【汉水北流入渭来】

这是一条综合施工难度堪称世界第一的输水隧洞;

这是一条3900万三秦儿女热切期盼的输水隧洞;

这是一条关系陕西高质量发展的输水隧洞;

……

2月22日上午11时17分,引汉济渭工程秦岭输水隧洞全线贯通。汉水入渭指日可待。

从2007年准备工程开工,到全线贯通,共历时15年。

15年,艰辛异常,隧洞内高温高湿强噪,工人要经受住环境和精神的双重考验。

15年,锲而不舍,面对比钢板还硬的岩石,硬生生“凿”出了一条下穿秦岭的输水隧洞。

15年,百折不挠,发生岩爆事件4000多次,工人作业时要戴着钢盔、穿着防弹衣。

通了!此刻,激动人心。

热,进入隧洞就进入了蒸笼

“别看外面结冰,但是隧洞掘进最前端却超过40℃,进入隧洞像是从冬季走进夏季。”2月19日,中铁隧道股份有限公司引汉济渭项目部掘进班班长阳忠伦说,每次进洞之前,工人们需要先换工装,不少人会选择穿短袖,体会一下冰火两重天的感觉。

隧洞全长98.30公里,最大埋深2012米,均为世界第二。因为埋深大,洞内常年温度超过40℃,相对湿度接近90%,没有一丝自然风,如同一个大蒸笼。

人一进入隧洞,不一会衣服就湿透了。手机屏幕老是一层雾水、眼镜片上老是雾蒙蒙的。头顶的洞壁上,细小的石块夹杂着泥水不停地掉落。山体渗水汇聚成涓涓小溪,流向低处。

掘进班的工作地点在隧洞施工的最前端,主要任务是搭建支护钢架。刀片与岩石摩擦产生巨大的热量和噪音,导致这里比其它地方的温度高、噪音大,是隧洞中工作环境最为“严酷”的地方。

昏暗的灯光、浑浊的空气、嘈杂的机器声、潮湿闷热的环境中,阳忠伦一会儿拿着铁锨铲石头、一会儿搬运钢筋……作为班长,哪里需要他就在哪里顶上去。

“洞内没四季。进入隧洞就进入了三伏天。隧洞内,一般人连行动都感觉有些困难,不过这么长时间,我们已经适应了。”阳忠伦说。

硬,在“金刚”石上打洞

在秦岭输水隧洞3号支洞营地,有一座废弃掘进机刀头堆成的“山”,足有8000多把。这些刀头已经严重磨损,不得不废弃。这还不是全部,据统计从隧洞掘进开始至今,累计耗费刀头约14000把。

“秦岭输水隧洞施工最大的困难就是岩石硬。掘进机刀头如同在高耐磨钢板上掘进,磨损量非常巨大。这些废弃刀头都是历史的见证。”省引汉济渭工程建设有限公司总经理董鹏说。

掘进机长300多米、直径8米,像一条钢铁巨龙,牙口特别好,号称“掘进之王”,是复杂地质条件下隧洞掘进的利器。

掘进机的刀盘上安装有50多把特别硬的刀头。掘进机就靠这些“牙齿”“啃”石头。由于岩石中石英含量高达96%,硬如金刚石,因此石头比钢板还硬。

面对高硬度的岩石,刀头会时不时地被硌出豁口。豁口多了,就得“换牙”。岭南段施工最高峰时,一天就换了23颗“牙”。

“换牙”是一件非常“痛苦”的事情,中铁隧道股份有限公司引汉济渭项目部刀具班工人张友胜告诉记者,首先要穿过长1.2米、宽0.8米的狭长“洞穴”。刀头与岩石摩擦产生巨大的热量,导致刀头表面温度甚至超过50℃。更换刀盘上方的刀头时,他要戴着厚厚的手套干活,比在三伏天的烈日下干活还难受。

更换刀盘下方的刀头,则更为艰难。积水少的时候,他要在20厘米左右的水中摸索着换刀头。积水多的时候有1米多深,能淹到人的腰部,他要趴下身子潜入到浑浊的水中作业。每更换一次刀头,都是对人生理和心理极限的考验。

