揭秘北京冬奥的绿色密码：“氢”舞飞扬 100%绿电加持

全世界都好奇的奥运圣火点燃过程，在2月4日的北京冬奥会开幕式上以一种意料之外、又情理之中的方式实现了。以“不点火”代替“点燃”，主火炬拥有一颗绿色的“心脏”——这是冬奥历史上首支氢燃料火炬，也是北京冬奥会将全面实现碳中和的注脚。从最初的镁块，到丙烷，再到本届冬奥会的氢能，奥运火炬的燃料走向低碳，成为全球携手应对气候变化挑战的一个缩影。

“黑暗中，技术人员身着黑衣、动作迅速，把从天上垂下的6根管线快速接插到‘雪花’上。最先接通的两条线是电缆和网线，‘雪花’的电路供应从地下切换到天上，实时状态反馈到控制室并接收指令，主火炬有了‘神经’。然后是两根氢气管插接成功，氢燃料供应正常，主火炬有了‘大动脉’。两根威亚钢索将把这片‘雪花’拉起，让它凌空起舞。”中国航天报的一篇报道记录了主火炬被点燃时观众们难以注意到的技术细节，“火炬手赵嘉文和迪尼格尔·依拉木江登上台阶，把手中的‘飞扬’火炬插入‘雪花’的中心，使空中的氢气供给系统与‘雪花’主火炬连通，储氢罐中的氢气顺着柔性软管游走下行，途经‘雪花’内置的气体管道进入‘飞扬’。手持火炬壳体内管道弯曲回绕，氢气沿管道流动，最后喷薄而出。”

2020年8月，北京冬奥组委发出通知，正式明确手持火炬使用氢气作为燃料。氢气作为最清洁环保的燃料，燃烧的时候只产生水，不会产生二氧化碳，可实现完全的零排放，能够真正体现北京冬奥会绿色、低碳、可持续原则。因此，北京冬奥会境内接力火炬全部应用氢燃料，在开幕式上使用氢燃料点燃北京冬奥赛场的主火炬，同时在赛事期间大量使用氢燃料电池车，以减少污染物排放。

利用氢能是航天的强项。航天科技集团六院11所(京)是北京冬奥会手持火炬及主火炬的研制牵头单位，作为全国唯一一家液氢液氧发动机研制单位，该所在氢能方面研究积累了数十年的经验，其研制的三型氢氧发动机，在北斗工程、嫦娥工程、火星探测及空间站建设等重大工程项目中都有着完美表现。

主火炬研制团队技术负责人刘悦在谈及火炬研制历程时曾回忆称，最初大家参考了往届奥运会主火炬的设计，认为主火炬尺寸要大、火焰要高，于是在前期关键技术预研阶段，考虑最小氢燃料耗量也要达2000立方米/小时。然而，张艺谋的“微火”创意让他们吃了一惊，手持火炬在雪花中心长明不熄，氢燃料流量约为1.2立方米/小时。

上述报道称，历数往届奥运会，主火炬燃料均以烷烃为主，仅2020年日本东京奥运会使用了氢气燃料。烷烃的主要来源是石油和天然气，价格便宜且燃烧热量高。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提出要求。

氢作为世界上最小的元素，如何保证在运输和传递的过程中不会泄漏？如何保证主火炬稳定、持续地燃烧？此外，氢气没有颜色，要进行焰色反应；火焰不能像火箭发动机一样喷射而出，要有曲线美感…项目团队要解决的不光是技术问题，还有艺术问题。为此，航天科技集团六院11所(京)和六院101所组成的六院火炬研制团队用了两年时间，攻克氢燃料火炬的各项难题。

2008年北京奥运会的鸟巢主火炬由天然气点燃。据中国青年报报道，北京冬奥组委开闭幕式主创团队曾回顾2008年的技术资料，发现中国体操运动员李宁点燃的主火炬，一小时大概消耗5000立方米燃气。为了维持它的巨大火焰，鸟巢专门配了一个燃气站，日夜不停地为它输送动力。听到这个数字，主创们吓了一跳。“熊熊燃烧的大火当然是人类奥运精神的体现，但它环保吗？”张艺谋说。北京冬奥会和冬残奥会开闭幕式4个仪式，主火炬燃烧一个多月，不知要排放多少二氧化碳。

与以往熊熊燃烧的火炬相比，本届冬奥会上最后一棒“飞扬”火炬与主火炬“无缝衔接”，没有引燃过程，加之颠覆式的“微火”，大约能够节省99.9%的能量，充分体现了环保理念。

由中国石化集团燕山石化提供的氢气，在开幕式上作为燃料“点燃”了主火炬。

为了保障主火炬氢气供给，燕山石化成立了冬奥会主火炬氢气保障小组，从氢气充装、测试、运输保障等各个环节，制定了详细的工作方案和保障措施，确保所供氢气高质量安全。与此同时，燕山石化氢气新能源装置于2020年1月2日中交，3月27日实现一次开车成功，其设计规模为2000标准立方米/小时，旨在为冬奥会期间氢燃料电池汽车用氢提供保障。该装置生产的氢气可以满足燃料电池或电子行业使用，并于2020年12月16日，实现从生产平稳运行到产品出厂的全流程贯通。2021年1月，燕山石化电池氢气实现量产。

2月4日晚，在北京冬奥会张家口赛区，由中国石油集团自主研发的绿氢点燃了太子城火炬台。这是本届冬奥会唯一一个由绿氢点燃的火炬台，也是冬奥近百年历史上首支以绿氢作为燃料的火炬。绿氢指的是利用可再生能源电解水得到的氢气。为突出“绿色冬奥”主题，中国石油集团在全系统内优选清洁环保低碳的氢气制造设备和技术，最终选定所属勘探开发研究院的太阳能电解水制氢装备，为冬奥火炬提供绿氢。

北京冬奥会上，从水立方(冰立方)到延庆赛区，再到河北张家口赛区，中国石油供应的氢，点燃了三个分会场的冬奥火炬台。除供应冬奥火炬用氢外，中国石油还利用4座加氢站和综合能源服务站为冬奥会氢能车辆提供加氢服务。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200万公里。

北京冬奥的“绿色”，远不止于火炬。

今年1月中旬，北京冬奥组委发布《可持续·向未来——北京冬奥会可持续发展报告(赛前)》，详细介绍了冬奥筹办中可持续工作的阶段性进展。

在严格实施低碳管理方面，本届冬奥会充分利用北京2008年奥运场馆办赛，从源头减少碳排放。同时，建设低碳场馆，所有场馆都达到绿色建筑标准，4个冰上场馆在冬奥史上首次使用二氧化碳制冷剂，建成超过5万平米的超低能耗示范工程，多种措施减少场馆碳排放；全面使用低碳能源，依靠跨区域绿电交易机制，赛时全部场馆的常规能源100%使用绿电；构建低碳交通体系，节能与清洁能源车辆在赛时车辆中占比超8成。在全面落实减排措施的基础上，积极拓展碳补偿渠道，北京和张家口两地政府将林业碳汇捐赠北京冬奥会，中国石油、国家电网、三峡集团也为北京冬奥会赞助了碳中和产品，通过各方面的措施，北京冬奥会将实现碳中和。

北京冬奥组委规划建设部部长刘玉民在1月13日的国新办发布会上介绍说，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，通过绿电交易实现所有场馆的绿色电力供应。

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。

本届冬奥会在交通方面也实现了低碳出行。北京冬奥组委总体策划部部长李森在上述发布会上称，北京赛区地处平原，主要使用纯电动和天然气车辆；延庆和张家口赛区以氢能汽车为主，主要是满足山区的需求。