张晓芒

能源供应在赛事保障中的重要作用不言而喻。为实现“绿色奥运”的总体目标，2022年北京冬奥会在能源供应环节尤其注重节能减排和低碳发展，“海绵赛区”“绿电交易”“低碳交通”……中国大刀阔斧打造着奥运史上的生态创举，让绿色成为本届冬奥会最鲜明的底色，北京冬奥会也有望成为首个真正实现碳中和的奥运赛事。

海绵赛区   冬奥之水“活”起来

按照北京冬奥会竞赛标准及国际惯例，比赛必须使用人工造雪，而人工造雪就需要用到大量的水，这些水从何而来？使用之后又将去向何处？

据悉，三大赛区均采用多元蓄水模式，共同组成造雪引水系统，最大限度地减少造雪过程中的水资源消耗和增强融雪后的水资源收集效果，充分保障了冬奥赛场造雪用水及回收的需求。

“今年延庆地区降水、降雪量均十分充沛，国家高山滑雪中心优先利用收集储存的天然降水、地表径流等作为人工造雪的水源;此外，赛区还建设了三座塘坝和蓄水池，总计可以蓄水约18万立方米，最大限度地存蓄地表水用来造雪;除了天然降水之外，造雪另外所需要用的水由区域内的佛峪口水库和白河堡水库联合提供。据统计，冬奥会赛时需水量仅占延庆地区现状用水量的1.6%，占延庆本地区水资源总量的0.4%。”北京市延庆区区长于波介绍说，“赛后气温回升，冰雪开始融化，水会沿着溪谷到达900高程的塘坝，一部分融雪水赛区进行再利用，剩余的部分通过综合管廊退水至佛峪口水库下游，最终流进官厅水库，由此实现水的全生命周期综合循环利用。”

按照水资源全收集、全处理、再利用的“海绵赛区”理念，张家口赛区4个竞赛场馆全部设计建造了雨水、地表水、融雪水收集系统，实现了夏季绿化灌溉、冬季造雪的双利用模式。可持续利用水资源，降低水资源消耗，最大限度减少赛区对生态环境的影响。北京冬奥会在雪上场馆的建造中普遍应用融雪水收集技术，这个技术也是首次在冬奥会场馆中得以应用。

利于这一技术，不仅可以将融雪水、雨水等非常规水源引流，还可以减缓水流速度，避免对山体生态造成破坏，融雪水可用于赛区内部绿化灌溉、道路浇洒和景观等方面，剩余部分通过管廊排入水库大坝，将自然环境中的水收集储存，需要时再“释放”并加以利用。

此外，各大赛区也都建立了各自的污水处理厂。北京冬奥会期间比赛及生活产生的污水经技术处理后，水质将达到《城市污水再生利用城市杂用水水质》一级A标准，可作为生态补水，补充到地表径流，以维持地表径流流量，改善河道的生态环境和功能，做到“污水不污”，从而实现“再生”。各赛区通过“渗、滞、蓄、净、用、排”等方法，最大限度减少赛区内的水资源浪费，实现水资源全收集、全处理、再利用，用实际行动践行“绿色办奥”理念。

清洁能源  冬奥供电“绿”起来

电力供应是冬奥赋“能”的重中之重，北京冬奥会各个场馆的运行均需要巨量电能，如何保障稳定供给？在用电这个高耗能环节，又如何体现“绿色冬奥”理念？抛出“绿色电力”和“绿电交易”两张大网，就可以全方位解决冬奥供电问题。

绿色电力，简称“绿电”，是指通过零二氧化碳排放（或趋近于零二氧化碳排放）的生产过程得到的电力。“绿电”主要来源于清洁能源，包括太阳能、风能、生物质能等。

目前，我国的“绿电”主要以太阳能光伏发电和风力发电为主。北京冬奥会全部场馆使用的“绿电”主要是指河北张家口的光伏发电和风力发电通过张北柔性直流电网工程输入北京电网。据悉，北京冬奥会期间，3大赛区26个场馆将全部使用“绿电”，这是奥运历史上首次实现全部场馆百分之百清洁能源供应。