“在恶劣复杂的地质条件下,秦岭输水隧洞每一米的掘进进尺都极为不易。”中国工程院院士李术才如此评价。

险,工人施工要戴钢盔穿防弹衣

隧洞高约8米,站在洞内,沿着洞壁上伸向远方的灯光望去,仿佛进入了科幻故事中穿越时空的隧道,深邃而不可捉摸。

因为秦岭地质构造复杂、隧洞埋深大,导致掘进过程中岩爆频发。

“在施工中,其实高热、高湿和噪音还不是最害怕的事情。最危险的时候是遇到岩爆。第一次经历岩爆,把人吓坏了。”中铁隧道股份有限公司引汉济渭项目部副主任程广涛说。

昏暗幽深的隧洞里,突然响起巨大的“雷声”,直径几厘米到几十厘米不等的岩块,像雨点一样,从隧洞顶部高速弹射下来,如同炸弹碎片,杀伤力很大。最强的一次,碎石射出几十米。回忆起岩爆的经历,程广涛心有余悸。

为了确保安全,工人们头戴钢盔、穿着防弹衣,但还是经常会被石头划伤。施工中,工人会不断地对围岩进行喷水冷却,将需要释放的能量转变为热能,以削弱岩爆的强度。

“秦岭隧洞高埋深段的岩爆表现超出了行业认知,共发生岩爆事件4000多次,高峰时日岩爆次数超过60次。”省引汉济渭公司大河坝分公司总经理李晓峰介绍。

为了确保安全,隧洞支护方案,都是技术人员精心研究量身定制的。掘进与支护同步进行。支架、锚杆……比一般的隧洞都密,以达到快速控制岩爆坍塌的目的。岩爆空窗期,是喷浆的最佳时期,工地会乘机组织人员加紧施工。

中国工程院院士张建民说:“秦岭输水隧洞遇到了洞室地质能遇到的全部问题。”

除了岩爆,隧洞施工还经常会遇到涌水、有害气体、塌方等险情。2016年,岭南段突发涌水,涌水量最高达每天4.6万立方米,而设计排水量只有1.2万立方米。抢险用了两个多月。

艰难困苦,玉汝于成。经过15年的艰苦奋斗,引汉济渭工程秦岭输水隧洞终于贯通,预计年内即可实现通水。陕西高质量发展有了强劲的“水动力”。

中国工程院院士王浩指出,引汉济渭工程完全可以和都江堰等造福千秋的水利工程相媲美。工程在长江和黄河两大流域之间新增了一条重要的连接通道,对推动黄河流域生态保护和高质量发展具有支撑和保障作用。

(文/王海涛 吴莎莎 图/许奥博)

半导体产业是个很复杂很有技术含量的产业,很多人只知道我们缺少光刻机,但困难远不是一台光刻机就可以解决的,制造半导体芯片所需要的各种材料,封装工艺,甚至一些特殊气体都曾经是垄断的状态,好在我们国家一直在追赶,近些年成效显著,不过很多人不在这个行业内,不了解罢了。给大家看看主要的半导体材料就有这些。#信创##国产##半导体[超话]##芯片[超话]##芯片#

#碳中和##双碳目标##碳达峰##大数据#
【数据中心碳达峰挑战大,专家建议出台绿色低碳相关政策】

分布各地的数据中心能耗和碳排放增长迅速,有可能是我国实现2030年碳达峰目标最难啃的硬骨头之一。多位专家建议,优化数据中心空间布局,出台数据中心等新基础设施绿色低碳高质量发展的相关政策,调整数据中心用能结构,构建数据中心高效节能体系。

国家环境规划与政策模拟重点实验室主任蒋洪强今天(2月10日)对第一财经记者表示,由于数据中心需要大量电力维持服务器、储存设备、备份装置、冷却系统等基础设施的运行,能耗和碳排放增长迅速,数据中心正面临严峻的节能降耗和温室气体排放挑战,如何实现绿色低碳高质量发展尤其值得关注。

数据中心能耗高于世界平均水平

近年来,随着我国信息化进程加速发展,数字经济逐渐成为驱动我国经济增长的核心力量。统计数据显示,2020年,我国数字经济总量规模和增长速度居世界前列,规模达到39.2万亿元,占GDP比重为38.6%。数据中心作为数字经济的承载体也与日俱增,建设体量和建设规模不断扩大。

蒋洪强介绍,数据中心的能耗和碳排放贯穿其全生命周期过程。其中,运营阶段最多,包括机房内服务器运行、空调设备的制冷和运行、办公区域人员用电以及其他装置设备用电等。
统计数据显示,目前全国数据中心机架规模(标准机架为换算单位,以功率2.5千瓦为一个标准机架)达到543.6万架,较2020年增加27%;电能利用率(PUE)达到1.35,碳排放强度(CUE)为0.82。

