北京冬奧會制冰方案為何是冬奧史上最環保的

趙建通

經過一系列測試活動、測試賽，北京2022年冬奧會冰上場館的優質冰面受到國內外各項目選手們的好評。此外，北京冬奧會的7座冰上場館的冰面，還具有環保、環境可持續性的特點，制冰方案從設計到執行，“綠色辦奧”的理念貫穿始終。

據了解，北京2022年冬奧會新建、改建了7座冰上場館、共9塊冰面，均使用了環保型制冷系統和制冷劑，其中5塊冰面使用了二氧化碳（R744）跨臨界直接制冷系統，4塊冰面使用了R449A制冷劑。

在冰上場館制冰方案的設計之初，原計劃采用R507制冷劑，該制冷劑在當前全球范圍內普遍使用，符合《蒙特利爾議定書》對發展中國家的要求，但其GWP值（全球變暖潛能值）為3985，相對較高。

為使北京冬奧會的場館更具有環保、可持續性，在國際奧委會和國際專家的支持下，北京冬奧會積極研究制冷劑的國際發展趨勢和當前實用技術，與國內外制冷行業知名專家多次會商討論，確認了兩種制冷系統可以選擇：

一是二氧化碳跨臨界直接制冷系統，適合常年制冰的場館，如國家速滑館等;

二是傳統制冷系統，適合不需要常年制冰的場館，如水立方、國家體育館等。

北京大學教授、國際天然工質研究領域知名專家張信榮認為：二氧化碳跨臨界直接制冷系統具有安全性高、能耗和運行成本低、環境友好等優點，且全部熱量可回收利用，是冰上場館能源系統中最有前景的工質之一，可使場館能源系統冷熱一體化高效運行，在全球范圍內都具有廣闊的應用前景。

國家速滑館制冰技術方案有十多位院士、國內行業協會頂尖專家、建設代表進行反復論證，在與北京冬奧組委、國際奧委會制冰專家的討論中，二氧化碳跨臨界直冷制冰技術被提出。

“國際單項體育組織專家曾說，國家速滑館使用國際慣用的環保制冰技術就能達到冬奧比賽標準。但經過18個月摸索，中方團隊把歷屆冬奧會速滑館制冷系統資料翻了個遍，對世界所有制冷劑優劣特點逐一分析，最終拿出了更先進的制冰技術。”參與國家速滑館建設的工程師宋家峰說。

在創新的背后，環保考量是最重要的因素。據宋家峰介紹，北京冬奧會之前，在全世界范圍內，從未在大型冰上場館中使用過二氧化碳跨臨界直接制冷系統。二氧化碳制冷劑ODP（破壞臭氧層潛能值）為0，GWP（全球變暖潛能值）僅為1，使用相同數量的傳統制冷劑的碳排放量，是二氧化碳制冷劑的3985倍。二氧化碳制冷產生的余熱回收后，可以提供70攝氏度熱水用于生活熱水和除濕再生等用途。相比傳統制冷方式，國家速滑館采用二氧化碳制冰能效提升30%、一年可節省約200萬度電。

在傳統制冷劑選擇方面，當前國際相關組織，如美國空調制冷學會（AHRI），確定了現階段全球范圍內普遍使用的R507所對應的替代制冷劑可為R449A，R449A的GWP值為1282，較R507降低了68%。

北京國家游泳中心、國家體育館和五棵松體育中心均為2008年夏季奧運會的主場館，并將在北京冬奧會承辦冰壺和冰球比賽。為響應“綠色、共享、開放、廉潔”的理念，三場館在對設備供應商、設計工程師和服務提供商進行調研后，選擇了R449A制冷劑。

制冷行業內專家說：“采用R449A制冷劑，是在不影響系統性能和經濟可持續性的前提下，采取積極措施向環境可持續發展目標邁進的例證。”

國際奧委會一直十分支持北京冬奧會場館建設的環保選擇，相關官員表示，北京冬奧會冰上場館采用了節能型制冷系統、環保型制冷劑，積極推動了國際奧委會的可持續發展戰略。其中二氧化碳制冷系統的使用，率先為世界做出了環保和可持續的示范，R449A制冷劑的選擇，將使得北京冬奧會成為冬奧會歷史上冰上場館制冷劑GWP值最低的一屆冬奧會。