調(diào)試設(shè)備、測算數(shù)據(jù)、檢查電池……1月18日下午，國家速滑館內(nèi)，一個(gè)7米見長的大屏幕下，來自多所高校的科學(xué)家忙得不可開交。三四個(gè)小時(shí)的忙碌后，大屏被點(diǎn)亮，速滑館的碳排放量和減排貢獻(xiàn)呈現(xiàn)在屏幕上。隨后，專家團(tuán)隊(duì)又馬不停蹄地奔赴水立方繼續(xù)調(diào)試，成功實(shí)現(xiàn)用水、用電、用熱以及二氧化碳排放量等系列數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測和可視化顯示。

圖為國家速滑館的測碳情況。受訪者供圖

要實(shí)現(xiàn)“低碳”辦賽的重要承諾，離不開科技助力，其中就有國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“科技冬奧”專項(xiàng)“低碳冬奧監(jiān)測與碳中和調(diào)控關(guān)鍵技術(shù)及示范應(yīng)用”項(xiàng)目。

該項(xiàng)目由北京理工大學(xué)教授魏一鳴牽頭，聯(lián)合國家速滑館、清華大學(xué)等多所高校及單位的專家，面向國家碳中和重大戰(zhàn)略和冬奧會(huì)綠色辦賽的需求，研究并開發(fā)低碳冬奧監(jiān)測與碳中和調(diào)控關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)冬奧會(huì)碳排放數(shù)據(jù)多元采集融合與全景式管控交互，評(píng)估冬奧會(huì)對京津冀經(jīng)濟(jì)社會(huì)環(huán)境發(fā)展的聯(lián)動(dòng)促進(jìn)效應(yīng)，最終提出冬奧會(huì)碳中和實(shí)現(xiàn)路徑與方案。

圖片展示了北京冬奧全部低碳行動(dòng)的減排貢獻(xiàn)。 受訪者供圖

北理工能源與環(huán)境政策研究中心副主任余碧瑩教授及其團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)“冬奧賽事全景式碳排放智能管控與交互技術(shù)及示范”這一課題。在短短的三個(gè)月時(shí)間內(nèi)，在項(xiàng)目負(fù)責(zé)人魏一鳴教授的帶領(lǐng)下，團(tuán)隊(duì)開發(fā)的“測算控謀”技術(shù)體系，將大型賽事的碳排放相關(guān)數(shù)據(jù)監(jiān)測、核算、評(píng)估和管控功能集成于一體；研制冬奧碳測器，為北京冬奧會(huì)的智能化低碳管理提供了關(guān)鍵技術(shù)支撐及碳中和調(diào)控方案，使得北京冬奧會(huì)碳減排貢獻(xiàn)有據(jù)可依、有數(shù)可查、有物為證。

圖為余碧瑩團(tuán)隊(duì)的學(xué)生在講解大屏幕上的測碳情況。 圖/新京報(bào)記者 李木易 攝

“我們國家在‘零碳’方面做的努力，要讓世界看見，這些數(shù)據(jù)就是證據(jù)。”余碧瑩語氣堅(jiān)定。

用科學(xué)手段給冬奧的二氧化碳“算筆賬”

中國在辦冬奧會(huì)的過程中排放了多少二氧化碳？最后如何通過調(diào)控方案實(shí)現(xiàn)碳中和？余碧瑩介紹，在申辦冬奧會(huì)時(shí)，中國就提出了“綠色”辦奧、實(shí)現(xiàn)冬奧會(huì)碳中和的目標(biāo)，為了這項(xiàng)承諾，她和項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)持續(xù)攻關(guān)，運(yùn)用科學(xué)的方法為冬奧會(huì)的二氧化碳“算筆賬”。目前，已建立了實(shí)時(shí)分析和反饋賽事相關(guān)碳排放特征的全景式碳排放智能管控與碳普惠云平臺(tái)——冬奧碳測，形成了北京冬奧會(huì)低碳技術(shù)方案庫，并科學(xué)量化各項(xiàng)低碳技術(shù)與減排措施的減排成效。

