觀冬奧?向未來(lái)丨“最順滑的冰”是如何誕生的？

每經(jīng)記者 張凌霄    每經(jīng)編輯 高涵    

2月12日，北京2022年冬奧會(huì)速度滑冰女子團(tuán)體追逐1/4決賽在國(guó)家速滑館“冰絲帶”舉行。圖片來(lái)源：新華社記者 丁旭 攝

自北京冬奧會(huì)開(kāi)賽以來(lái)，國(guó)家速滑館“冰絲帶”誕生多個(gè)奧運(yùn)紀(jì)錄。

2月13日上午，北京冬奧組委副主席楊樹(shù)安在發(fā)布會(huì)上介紹：“截至目前，本屆冬奧會(huì)在短道速滑和速度滑冰這兩個(gè)項(xiàng)目中多次打破奧運(yùn)會(huì)紀(jì)錄。其中，短道速滑共打破了5項(xiàng)奧運(yùn)會(huì)紀(jì)錄和1項(xiàng)世界紀(jì)錄，速度滑冰比賽中共打破了8項(xiàng)奧運(yùn)會(huì)紀(jì)錄和1項(xiàng)世界紀(jì)錄。”

運(yùn)動(dòng)員們?cè)谶@塊冰面上接連取得佳績(jī)，也對(duì)“冰絲帶”給予了高度評(píng)價(jià)。據(jù)了解，本屆冬奧會(huì)采用了一種創(chuàng)新且環(huán)保制冰方式，即應(yīng)用天然二氧化碳制冷系統(tǒng)制成冰面，這是奧運(yùn)會(huì)歷史上首次使用該技術(shù)制冰。

“冰絲帶”為何如此順滑？還有哪些獨(dú)到之處？為進(jìn)一步了解二氧化碳直冷制冰技術(shù)，《每日經(jīng)濟(jì)新聞》記者采訪了國(guó)際奧委會(huì)制冰工程顧問(wèn)、北京冬奧會(huì)特聘顧問(wèn)亞瑟·蘇瑟蘭德（Arthur Sutherland）以及挪威科技大學(xué)能源與過(guò)程工程系制冷技術(shù)教授Armin Hafner。

冰面溫差不超過(guò)0.5℃

冰面質(zhì)量是速度滑冰項(xiàng)目的重中之重。

國(guó)家速滑館“冰絲帶”作為本屆冬奧會(huì)唯一一個(gè)新建的競(jìng)賽場(chǎng)館，是全球首個(gè)采用二氧化碳跨臨界直冷制冰的冬奧速度滑冰場(chǎng)館，其冰面面積達(dá)到了1.2萬(wàn)平方米，也是目前中國(guó)應(yīng)用二氧化碳跨臨界直冷制冰系統(tǒng)建設(shè)的最大場(chǎng)地之一。

速度滑冰女子3000米銀牌獲得者意大利運(yùn)動(dòng)員洛洛布里吉達(dá)（Lollobrigida）表示，“冰絲帶”的冰面允許高速滑行，一些人說(shuō)它比之前其他場(chǎng)地更軟，她很期待著在“冰絲帶”的下一次轉(zhuǎn)彎。

亞瑟·蘇瑟蘭德服務(wù)過(guò)八屆冬奧會(huì)，他告訴《每日經(jīng)濟(jì)新聞》記者，之所以選擇二氧化碳制冷劑，是因?yàn)樗某粞跸模?span lang="EN-US">ODP）為零，全球變暖潛能值（GWP）為1，而之前曾經(jīng)計(jì)劃采用的氫氟碳化合物（HFC）制冷劑的全球變暖潛能值達(dá)到了3422。“直冷制冰技術(shù)將二氧化碳通過(guò)非常小的泵直接注入需要冷凍的地板，這樣有利于節(jié)約能源。而制冰時(shí)產(chǎn)生的熱量將被壓縮并轉(zhuǎn)化為非常高溫的氣體，經(jīng)回收后再次用于生產(chǎn)熱水、設(shè)施供暖、以及除濕器供電，除濕設(shè)備是冰場(chǎng)的設(shè)施中極為重要的組成部分。”

