透过史上最清洁的冬奥会，我们得以窥见人类下一个百年智造前研·聚焦智能制造发展

智造前研·聚焦智能制造发展，见证“两化融合”进程（微信公众号ID：zhizao-qianyan）

文章图片
导语
2月4日晚，第二十四届冬季奥林匹克运动会如期开幕，国家速滑馆作为北京赛区唯一新建的冰上竞赛场馆，一亮相便吸引了全世界的目光。这个拥有1.2万平方米亚洲最大全冰面设计的“冰丝带” ，同时也是世界上首个采用二氧化碳跨临界直冷制冰技术的冬奥速滑场馆，这能带来极高的能效比和极低的碳排放。
气候变化是人类面临的共同挑战，关系到人类的生存和发展。中国作为负责任国家，采取了一系列政策和措施，积极应对气候变化。
01.从氢氯氟烃到二氧化碳
实现低碳高效制冰的关键，在于找到一款先进的制冷剂。制冷剂又称“冷媒” ，是各种热机中借以完成能量转化的媒介物质，在1977年出现臭氧层空洞问题之前，世界上最广泛应用的工质是二氟一氯甲烷（R-22），也就是人们常说的“氟利昂” 。 10年之后，鉴于氟利昂排放和臭氧层消失之间直接且密切的联系， 26国代表在加拿大蒙特利尔市签署了《蒙特利尔议定书》，协议书规定各代氟代烃类物质的生产及销售均需被逐步限制、削减、停产，从而推动全球氟致冷剂的升级换代。

文章图片
制冷剂代际分类及特点
随着第二代制冷剂开始走向完全淘汰，以氢氟烃为代表的第三代制冷剂开始逐渐占领全球高端市场，其具备优异的制冷能效，且ODP值几乎为0 ，不会对臭氧层构成威胁。随着第三代制冷剂消耗量的急剧增加，一些潜在的问题也开始突显，尽管氢氟烃类产品只占温室气体排放总量的5% ，但其GWP值仍高达675-3500 ，是二氧化碳的成百上千倍。

文章图片
国家速滑馆内景（新华社）
为了达成“生态优先、资源节约、环境友好”的办奥理念，北京冬奥组委开创性的使用了二氧化碳作为国家速滑馆等四个场馆的制冷剂，这是目前世界上最为环保的制冰技术，它的碳排放趋近于零，与传统制冷方式相比，可实现节能30%以上；同时作为先进的制冰技术，其冰面温差可控制在0.5℃以内，可确保在赛时期间为运动员提供高标准的竞赛场地。此外，国家速滑馆制冷产生的余热回收可用于运动员生活热水、融冰池融冰、冰面维护等，每年可节电180万度。
目前，世界上许多知名公司都相继开发了不同形式的二氧化碳压缩机,其中部分产品已经市场化和系列化,用于热泵热水器、大型超市陈列柜等,但成果的关键技术都处于保密阶段，本次二氧化碳跨临界直冷制冰技术的应用也标志着我国已经在相关技术领域实现突破。随着研究的不断深入，整个系统日趋成熟，特别是系统的循环效率和安全性与可靠性方面，能够逐步接近主流三代制冷剂水平；二氧化碳将成为最有前途的制冷剂之一，应用前景十分乐观，推广二氧化碳制冷系统对我国具有重要的战略意义。
02.剥离回用，避护结合
【透过史上最清洁的冬奥会，我们得以窥见人类下一个百年】除了制冰造雪，本次冬奥场馆在建设的过程中，也尽力把对环境的影响降到了最低。
国家高山滑雪中心，位于北京市延庆区西北部小海坨山南麓区域，这里是北京的“第二高峰”；从山脚下到海拔2198米的顶峰，分布着全世界稀缺的亚高山草甸。这些草甸内物种丰富，表土中蕴含着优良的土壤种子库，是难以再生的宝贵资源。工程师们在建设的过程中，充分考虑生态环境本底较弱的特点，采取“表土剥离”等方式，剥离收集保护表土资源，减少表土资源在建设施工过程中的流失浪费，并将剥离的表土用于赛区内的生态修复，和景观重建等工作，有效降低了场馆建设开发活动对区域生态系统的影响。