聽起來是否有點(diǎn)云山霧繞？余碧瑩逐一揭秘了幕后細(xì)節(jié)。“碳中和”簡單來說就相當(dāng)于沒有人為的二氧化碳排放到空氣中，即使排到空氣中的二氧化碳也要被吸收掉，這就是“零碳”目標(biāo)。“核算碳排放面臨很大的問題就是，‘碳’看不見、摸不著，需要用客觀、科學(xué)的設(shè)備和手段告訴大家，今天哪些活動(dòng)產(chǎn)生了二氧化碳，產(chǎn)生了多少。”

余碧瑩介紹，二氧化碳的產(chǎn)生與人、設(shè)備、運(yùn)營和物資消耗情況都有關(guān)系，團(tuán)隊(duì)首先需要對與冬奧會(huì)相關(guān)的人、機(jī)器、物品以及環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測，以采集的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，進(jìn)一步全面核算出中國辦冬奧會(huì)產(chǎn)生的二氧化碳排放量，才能為后期“碳中和”提供準(zhǔn)確的調(diào)控方案。

拿速滑館來說，團(tuán)隊(duì)從設(shè)計(jì)建設(shè)階段開始測算速滑館在賽事全過程中可能節(jié)省的排碳量。余碧瑩介紹，速滑館采用了BIM數(shù)字化建造技術(shù)，放棄了冗余設(shè)計(jì)，用鋼量節(jié)約了2800噸左右；此外，速滑館采用的索網(wǎng)屋面可較傳統(tǒng)建筑節(jié)約75%的鋼鐵。

節(jié)省材料和碳有什么關(guān)系？鋼鐵在生產(chǎn)過程中會(huì)造成大量的碳排放——鐵礦石和焦炭在高溫環(huán)境中，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成鐵，鐵去碳生成鋼，也就是在鋼鐵的生產(chǎn)、制造、運(yùn)輸、加工整個(gè)過程中均會(huì)產(chǎn)生二氧化碳。因此，算出節(jié)省的材料就能算出減排數(shù)據(jù)。不僅如此，“水立方”變身“冰立方”的過程中也有減排高科技，余碧瑩介紹，“水立方”的智慧之處在于設(shè)計(jì)了比較簡易的、可快速實(shí)現(xiàn)水冰轉(zhuǎn)換的方案，泳池并沒有被填平，而是在泳池內(nèi)搭建可轉(zhuǎn)化的鋼架結(jié)構(gòu)，再在上面鋪設(shè)冰面，節(jié)省了大量混凝土等建材。

評(píng)估30多項(xiàng)低碳技術(shù)，總減排量達(dá)95萬噸左右

碳減排覆蓋了整個(gè)冬奧辦賽的過程和細(xì)節(jié)。比如，辦賽用什么交通設(shè)備、運(yùn)營中用多少能源等，其中，電力是大頭之一。值得一提的是，北京冬奧會(huì)實(shí)現(xiàn)了百分之百“綠電”，即用可再生能源發(fā)電，余碧瑩介紹，如此，一度電可以節(jié)省600至700克的二氧化碳排放，可在冬奧會(huì)后準(zhǔn)確測算出用電的減排量。

“經(jīng)過了我們前期的測算，如今在建設(shè)時(shí)期，速滑館的減排貢獻(xiàn)達(dá)9.2萬噸二氧化碳，這相當(dāng)于大約800-900萬棵樹平均一年吸收的二氧化碳量，或者相當(dāng)于5萬輛車少開1年減少的二氧化碳量，水立方則累計(jì)節(jié)省6萬噸二氧化碳。”余碧瑩笑著說，其團(tuán)隊(duì)目前評(píng)估了北京冬奧實(shí)施的30多項(xiàng)先進(jìn)低碳技術(shù)和措施，總減排量達(dá)到95萬噸左右。這些監(jiān)測和追蹤，讓所有人能夠清楚看到減少碳排放的意義，也讓中國在綠色辦奧中所作的努力被世界看到并信服。

