【化工人看冬奥】氢能点燃冬奥激情与浪漫

2022年的春节假期,注定有些与众不同。身处历史上首座双奥之城北京的我们,在经历走亲访友的温馨之时,观赏着赛场上更高、更快、更强、更团结的激烈比拼,也感受着“微火”带来的全人类燃烧的激情与浪漫。

这种“一叶知秋”式的中国式浪漫,在2月4日晚的北京国家体育场“鸟巢”,以一种前所未有的方式被点燃。这个没有引燃过程的点燃主火炬方式,可谓是百余年奥运历史上的首创。首支以氢能作为燃料的火炬,用氢气代替了丙烷或液化天然气,将让主火炬比往届冬奥会节省99.9%的能量。氢能作为冬奥舞台上能源体系的新选手,正在全方位演绎着绿色浪漫。

2月4日晚,第二十四届冬季奥林匹克运动会开幕式在北京国家体育场举行。迪妮格尔·依拉木江和赵嘉文手持火炬到达“大雪花”中心,为主火炬“点火”。(CFP 供图)

点燃主火炬的氢燃料

对于许多习惯了“大火”的观众来说,“微火”或许是个有些颠覆性的创意,往届熊熊燃烧的奥运之火,幻化成火炬“飞扬”里的小火苗。冬奥会开幕式总导演张艺谋这样陈述着,无论喜不喜欢,它传递的理念都如此清晰:火炬代表了全世界,点火是低碳环保的理念。这注定会成为奥运史上的经典瞬间。

是的,在这冬奥开幕之夜,一片雪花飘到“鸟巢”中心,地面上的大“雪花”从平面翻转54度,正式登台亮相。

“雪花”背后负责操作指挥主火炬的,是来自中国航天科技集团有限公司六院北京11所的王亚飞和他的团队。这群研制火炬的航天人,仿佛置身火箭“零窗口”发射现场。

黑暗中,他们把从天上垂下的6根管线快速接插到“雪花”上。“雪花”的电路供应从地下切换到天上,主火炬有了“神经”。随后是两根氢气管插接成功,氢燃料供应正常,主火炬有了“大动脉”。最后,两根威亚钢索将把这片“雪花”拉起,主火炬凌空起舞。火炬手迪尼格尔·依拉木江和赵嘉文登上台阶,把手中的“飞扬”火炬插入这片“雪花”的中心,空中的氢气供给系统与“雪花”主火炬连通,储氢罐中的氢气顺着柔性软管游走下行,途经“雪花”内置的气体管道进入“飞扬”。主火炬在40米高空的360°旋转,实现了“火”与“舞”的完美融合。

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首登奥运大舞台的绿氢

氢能在冬奥会开幕前的火炬接力中,就已亮了相。在奥林匹克森林公园、冬奥公园和首钢园等接力的火炬全部应用了氢燃料,其中包括奥运史上首次机器人与机器人之间在水下的火炬传递,由水陆两栖机器人与水下变结构机器人在北京冬奥公园水下完成。

经过约1200名火炬手传递,2月4日晚,由中国石化燕山石化公司提供的氢气,点燃了“鸟巢”的主火炬。中国石油提供的绿氢,则点燃了张家口赛区的太子城火炬台的主火炬。在这个神奇的冬奥开幕之夜,这位加入奥运能源保障体系的新成员,在张家口闪亮登场。除太子城火炬台外,中国石油也为水立方(冰立方)和延庆两个赛区的火炬台提供氢气。

氢气作为最清洁环保的燃料,燃烧时只产生水,是最能够体现北京冬奥会绿色、低碳、可持续原则的能源。绿氢是利用可再生能源制造的氢气,在三种氢气路线中可谓是最“绿色”的一种技术路线。

据介绍,被氢能点燃的太子城冬奥火炬可以抗风10级,即使在时速百千米的大风中也可以稳定燃烧。这一创举不仅创造了冬奥火炬用能历史,首次实现燃料生产到应用全过程碳零排放,更向全球彰显了中国在新能源领域的技术实力。

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全力保障制氢技术的“国家队”

冬奥火炬用氢气主要来自两位中国“国家队”选手——中国石化和中国石油。

中国石化方面,燕山石化为保障冬奥会主火炬氢气供给,成立了冬奥会主火炬氢气保障小组,从氢气充装、测试、运输保障等各个环节制定了详细的工作方案和保障措施。作为中国石化与2022年北京冬奥会官方战略合作项目,燕山石化氢气新能源装置2020年1月2日中交,3月27日实现一次开车成功。该装置设计规模为2000标准立方米/时,采用变压吸附(PSA)工艺,产出可以满足燃料电池所用氢气纯度达99.999%。2022年1月31日,北京冬奥会前夕,燕山石化通过《低碳氢、清洁氢及可再生氢标准及评价》成为国内首家取得清洁氢认证的企业。

中国石油方面,针对此次冬奥火炬的特殊要求,中国石油总部部门、专业公司及相关企业一体化联动。旗下勘探院组织氢能团队连续攻关300多个日夜,打通绿氢产业链全流程全环节;河北销售提前一周完成冬奥火炬储氢瓶组的首次加注工作;运输公司购置氢燃料专用运输车辆并组成氢能保供梯队,确保运输、储存的氢气满足张家口赛区火炬需求。自组建绿氢核心技术攻关团队以来,中国石油不仅在太阳能电解水催化剂核心技术方面取得重大突破,部分制氢材料更达到国际领先水平。

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载入奥运史册的“中国方案”

一百多年来,每届奥运会都要将火种从古希腊奥林匹亚山传递到举办城市,比赛期间主火炬的大火都要熊熊燃烧一个多月。这虽然是人类精神以及奥运精神的体现,但同时也释放了不少的二氧化碳。

本次冬奥会开幕式主创团队在查阅2008年北京奥运会的技术资料时发现,当年李宁点燃的主火炬一小时大概要消耗5000立方米的燃气。为了维持它的巨大火焰,“鸟巢”还专门配备了一个燃气站,日夜不停地为它输送动力。而据记者了解,此次北京冬奥会开幕式上所使用的“微火”主火炬只配置了一个容量1.98千克的储氢罐,可供火炬连续燃烧8个半小时,大量节省了不可再生能源并降低了二氧化碳排放。

氢能不仅应用到了冬奥火炬中,本届冬奥会还示范运行了超1000辆氢能源汽车,配备了30多个加氢站,成为全球最大的一次燃料电池汽车示范。从场内到场外,从短暂燃烧的火炬到长期应用的交通工具,氢能应用已经加速向我们走来。北京冬奥会不仅是体育的盛会,也已成为氢能加速落地应用展示的盛会。

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(转“中国化工报”)

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