人民網(wǎng)記者 丁亦鑫

隨著北京冬奧會(huì)進(jìn)入倒計(jì)時(shí)，各個(gè)場(chǎng)館的制冰造雪工作也進(jìn)入沖刺階段。這些冰雪有什么特殊之處？用了怎樣的“黑科技”？又是如何踐行“綠色冬奧”的理念？人民網(wǎng)“強(qiáng)觀察”欄目記者采訪了北京大學(xué)工學(xué)院教授、國(guó)家速滑館CO2跨臨界制冷系統(tǒng)專家張信榮一一解答。

據(jù)了解，國(guó)家速滑館、首都體育館等4個(gè)冰上場(chǎng)館選用了二氧化碳跨臨界直冷制冰技術(shù)，極大降低了制冷過(guò)程的碳排放，這也是該技術(shù)首次在冬奧會(huì)上使用。

張信榮介紹，過(guò)去歷屆冬奧會(huì)制冰都是用氟利昂或氨，但氟利昂容易造成臭氧層破壞、地球暖化，氨具有微毒、易燃易爆的特性。而使用二氧化碳制冰，不僅使場(chǎng)館碳排放趨近于零，還可以將場(chǎng)地冰面溫差控制在0.5攝氏度以內(nèi)，并且制冷過(guò)程中產(chǎn)生的高品質(zhì)余熱還可以回收利用，用于運(yùn)動(dòng)員生活熱水、冰面維護(hù)澆冰等。

試想一下，看不到摸不著的溫室氣體是如何制成冰的？在張信榮看來(lái)，這并不是什么稀奇的事情。事實(shí)上，20多年前，他帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)就開(kāi)始了利用跨臨界二氧化碳發(fā)電技術(shù)的研究。

“從我們的視角看，二氧化碳不是廢品，而是一種可以加以利用的資源。”張信榮介紹，二氧化碳制冰和自然界中水變成冰的過(guò)程相似，自然界外界環(huán)境溫度低，水就結(jié)成冰，二氧化碳其實(shí)就是代替了外界環(huán)境。利用液體二氧化碳蒸發(fā)，吸收大量的熱量，也就相當(dāng)于外界環(huán)境的冷來(lái)實(shí)現(xiàn)有效制冷。

據(jù)了解，在國(guó)家速滑館、首都體育館等四個(gè)冰上場(chǎng)館，均采用了全球變暖潛能值（GWP）為1的二氧化碳制冷劑，與傳統(tǒng)制冷方式相比，實(shí)現(xiàn)節(jié)能30%以上，能效可以提升20%以上。“這一技術(shù)同時(shí)實(shí)現(xiàn)了直冷和跨臨界兩個(gè)難點(diǎn)，克服重重困難一下走到國(guó)際領(lǐng)先水平，也體現(xiàn)了我們綠色冬奧的決心。”張信榮表示。

除了制冰之外，在室外造雪中也運(yùn)用到了二氧化碳制雪技術(shù)。

冬奧會(huì)的各項(xiàng)賽事，對(duì)于雪上的要求都不相同，因此造雪團(tuán)隊(duì)會(huì)根據(jù)場(chǎng)地需要的不同來(lái)造雪。

對(duì)比傳統(tǒng)的造雪，新的造雪技術(shù)有何不同？張信榮介紹說(shuō)，傳統(tǒng)的造雪其實(shí)就是在一個(gè)低溫的環(huán)境里，用高壓空氣把水打成小的水花、水滴，從而凝結(jié)成雪。傳統(tǒng)的造雪機(jī)都是0度以下才能造雪，最高溫度不能超過(guò)2度。但對(duì)于我們來(lái)講，特別是冬殘奧會(huì)期間，3月份的北京溫度升高，這就提出了新的挑戰(zhàn)。

“所以我們研發(fā)了零上高品質(zhì)動(dòng)態(tài)人工造雪和儲(chǔ)雪一體化技術(shù)，當(dāng)氣溫處于0℃—15℃時(shí)，利用二氧化碳超臨界制冷技術(shù)以及新型優(yōu)化的造雪設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)安全、高效、低成本、高品質(zhì)的人工造雪。”張信榮介紹，這樣一來(lái)，在艷陽(yáng)天里滑雪不再是夢(mèng)。

在創(chuàng)新的背后，環(huán)保考量是最重要的因素。據(jù)介紹，利用傳統(tǒng)方式生產(chǎn)1立方米的雪量大約需要30度左右的電，而零上人工造雪技術(shù)僅耗18度—22度電，同時(shí)造雪產(chǎn)生的熱量將全部回收，用于提供熱水與比賽供熱。

環(huán)保制冰、低碳造雪等可持續(xù)舉措不僅是中國(guó)辦奧綠色理念的實(shí)踐，其中還包含著中長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的考慮。

作為一名科技工作者，張信榮表示，在雙碳目標(biāo)下，冬奧會(huì)是一個(gè)科技創(chuàng)新的重要窗口，二氧化碳的有效利用可以推廣到或催生很多系列化的新興產(chǎn)業(yè)，未來(lái)可以應(yīng)用在更多領(lǐng)域，甚至走入我們家家戶戶的生活。他舉例說(shuō)：“日本就有500萬(wàn)套家用熱水器在使用跨臨界二氧化碳制熱技術(shù)。未來(lái)，我們也可以形成一套機(jī)組，裝在家里面就可以供熱水，供暖，又可以取代空調(diào)。”

關(guān)鍵詞： 場(chǎng)館 奇緣 冰雪