把新的冬奧行動(dòng)相比于傳統(tǒng)方案能帶來的減排貢獻(xiàn)一項(xiàng)項(xiàng)測算出來，讓過程清晰化透明化，一路走來，余碧瑩用“馬不停蹄”來形容。她介紹，在接到任務(wù)至今，大家只有短短三個(gè)月時(shí)間，可以說是加班加點(diǎn)地在干，“討論會(huì)開到凌晨一兩點(diǎn)是常事，經(jīng)常很多小伙伴工作結(jié)束后就直接睡在辦公室，醒來繼續(xù)攻關(guān)。”

此外，為測算碳減排和碳排放數(shù)據(jù)，必須要細(xì)致了解場館建設(shè)、運(yùn)營過程中各項(xiàng)技術(shù)和措施的專業(yè)知識(shí)，比如說測算團(tuán)隊(duì)要學(xué)習(xí)什么是二氧化碳制冰技術(shù)，和傳統(tǒng)氟利昂制冰技術(shù)有什么區(qū)別，哪里減碳哪里排碳，如今，團(tuán)隊(duì)里很多科學(xué)家都成了制冰專家。“我們幾十號(hào)人做這件事，為了避免可能存在的國際輿論風(fēng)險(xiǎn)，要做到有據(jù)可依、有數(shù)可查、有物為證。加班加點(diǎn)地學(xué)習(xí)，終于開發(fā)了冬奧碳測平臺(tái)，實(shí)屬不易。”余碧瑩感嘆道。

“冬奧賽時(shí)我們將繼續(xù)測算控謀，最終提出最佳的碳中和方案，打一場漂亮的攻堅(jiān)戰(zhàn)。”余碧瑩及其團(tuán)隊(duì)充滿信心。

“零碳小屋”邁出賽場綠色建筑的第一步

為了更好地踐行綠色辦奧的理念，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)還打造了一個(gè)“零碳小屋”，主要用于國家速滑館的票務(wù)和應(yīng)急服務(wù)。如今，在國家速滑館的西側(cè)，這個(gè)三十多平米的臨建小屋已經(jīng)投入使用。余碧瑩介紹，場館里需要很多臨時(shí)建筑來提供一些輔助功能，比如用于飲料售賣、票務(wù)咨詢等。于是，團(tuán)隊(duì)就提出在速滑館建設(shè)一個(gè)“零碳”的臨時(shí)建筑。

“零碳小屋”已經(jīng)投入使用 。受訪者供圖

小屋建設(shè)均選材環(huán)保，可回收利用。此外，還搭載“零碳智能控制、展示平臺(tái)”，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)智能控制，并可展示用能、供能、碳減排、室內(nèi)環(huán)境等，在冬奧會(huì)期間不需要任何能源供給，也不產(chǎn)生任何碳排放。在這個(gè)小屋里，空調(diào)、電燈、智能大屏等電子設(shè)備一應(yīng)俱全，而且可以24小時(shí)不間斷運(yùn)作，但不接入一度電網(wǎng)用電，小屋靠風(fēng)機(jī)和太陽能光伏就可以自給自足，實(shí)現(xiàn)了“零碳排放”。而且，這個(gè)獨(dú)立小屋隨便搬到哪都可以用。

“目前小屋已經(jīng)投入使用，場館工作人員反饋，這間是最舒適的臨時(shí)建筑，甚至比很多接電的房屋還要暖和舒適，寬敞明亮。”余碧瑩說，我國目前在大力推廣綠色建筑，“零碳小屋”的應(yīng)用也是在冬奧場館的綠色建筑建設(shè)中邁出的重要一步，為今后的建設(shè)提供了一個(gè)參考方向。

余碧瑩透露，“低碳冬奧監(jiān)測與碳中和調(diào)控關(guān)鍵技術(shù)及示范應(yīng)用”項(xiàng)目還將形成北京2022年冬奧會(huì)和冬殘奧會(huì)低碳解決方案和低碳成果全球宣傳方案，以及冬奧牽引京津冀協(xié)同發(fā)展白皮書，向全球展示北京冬奧的低碳行動(dòng)、減排貢獻(xiàn)以及對主辦地的發(fā)展促進(jìn)作用。