張家口賽區國家跳臺滑雪中心 新華社發
國家高山滑雪中心醫療隊在崇禮參加雪地救援培訓 新華社發
“相約北京”世界滑聯短道速滑世界盃比賽現場本報記者 郭紅松攝/光明圖片
2021年12月13日,2022年冬奧會火種抵達北京首鋼園,北京冬奧的腳步越來越近。
本屆冬奧會最大的特色之一就是“綠色環保”。作為我國提出“2030碳達峰、2060碳中和”目標後的首個世界級體育盛會,北京2022年冬奧會承諾碳排放將全部中和,用實際行動彰顯了中國實現碳達峰碳中和目標的決心,體現了大國的責任和擔當。
北京冬奧會有望成為首個真正實現碳中和的奧運賽事,其中科技的作用功不可沒。那麼,北京2022年冬奧會的碳中和之路,科技將會怎樣大顯身手?在場館建設、交通出行、能源供應、生態環保方面又有哪些亮點?通過舉辦綠色冬奧,會給我國實現碳中和目標帶來哪些機遇與挑戰?
借助新科技實現碳中和
在東京奧運會上,從使用“電子垃圾”提煉的貴金屬製造奧運獎牌,到用地震臨時住宅的鋁制窗框廢料製作櫻花火炬,到以硬紙板材料製作瓦楞紙床供各國運動員休息,再到奧運村廣場以可回收建築木材搭建,廢棄的紙杯紙盤被回收製成衛生紙……東京奧組委把“減量化”(Reduce)、“再利用”(Reuse)和“再回收”(Recycle)的“3R”理念作為舉辦奧運會的主導理念之一,各類奧運會指定用品對綠色環保要求都非常高,可謂將綠色環保要求融入産品設計的每一個環節。
環保獎牌是東京奧運會最大的“綠色”亮點。從2017年開始,日本開展“利用城市礦山製作獎牌計劃”,在全國放置了18000個收集箱,向民眾收集廢舊電子垃圾産品,共收集了約78985噸小家電和621萬部舊手機,從中提煉出近32公斤純金、3500公斤純銀以及2200公斤純銅,最終製作成5000枚奧運會獎牌。
除了在資源回收利用上下功夫,東京奧運會還盡可能地使用已有場地進行比賽,避免新建大型場所帶來的碳排放,同時新建的永久場館也非常注重環保。例如,比賽場館、奧運村、殘奧村使用的電能,100%來自可再生能源。此外,東京奧組委還投入大量氫動力燃料電池汽車,盡可能多地使用清潔能源,減少碳排放。
與東京奧運會相比,北京2022年冬奧會更重視發揮新科技實現“碳中和”的作用:在場館籌建方面,不僅最大限度地利用現有場館和設施,而且制定了更嚴格的綠色建築標準,推動場館節能改造,打造冬奧低碳場館;在交通方面,規模化應用清潔能源車輛,通過智慧化管理提升交通運作效率,構建冬奧低碳交通體系;在可再生能源利用方面,建立跨區域綠色電力交易機制,實現冬奧場館100%綠電供應;在生態修復方面,盡可能減少人工建築和人為活動對生態環境的干擾,應用技術創新促進生態修復,為賽事實現碳中和奠定堅實基礎。
北京冬奧會中的科技“身影”
習近平總書記高度重視冬奧場館建設,指出要堅持綠色辦奧、共用辦奧、開放辦奧、廉潔辦奧的理念,突出科技、智慧、綠色、節儉特色。無論是新建場館還是場館改造,都要注重綜合利用和低碳使用,集合體育賽事、群眾健身、文化休閒、展覽展示、社會公益等多種功能。
北京冬奧會積極開展各項場館建築的低碳節能工作,在場館的規劃、建設和運作階段,最大限度利用現有場館和設施,制定綠色建築標準推動場館節能改造,創新建築設計,採用先進的製冷技術以及環保材料等。
北京冬奧會最大限度利用2008年北京夏季奧運會的場館遺産及其他設施,因地制宜,採用新技術和可重復利用材料進行改造升級,創新性地實現了冬季項目與夏季項目雙輪驅動,大大減少了新建場館所産生的碳排放。例如,國家游泳中心通過在游泳池搭建可移動、可轉換的場地結構,安裝可拆裝制冰系統,在保留水上功能的基礎上變身為2022年北京冬奧會冰壺和輪椅冰壺場館,創新性實現“水冰轉換”,成為世界上首個在泳池上架設冰壺賽道的奧運場館。