2021年,全国数据中心能源消耗达到2166亿千瓦时,较2020年增加44%,占全社会用电量的2.6%左右;二氧化碳排放量约1.35亿吨,较2020年增加3915万吨,占全国二氧化碳排放量的1.14%左右。

数据中心作为数字经济的承载体也与日俱增,建设体量和建设规模不断扩大。摄影/章轲
中国电子技术标准化研究院发布的《绿色数据中心白皮书2020》介绍,近年来,我国数据中心能效水平不断提高,超大型数据中心平均电能利用率为1.46,部分优秀绿色数据中心已全球领先,电能利用率可达1.2-1.3。但目前我国数据中心能耗总量仍在高速增长,明显高于世界平均水平。

蒋洪强等专家所做的预测结果显示,到2025年,全国数据中心机架规模将达到759万架,较2021年增长40%,能源消耗总量达3500亿千瓦时,较2021年增加62%,约占全社会用电量4%,电能利用率1.30;二氧化碳排放2.1亿吨,较2021年增加54%,占全国二氧化碳排放量的比例接近2%,碳排放强度为0.76。

从重点区域来看,长三角机架规模最大(192.9万架),京津冀及周边地区能源消耗总量(1111亿千瓦时)和二氧化碳排放量(8657万吨)最多。从各省来看,河北、广东、江苏、上海和浙江机架规模、能耗总量和二氧化碳排放最大,5个地区总和占全国一半左右。

此外,由于内蒙古、甘肃、贵州和宁夏等全国一体化算力网络国家枢纽节点建设,机架规模年均增速超过20%,能源消耗总量和二氧化碳排放量占比上升至13%左右。

开展数据中心政策规划项目环评

蒋洪强介绍,到2030年,全国数据中心机架规模将达1125万架,较2021年和2025年分别增加107%和48%;能源消耗总量5915亿千瓦时,较2021年和2025年分别增加173%和69%,占全社会用电量5%以上,电能利用率降到1.30以下;二氧化碳排放约3.4亿吨,较2021年、2025年分别增加152%、64%,占全国二氧化碳排放量的比例接近3%。内蒙古、甘肃、贵州和宁夏等全国一体化算力网络国家枢纽节点,机架规模占比上升到14%,能源消耗和二氧化碳排放总量占比超过13%。

上述专家预测,“十四五”“十五五”期间,全国数据中心机架规模将继续保持高速增长趋势,在钢铁、水泥、化工、有色等行业逐步实现碳排放达峰并进入平台期时,数据中心成为二氧化碳排放持续增长的少数行业。

第一财经记者在多地采访时了解到,目前,一些数据中心在推进节能绿色低碳方面已取得成效。“阿里云数据中心绿色节能创新解决方案项目”前不久获得了2021年保尔森可持续发展奖,也入选生态环境部推荐的“2021年低碳绿色典型案例”。

“保尔森可持续发展奖”评委实地考察阿里云数据中心绿色节能创新解决方案项目。摄影/章轲
据阿里云智能基础设施事业群总经理周明介绍,该项目利用绝缘冷却液实现高效散热,无需风扇、空调、冷机等冷却设施。全程用于散热的能耗几乎为零,节能效果超过70%,实现了数据中心100%无机械制冷。“初步估算,如果全国的数据中心都采用液冷技术,一年可节省上千亿度电。”周明说。

“目前数据中心相关政策已关注到其高耗能属性,但对于供电侧的改革较为被动,数据中心可能是2030年碳达峰难度最大的行业之一。”蒋洪强说。
蒋洪强等多位专家近日建议,开展数据中心等新基础设施的政策、规划与项目环境影响评价。制定数据中心等新型基础设施“三线一单”(生态保护红线、环境质量底线、资源利用上线和生态环境准入清单)生态环境分区管控和准入清单,制定节能审查、能耗双控、碳排放影响评价等技术规范。

专家们还建议,支持数据中心集群配套可再生能源电站,支持数据中心采用大用户直供、拉专线、建设分布式光伏等方式提升可再生能源电力消费。扩大可再生能源市场化交易的试点范围、拓展绿证核发范围,鼓励数据中心企业参与可再生能源市场交易。重点突破和继续研发冷板式冷服务器、液冷技术、10kV交流输入的直流不间断电源系统和数据中心能耗监测及智能运维管理系统等前沿节能技术。


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