二氧化碳|北京冬奥制冰系统：为全球做出环保可持续示范

“北京冬奥会冰上场馆采用节能型制冷系统、环保型制冷剂，积极推动了国际奥委会的可持续发展战略。其中二氧化碳制冷系统的使用，率先为世界做出环保和可持续的示范， R449A制冷剂的选择，将使得北京冬奥会成为冬奥会历史上冰上场馆制冷剂GWP（全球变暖潜能）值最低的一届冬奥会。 ”近日，国际奥委会相关官员对北京冬奥会场馆建设中的环保选择特别点赞。
据了解，北京2022年冬奥会新建、改建了7座冰上场馆，共9块冰面，均使用环保型制冷系统和制冷剂，其中5块冰面使用二氧化碳（R744）跨临界直接制冷系统， 4块冰面使用了R449A制冷剂。
经过一系列测试活动、测试赛，北京2022年冬奥会冰上场馆的优质冰面受到国内外各项目选手们的好评。此外，这7座冰上场馆的冰面还具有环保、可持续性的特点，制冰方案从设计到执行， “绿色办奥”的理念贯穿始终。
据了解，在冰上场馆制冰方案的设计之初，原计划采用R507制冷剂，该制冷剂在当前全球范围内普遍使用，符合《蒙特利尔议定书》对发展中国家的要求，但其GWP值为3985 ，相对较高。
为使北京冬奥会的场馆更环保、更具可持续性，在国际奥委会和国际专家的支持下，北京2022年冬奥会积极研究制冷剂的国际发展趋势和当前实用技术，与国内外制冷行业知名专家多次会商讨论，确认了两种制冷系统可以选择：一是二氧化碳跨临界直接制冷系统，适合常年制冰的场馆，如国家速滑馆等；二是传统制冷系统，适合不需要常年制冰的场馆，如水立方、国家体育馆等。
北京大学教授、国际天然工质研究领域知名专家张信荣认为，二氧化碳跨临界直接制冷系统具有安全性高、能耗和运行成本低、环境友好等优点，且全部热量可回收利用，是冰上场馆能源系统中最有前景的工质之一，可使场馆能源系统冷热一体化高效运行，在全球范围内都具有广阔的应用前景。
国家速滑馆制冰技术方案由10多位院士、国内行业协会顶尖专家、建设代表进行反复论证，在与北京冬奥组委、国际奥委会制冰专家的讨论中，二氧化碳跨临界直冷制冰技术被提出。
“国际单项体育组织专家曾说，国家速滑馆使用国际惯用的环保制冰技术就能达到冬奥比赛标准。但经过18个月摸索，中方团队把历届冬奥会速滑馆制冷系统资料翻了个遍，对世界所有制冷剂优劣特点逐一分析，最终拿出了更先进的制冰技术。 ”参与国家速滑馆建设的工程师宋家峰说。
创新的背后，环保考量是最重要的因素。据宋家峰介绍，北京冬奥会之前，在全世界范围内，从未在大型冰上场馆中使用过二氧化碳跨临界直接制冷系统。二氧化碳制冷剂ODP（破坏臭氧层潜能）值为0 ， GWP值仅为1 ，而传统制冷剂的碳排放是等量二氧化碳制冷剂的3985倍。二氧化碳制冷产生的余热回收后，可以提供70摄氏度热水用于生活热水和除湿再生等用途。相比传统制冷方式，国家速滑馆采用二氧化碳制冰能效提升30% ，一年可节省约200万度电。
在传统制冷剂选择方面，当前国际相关组织，如美国空调制冷学会（AHRI），确定了现阶段R507所对应的替代制冷剂可为R449A ， R449A的GWP值为1282 ，较比R507降低68% 。
北京国家游泳中心、国家体育馆和五棵松体育中心均为2008年夏季奥运会的主场馆，并将在2022年冬奥会期间承办冰壶和冰球比赛。为响应“绿色、共享、开放、廉洁”的理念， 3个场馆在对设备供应商、设计工程师和服务提供商进行调研后，选择了R449A制冷剂。