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北京冬奥:科技助力碳中和

来源:光明日报 时间:2022-01-17 09:11:00

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【生态聚焦】


2021年12月13日,2022年冬奥会火种抵达北京首钢园,北京冬奥的脚步越来越近。


本届冬奥会最大的特色之一就是“绿色环保”。作为我国提出“2030碳达峰、2060碳中和”目标后的首个世界级体育盛会,北京2022年冬奥会承诺碳排放将全部中和,用实际行动彰显了中国实现碳达峰碳中和目标的决心,体现了大国的责任和担当。


北京冬奥会有望成为首个真正实现碳中和的奥运赛事,其中科技的作用功不可没。那么,北京2022年冬奥会的碳中和之路,科技将会怎样大显身手?在场馆建设、交通出行、能源供应、生态环保方面又有哪些亮点?通过举办绿色冬奥,会给我国实现碳中和目标带来哪些机遇与挑战?


借助新科技实现碳中和


在东京奥运会上,从使用“电子垃圾”提炼的贵金属制造奥运奖牌,到用地震临时住宅的铝制窗框废料制作樱花火炬,到以硬纸板材料制作瓦楞纸床供各国运动员休息,再到奥运村广场以可回收建筑木材搭建,废弃的纸杯纸盘被回收制成卫生纸……东京奥组委把“减量化”(Reduce)、“再利用”(Reuse)和“再回收”(Recycle)的“3R”理念作为举办奥运会的主导理念之一,各类奥运会指定用品对绿色环保要求都非常高,可谓将绿色环保要求融入产品设计的每一个环节。


环保奖牌是东京奥运会最大的“绿色”亮点。从2017年开始,日本开展“利用城市矿山制作奖牌计划”,在全国放置了18000个收集箱,向民众收集废旧电子垃圾产品,共收集了约78985吨小家电和621万部旧手机,从中提炼出近32公斤纯金、3500公斤纯银以及2200公斤纯铜,最终制作成5000枚奥运会奖牌。


除了在资源回收利用上下功夫,东京奥运会还尽可能地使用已有场地进行比赛,避免新建大型场所带来的碳排放,同时新建的永久场馆也非常注重环保。例如,比赛场馆、奥运村、残奥村使用的电能,100%来自可再生能源。此外,东京奥组委还投入大量氢动力燃料电池汽车,尽可能多地使用清洁能源,减少碳排放。


与东京奥运会相比,北京2022年冬奥会更重视发挥新科技实现“碳中和”的作用:在场馆筹建方面,不仅最大限度地利用现有场馆和设施,而且制定了更严格的绿色建筑标准,推动场馆节能改造,打造冬奥低碳场馆;在交通方面,规模化应用清洁能源车辆,通过智能化管理提升交通运行效率,构建冬奥低碳交通体系;在可再生能源利用方面,建立跨区域绿色电力交易机制,实现冬奥场馆100%绿电供应;在生态修复方面,尽可能减少人工建筑和人为活动对生态环境的干扰,应用技术创新促进生态修复,为赛事实现碳中和奠定坚实基础。


北京冬奥会中的科技“身影”


习近平总书记高度重视冬奥场馆建设,指出要坚持绿色办奥、共享办奥、开放办奥、廉洁办奥的理念,突出科技、智慧、绿色、节俭特色。无论是新建场馆还是场馆改造,都要注重综合利用和低碳使用,集合体育赛事、群众健身、文化休闲、展览展示、社会公益等多种功能。


北京冬奥会积极开展各项场馆建筑的低碳节能工作,在场馆的规划、建设和运行阶段,最大限度利用现有场馆和设施,制定绿色建筑标准推动场馆节能改造,创新建筑设计,采用先进的制冷技术以及环保材料等。


北京冬奥会最大限度利用2008年北京夏季奥运会的场馆遗产及其他设施,因地制宜,采用新技术和可重复利用材料进行改造升级,创新性地实现了冬季项目与夏季项目双轮驱动,大大减少了新建场馆所产生的碳排放。例如,国家游泳中心通过在游泳池搭建可移动、可转换的场地结构,安装可拆装制冰系统,在保留水上功能的基础上变身为2022年北京冬奥会冰壶和轮椅冰壶场馆,创新性实现“水冰转换”,成为世界上首个在泳池上架设冰壶赛道的奥运场馆。


