kg。冬奥期间，延庆赛区两百多辆、崇礼赛区五百多辆接驳车辆将搭载亿华通氢燃料电池发动机。

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奥运历史上首次实现100%绿电

冬奥场馆内部，亮起的记分牌、保暖的空调……常规电力全部源自张北的清洁能源。顺着张北柔性直流电网工程，“来自张北的风，点亮北京的灯”。

张北县位于“风城”张家口市，张家口是我国首个可再生能源示范区，风能、太阳能资源丰富。截至2020年底，张家口市可再生能源总装机突破2000万千瓦，成为全国非水可再生能源第一大市。

虽然张家口可再生能源资源丰富，但本地消纳能力有限。长期以来受限于电网水平，间歇的、不稳定的风电和光电很难输送到外地。柔性直流电网工程则疏通了清洁电力传输的“血管”，助力奥运历史上首次达成100%使用绿色电力的目标。

传统直流输电像一列火车，只能在固定的铁轨上行驶，运输不稳定的可再生能源时，还容易“脱轨”；而柔性直流输电像一辆越野车，可以驾驭各种路况，不必担心“脱轨”，可控性好且运行方式灵活。

张北柔直电网工程的关键技术之一，是华中科技大学和上海思源电气股份有限公司联合研发的500kV机械式直流断路器。团队成员、华中科技大学教师袁召对南方周末记者解释：“如果把电网比作一辆汽车，断路器就像刹车。要转弯、变道，需要用刹车减速；要避免交通事故，需要用刹车刹停。没有断路器，电网难以安全可靠运行。”

2021年9月25日，国网北京市电力公司延庆换流站的员工检查输变电设备，进行冬奥会前的全面体检。（新华社记者 李欣/图）

张北柔直电网工程包括张北、康保、丰宁和北京4座换流站，张北、康保换流站为送电端，接入新能源，丰宁站为调节端，接入抽水蓄能，北京站为接收端，接入首都负荷中心。依靠直流断路器技术，4座换流站构建起一张网。

上海思源电气该项目负责人周晓龙告诉南方周末记者，过去在浙江舟山、广东南澳等柔直输电示范工程中，还没有构建起网络，只是建起多端。如果把过去的柔直输电工程比喻成京沪列车，只能在沿途的济南、南京等中间车站经停；而张北柔直电网工程首次构建起一个小范围电网，就像北京、上海、郑州、西安四个城市，通过四条铁路线组成一个交通系统。“网的好处是，一条路堵了，我还有其他路可走。”

冬奥会结束后，柔性电网还将继续运行，每年可向北京输送约140亿千瓦时绿色电力，供应北京市约1/10的用电量。

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冬奥制服来源于废弃塑料瓶

冬日的北京和张家口，北风呼啸，体感温度常在-10℃以下，在寒冷的环境中进行户外活动，必须掌握三层穿衣法——内层速干排汗，中间保暖，外层防风防水。北京冬奥会技术官员、工作人员和志愿者所穿的制服中，保暖层的抓绒居然来自废弃塑料瓶和纺织品。

保暖当然是制服的必备性能。上海嘉麟杰纺织品股份有限公司副总工程师王俊丽告诉南方周末记者，此前有五十多家企业参与冬奥会服装面料供应商竞标，在盲选环节中，嘉麟杰公司产品比同类产品的保暖性可高出20%-30%。

同时，嘉麟杰使用的是可再生纱线，比例几乎达到100%。王俊丽称，公司常规产品使用可再生纱线的比例就已经在50%以上。目前公司90%以上的产品出口，客户多为国际大牌，“冬奥只是我们的一小部分产品”。

冬奥赛区上万人的一日三餐，需要用到包括一次性的刀、叉、勺、吸管，可重复使用的餐盘、碗碟、杯子、筷子、勺子等28类。

来自安徽蚌埠的丰原生物技术股份有限公司提供了其中的可降解环保餐具，原材料为聚乳酸（PLA），源自玉米、秸秆等生物质原料。

可降解塑料的降解条件严苛，中间回收和后端处理若跟不上，处置往往与普通塑料相同，一埋了事或是一烧了之。丰源生物新材料技术总监冯杰对南方周末记者介绍，目前丰原也在打造可降解塑料的回收体系。丰原的可降解餐具在堆肥降解的环境下，6个月可达到90%以上的降解，自然环境的降解周期则为2-3年。

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“示范工程”的隐含目的

奥运会像一个大橱窗，各领域最前沿的科技和最绿色的理念被一一陈列。奥运会也像风向标，指出产品迭代的方向。不过，冬奥会的这些绿色产品，大多有更高的成本。

源自废弃塑料瓶的抓绒面料90%的客户都源自国外，背后也是价格在国内市场不具备竞争力；类似的，可降解塑料餐具比传统塑料餐具成本高出四成；氢燃料电池汽车受限于高价格，与传统燃油车和锂电池电动车相比，竞争优势还不明显；张北柔直电网工程的100%绿电，比传统直流输电贵出一至两倍。

不过，在碳中和的愿景下，冬奥会的试验场提供了思考，带来示范效应。

于民看好氢能车的前景，目前氢能的高成本一方面来自氢源，现阶段工业副产氢提纯以及电解水制氢受制于电价；另一方面，燃料电池系统的部分核心材料和关键阀门仍依赖进口，国内尚未形成规模化生产。

要打造以新能源为主体的新型电力系统，柔直电网将扮演重要作用。但是，只发展柔直电网并不能完全解决新能源不稳定的短板。周晓龙介绍，目前新能源发电占比较小，电网足以应对其波动，未来随着新能源发电占比不断提升，波动的动态也越来越剧烈，储能等技术也必须要跟上脚步。

“张北可再生能源柔性直流电网试验示范工程为什么叫‘示范工程’，就是带有一定的实验性质，希望带动国内的制造业往高端发展，有这样的隐含目的。”周晓龙一语道破。

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壬寅虎年，中国人迎来一个特殊的春节，不仅因为新冠疫情，更因为冬奥会在家门口举办。
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