亞瑟·蘇瑟蘭德補(bǔ)充道，在制冰過(guò)程中，二氧化碳在冰場(chǎng)地板下鋪設(shè)的管道中游走，而制冰師們通過(guò)控制管道中的二氧化碳吸收熱量和蒸發(fā)時(shí)，冰場(chǎng)地板的壓力和溫度所產(chǎn)生的變化，將二氧化碳溫度保持在精確且均勻的溫度上，從而為運(yùn)動(dòng)員們提供了最好的比賽冰面。

據(jù)了解，二氧化碳作為制冷劑來(lái)制冰，冰面溫度均勻，冰面溫差不超過(guò)0.5℃，經(jīng)理論分析，有利于運(yùn)動(dòng)員創(chuàng)造好的成績(jī)。

Armin Hafner也告訴每經(jīng)記者，二氧化碳直冷制冰技術(shù)相比過(guò)去的制冷方案能耗更低，制出的冰質(zhì)量很高，同時(shí)有利于減少體育運(yùn)動(dòng)帶來(lái)的碳排放，該技術(shù)值得向更多行業(yè)進(jìn)行推廣。他進(jìn)一步表示，從冰的質(zhì)量、能效、環(huán)境影響和成本方面來(lái)看，本次冬奧會(huì)所采用的的R744二氧化碳制冷技術(shù)是目前建設(shè)奧運(yùn)會(huì)冰場(chǎng)的最佳選擇，該技術(shù)能夠制成質(zhì)量最高的冰、且能源利用效率高于過(guò)去采用的HFC制冷。

一年可節(jié)省200萬(wàn)度電

綠色低碳是本屆冬奧會(huì)的特色之一。國(guó)際奧委會(huì)企業(yè)與可持續(xù)發(fā)展部主任瑪麗·薩洛伊斯（Marie Sallois）表示，北京冬奧會(huì)是第一個(gè)從籌備初期就考慮到從各方面減少碳排放的奧運(yùn)會(huì)。薩洛伊斯說(shuō)道，北京將可持續(xù)發(fā)展的理念融入奧運(yùn)會(huì)所有階段，這一做法是“我們將鼓勵(lì)未來(lái)每一屆奧運(yùn)會(huì)都去做的事情”。

亞瑟·蘇瑟蘭德表示，相比傳統(tǒng)制冷方式，二氧化碳制冷新型技術(shù)能效可提升30%、一年可節(jié)省約200萬(wàn)度電。

從減少碳排放方面來(lái)講，使用天然二氧化碳制冷劑，相當(dāng)于減少了2.6萬(wàn)噸的碳排放，約3900輛汽車(chē)的年度碳排放量，或等于種植大約120萬(wàn)棵樹(shù)所實(shí)現(xiàn)的碳減排量。

相比而言，HFC類制冷劑不僅能效和制冰效果不能優(yōu)于二氧化碳制冷劑，且其環(huán)保性也較差。Armin Hafner告訴《每日經(jīng)濟(jì)新聞》記者，“HFC制冷劑正在逐步被禁用，因?yàn)槠浞纸猱a(chǎn)物會(huì)對(duì)我們的環(huán)境和飲用水產(chǎn)生危害。”HFC是此前奧運(yùn)場(chǎng)館廣泛采用的制冷劑。

此外，在Armin Hafner看來(lái)，二氧化碳制冷系統(tǒng)除了能夠助力體育賽事的低碳化，其在更多其他行業(yè)也有廣闊的節(jié)能減碳應(yīng)用前景，應(yīng)用形式包括商用制冷系統(tǒng)，超市是其中一種應(yīng)用場(chǎng)景。中國(guó)已經(jīng)有一些超市使用了基于二氧化碳的制冷系統(tǒng)，以及建筑和酒店用熱泵系統(tǒng)，和新型電動(dòng)汽車(chē)熱泵空調(diào)系統(tǒng)，后者可以在不影響乘客舒適度的情況下，增加電動(dòng)汽車(chē)的行駛距離。

封面圖片來(lái)源：新華社記者 丁旭 攝