绿色、低碳、节能理念贯穿于新建场馆的设计、规划、建设全过程。例如国家雪车雪橇中心结合赛道形状、自然地形和“人工地形”、遮阳屋顶等,研发并实施了地形气候保护系统,可有效避免阳光对赛道的直射,降低场馆运行过程中的能源消耗。


应用智能化交通系统和管理措施,提升交通精细化管理水平,构建低碳交通运输服务体系,也是北京冬奥会的重要绿色行动之一。围绕“氢能出行”,北京冬奥会开展制、储、运、加氢全供应链关键技术研发,氢能发动机已装配在公交、物流等不同车型。不仅如此,北京冬奥会还搭建了“交通资源管理系统”,实现赛时交通服务车辆的实时监控、车辆调度、数据分析等功能,加快交通疏导速度,及时推送服务班车班次信息,提高交通服务的精准度和运输效率,以实现节能减耗。


北京冬奥会将成为奥运史上首次全部使用绿色清洁电力的奥运会。赛事期间,所有场馆实现100%绿电供应。为此,国家新建张北±500kv柔性直流电网工程,将张北地区的绿色清洁电能引入北京,不仅满足冬奥场馆的照明、运行和交通等用电需求,还可每年向北京等地输送清洁电量约225亿千瓦时,大幅提升了北京地区清洁能源的消费比重。


北京冬奥会在场馆和设施建设过程中,还通过实施动植物、水体、大气、土壤等生态环保措施,对户外场馆和周边区域实施生态恢复,降低对赛区周边生态系统的扰动。例如,北京延庆赛区秉持“山林场馆、生态冬奥”设计理念,国家高山滑雪中心吸收民间“干栏式”建筑特点,将钢结构以点状支撑方式在山体建设架空平台,充分体现出“环境弱介入”的特点。国家跳台滑雪中心采用“局部山体切削面的生态再造格宾支护体系”,对切削后的碎石和土壤进行筛选,组合填充到格宾网箱中形成支护体系,再种植合适的植被,实现生态恢复目标。


北京冬奥为碳中和带来机遇


北京冬奥会自筹办以来,广泛应用绿色低碳技术建设场馆,构建低碳绿色交通体系,使用可再生能源保障赛事,加强生态保护与修复等,为赛事实现碳中和奠定了坚实基础。


以冬奥会重大活动场景为契机,加快推进我国碳中和建设,笔者认为还应注意以下几方面:


一是超前谋划,加大碳中和技术的顶层设计与战略布局。面向碳达峰碳中和目标,加大低碳/零碳/负碳技术的研发、储备、布局与应用。立足我国富煤贫油少气的资源禀赋,结合国家减碳技术路线图,围绕契合需求的重点领域和行业发展方向精心布局。选择前沿、高精尖技术,积极开展关键技术重点突破。氢能源作为一种新技术,尽管目前利用的稳定安全性有保障,但一些核心关键领域还存在“卡脖子”现象。因此,亟待加强风、光、氢能等发电、储能技术研发,在新材料、绿色建筑、智能系统等方面突破,降低清洁能源使用成本;同时,对碳中和技术研究给予政策倾斜,为负碳排放研发、税收、人才等方面提供支持,鼓励企业积极参与并推广应用。


二是推动新技术成果展示应用,引领绿色产业升级。奥运会历来是先进技术的秀场,可通过新场景的应用推广和展示,提升技术的工艺成熟度、市场认知度和社会接受度,从而推动新技术良性发展和应用。同时,冬奥会品牌效应也催生了二氧化碳制冰、碳排放智能化监控系统等一大批新技术,应积极推动这些科技成果产业化,为经济高质量增长提供动力。在此过程中,应为新技术应用提供更加包容开放的政策环境,提供展示平台和应用场景,鼓励技术研发单位积极参与,以检验、推动先进技术的发展。


三是源头减排、末端利用双管齐下,引导全民践行碳中和理念。首先,在设计、建设、管理、使用、赛后利用全过程引入低碳理念,推广可持续发展管理模式,从源头控制节能减碳。其次,以减量化、再利用、资源化为原则,以资源高效循环利用为核心,推广典型回收模式和经验做法,提升资源产出率和回收利用率。最后,创新公众参与形式,鼓励引导公众践行绿色出行、垃圾分类、光盘行动等低碳行为,形成宣传、践行低碳绿色生活方式的良性互动风尚。


(作者:苗润莲、童爱香,分别系北京市科学技术研究院研究员、北京市科学技术研究院中级经济师)