綠色、低碳、節能理念貫穿于新建場館的設計、規劃、建設全過程。例如國家雪車雪橇中心結合賽道形狀、自然地形和“人工地形”、遮陽屋頂等,研發並實施了地形氣候保護系統,可有效避免陽光對賽道的直射,降低場館運作過程中的能源消耗。
應用智慧化交通系統和管理措施,提升交通精細化管理水準,構建低碳交通運輸服務體系,也是北京冬奧會的重要綠色行動之一。圍繞“氫能出行”,北京冬奧會開展制、儲、運、加氫全供應鏈關鍵技術研發,氫能發動機已裝配在公交、物流等不同車型。不僅如此,北京冬奧會還搭建了“交通資源管理系統”,實現賽時交通服務車輛的實時監控、車輛調度、數據分析等功能,加快交通疏導速度,及時推送服務班車班次資訊,提高交通服務的精準度和運輸效率,以實現節能減耗。
北京冬奧會將成為奧運史上首次全部使用綠色清潔電力的奧運會。賽事期間,所有場館實現100%綠電供應。為此,國家新建張北±500kv柔性直流電網工程,將張北地區的綠色清潔電能引入北京,不僅滿足冬奧場館的照明、運作和交通等用電需求,還可每年向北京等地輸送清潔電量約225億千瓦時,大幅提升了北京地區清潔能源的消費比重。
北京冬奧會在場館和設施建設過程中,還通過實施動植物、水體、大氣、土壤等生態環保措施,對戶外場館和周邊區域實施生態恢復,降低對賽區周邊生態系統的擾動。例如,北京延慶賽區秉持“山林場館、生態冬奧”設計理念,國家高山滑雪中心吸收民間“幹欄式”建築特點,將鋼結構以點狀支撐方式在山體建設架空平臺,充分體現出“環境弱介入”的特點。國家跳臺滑雪中心採用“局部山體切削麵的生態再造格賓支護體系”,對切削後的碎石和土壤進行篩選,組合填充到格賓網箱中形成支護體系,再種植合適的植被,實現生態恢復目標。
北京冬奧為碳中和帶來機遇
北京冬奧會自籌辦以來,廣泛應用綠色低碳技術建設場館,構建低碳綠色交通體系,使用可再生能源保障賽事,加強生態保護與修復等,為賽事實現碳中和奠定了堅實基礎。
以冬奧會重大活動場景為契機,加快推進我國碳中和建設,筆者認為還應注意以下幾方面:
一是超前謀劃,加大碳中和技術的頂層設計與戰略佈局。面向碳達峰碳中和目標,加大低碳/零碳/負碳技術的研發、儲備、佈局與應用。立足我國富煤貧油少氣的資源稟賦,結合國家減碳技術路線圖,圍繞契合需求的重點領域和行業發展方向精心佈局。選擇前沿、高精尖技術,積極開展關鍵技術重點突破。氫能源作為一種新技術,儘管目前利用的穩定安全性有保障,但一些核心關鍵領域還存在“卡脖子”現象。因此,亟待加強風、光、氫能等發電、儲能技術研發,在新材料、綠色建築、智慧系統等方面突破,降低清潔能源使用成本;同時,對碳中和技術研究給予政策傾斜,為負碳排放研發、稅收、人才等方面提供支援,鼓勵企業積極參與並推廣應用。
二是推動新技術成果展示應用,引領綠色産業升級。奧運會歷來是先進技術的秀場,可通過新場景的應用推廣和展示,提升技術的工藝成熟度、市場認知度和社會接受度,從而推動新技術良性發展和應用。同時,冬奧會品牌效應也催生了二氧化碳制冰、碳排放智慧化監控系統等一大批新技術,應積極推動這些科技成果産業化,為經濟高品質增長提供動力。在此過程中,應為新技術應用提供更加包容開放的政策環境,提供展示平臺和應用場景,鼓勵技術研發單位積極參與,以檢驗、推動先進技術的發展。
三是源頭減排、末端利用雙管齊下,引導全民踐行碳中和理念。首先,在設計、建設、管理、使用、賽後利用全過程引入低碳理念,推廣可持續發展管理模式,從源頭控制節能減碳。其次,以減量化、再利用、資源化為原則,以資源高效迴圈利用為核心,推廣典型回收模式和經驗做法,提升資源産出率和回收利用率。最後,創新公眾參與形式,鼓勵引導公眾踐行綠色出行、垃圾分類、光碟行動等低碳行為,形成宣傳、踐行低碳綠色生活方式的良性互動風尚。
(作者:苗潤蓮、童愛香,分別係北京市科學技術研究院研究員、北京市科學技術研究院中級經濟師)