“张北一场风，从春刮到冬。”外交部发言人赵立坚诙谐地以一句俗语在新闻发布会上向中外记者介绍起冬奥供电情况，“中国建立了张北可再生能源示范项目，把张北的风转化为清洁电力，并入冀北电网，再输向北京、延庆、张家口三个赛区，这些电力不仅点亮一座座奥运场馆，也点亮北京的万家灯火，这个故事就叫‘张北的风点亮北京的灯’”。

此外，据北京冬奥组委规划建设部部长刘玉民介绍，张家口赛区和延庆赛区都有丰富的清洁能源储备，河北是风电、光伏资源大省，拥有较好的清洁能源产能条件，可再生能源的储备非常充足。据测算，张家口可开发风能资源储备量达到4000万千瓦以上，太阳能可开发量达到3000万千瓦，还有生物质资源年产量在200万吨以上，能够保证冬奥场馆“绿电”的供应。

“绿电”产生后，如何将清洁能源稳稳送入分布在各处的冬奥场馆？这要靠京津冀地区的500千伏柔性直流电网。张北柔直工程是世界首个汇集和输送大规模风电、光伏、储能和抽蓄等多种形态能源并具有网络特性的直流电网示范工程，于2020年6月29日正式投入使用，这项工程每年可输送约140亿千瓦时的清洁能源，约占北京市年用电量的1/10。该电网采用了很多世界领先或首创的新技术，是目前世界上电压等级最高、输送容量最大的直流电网。通过这个电网，就可以把绿色电力以极小的损耗源源不断地输送到三个赛区的所有场馆，同时也点亮了北京的万家灯火。

据了解，北京冬奥会赛区综合能源项目包括“四站一系统”，即冬奥村能源站、冬奥村制冷站、冬奥村二级泵站、山地新闻中心能源站、山地新闻中心光伏发电系统，项目涵盖了供热、供冷、太阳能屋顶光伏、储能以及智慧能源监控等综合能源服务功能。在運行过程中，实现了多能互补协同运行，直流电网上富余的电能将被输送到国家电网建设的蓄能电站，这是国家电网原来既有的电力设施。在电力需求大的时候，蓄能电站将把储存的电力送上电网，相当于给整个电网备份了一个大的“充电宝”，通过能源互补协同工作，保障冬奥场馆的电力供应充足及安全运行。

在有形的绿色电网下，另一张无形的绿电交易网也在暗中发力，通过针对北京冬奥会的跨区域“绿电交易”机制，为冬奥场馆的“绿电”运行提供保障。绿电交易，特指以绿色电力产品为标的物的电力中长期交易，用以满足电力用户购买、消费绿色电力需求，并提供相应的绿色电力消费认证。简单来说，就是用户可以通过电力交易的方式购买风电、光伏发电等新能源电量。

通过发挥主办城市资源优势，北京冬奥会的电力供应基本上是依托现有的城市市政电网，按照国家关于绿色电力市场化交易规则，通过绿电交易，实现了所有场馆的绿色电力供应。且在电力供应的过程中，除了场館自身必备的变配电设施以外，基本都是利用了城市现有的电网资源以及原来既有的规划建设电网资源，不需要新建其他的电力设施。

根据测算，从2019年6月第一笔绿电交易开始，到2022年冬残奥会结束，北京、延庆、张家口三个赛区的场馆绿电预计使用4亿千瓦时，可以减少燃烧12.8万吨的标准煤，减排二氧化碳32万吨。因此，北京冬奥会也成为我国尝试城市能源转型升级的重要契机。

“氢”情奉献   奥运交通“洁”起来

在北京冬奥会倒计时一周年活动上，北京冬奥会火炬——创新采用氢作为燃料的火炬“飞扬”正式亮相。参与火炬研发的中国航天科技集团高级工程师韩宗捷介绍说，氢的燃烧产物只有水，氢能源从本质上来讲是一种健康的无后续污染的优质能源，而它从使用反应过程中来看又可以说是一种“取之不尽，用之不竭”的可再生资源。

在奥运圣火的照耀下，氢能揭开了北京冬奥会的绿色序幕。冬奥期间，200辆搭载着国家电投自研“氢腾”燃料电池系统的氢能客车为延庆赛区提供交通接驳保障服务。其续航里程达630公里，相较传统化石能源车辆，每行驶100千米，可减少约70公斤二氧化碳排放，相当于14棵普通树木一天的吸收量。

当前流行的氢能源汽车驱动方式并不是类似于内燃机那般燃烧氢气获得能量，而是通过“燃料电池”来将氢气和氧气结合。这是一种化学反应，在反应过程中会产生电力、水和热能，这种化学反应过程的能量转化效率比氢气单纯燃烧的效率要高出2-3倍，而且反应过程中产生的废料除了微量的二氧化碳和氮氧化物外，主要是水，这也就是为何大部分人一致认为“氢能源”才是清洁能源的最佳代表。

氢能客车如何供能？加氢站承担着氢能大巴的能源保供责任。2021年2月7日，中国石油太子城服务区加氢站正式投用，为张家口崇礼赛区50辆氢能源大巴供应氢燃料，加出保障冬奥氢能“第一枪”。截至2021年底，中国石油已建成4座加氢站，冬奥期间供氢能力将达到5500公斤/日，可为近千辆氢燃料电池车提供服务，预计行驶里程超过200万千米。2022年1月24日，位于河北省张家口市的万全油氢电综合能源站正式投入运行，日加氢能力约1000公斤。可持续为北京冬奥会的氢能车辆提供清洁能源。该能源站还配备了国家能源集团自主研发的国内首个满足国标要求并取得整体防爆认证的70兆帕一体式移动加氢站，可以机动灵活地为冬奥赛区任何需要的区域提供上门能源保障服务。

氢在常温常压状态下是一种易燃气体，氢能源作为汽车能源的历史并不久，普通公众对氢能源这种新能源还比较陌生，对其安全性或有担忧。据中石化新闻办介绍，为保障北京冬奥会氢能安全，中石化建设了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，该实验室能完成燃料电池氢气的13项典型指标检测，有力地保障了北京冬奥会氢能质量安全可靠。

智能管控  冬奥供能“慧”起来

众所周知，这次北京冬奥会既是“绿色冬奥”，也是“科技冬奥”，在供能环节要想达到最优供给效率，自然需要先进科技的加持。北京冬奥会展现了一批低碳、绿色、智慧的奥运场景，其中少不了大数据、人工智能、5G、数字孪生等前沿智能科技的助力。

据悉，北京冬奥会专门在北京及延庆赛区的10个场馆分别建设了能源管控中心，用于实时监测场馆中电、气、水、热等能源的使用情况，利用大数据、人工智能等技术，完成建筑能耗、碳排放监测等的可视化管理，进而减少能源消耗。为了更直观地向观众展示绿色冬奥碳中和承诺的实现情况，奥运村新闻中心还建设了绿色智慧能源展示中心，通过5G和互联网+等智能技术，展示绿色电力生产、输送、消费和节能的全部过程。

在交通环节，除了使用新能源车辆，还需要通过智能交通管理系统的应用来提高交通燃油效益，从而降低交通运输过程的碳排放量。通过了解，北京冬奥会场馆所在城市的相关部门进一步完善了城市公共交通运行调度系统，提升了交通系统的智能化管理水平，通过整合交通、天气信息，完善交通信息查询系统，利用动态交通信息发布和诱导系统等技术为冬奥观众提供交通信息服务，通过实施分析研判人流车流情况，加强公共交通、城际交通和停车场、充电桩等交通设施信息的发布。

此外，场馆数字孪生模型也大大助力了场馆周边交通管理。“数字孪生”指的是，以BIM（Building Information Modeling-建筑信息模型）为基础，运用云计算、物联网、移动互联网、大数据、人工智能等新一代信息技术，在虚拟信息空间构建一个可以表征该物理场馆的虚拟实体和子系统。虚拟与现实的高度融合是“数字孪生”的核心概念，能够在大型活动项目中协同管控场景。如国家体育馆数字孪生系统可动态采集相关设备的运行情况、周边道路人流情况，使数字建筑和城市交通系统联通，基于人工智能形成最优的解决方案，改变大型活动时部分市区内场馆周边交通不畅的情况，提升附近车辆的交通燃油效益。

在这场绿能保供战役中，无数中国企业、中国工人用他们夜以继日、辛苦劳动的身影为北京冬奥会绘就了一幅清洁向未来的冰雪画卷，也预示着在中国实现绿色能源转型的道路上，清洁能源将向着主力能源转变。中国“绿色办奥”不仅是为了兑现自身“双碳”承诺，更是在向世界提供如何处理好人与自然、发展与保护关系的中国方案、中国智慧、中国贡献。

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