创新故事 | 申纪刚：“安全是一切精彩表演的前提”
“银河”飞流直下，瞬间凝结成巨大的冰立方。伴随着音乐，冰立方被激光规律性雕琢，奥运五环徐徐升空……在这场梦幻般的视觉盛宴中，观众被深深震撼！用科技使舞台更饱满，是北京2022年冬奥会开幕式的最大特点之一，这也对舞台装置的可靠运行提出更高的要求。
在这场视觉盛宴中，中国航天科技集团全资控股的北京长征天民高科技公司总承了地面舞台系统和演出装置，要完成火炬展示、五环展示、视频播放等最重要的仪式性表演。
长征天民冬奥团队技术总监申纪刚，是地地道道的山西太原人。2月10日，接受笔者采访时，申纪刚感慨地说：“安全是一切精彩表演的前提。”
两年春节 他们都在鸟巢度过
从2019年12月申纪刚及其团队接到任务开始，一场与时间的赛跑便出现在团队每个人的脑海中。随后的日子里，团队工作人员争分夺秒，经过10个月的反复修改、论证，提出了20多套舞台工艺方案设计后终于获得导演认可。
“这是一场规模非常巨大的表演，舞台机械的设备全是非标产品，大小、形状、要求呈现的速度、性能等不一样。”申纪刚举例说道，比如冰立方亮相只有短短的43秒，观众看到的是科技与艺术的结合，是空灵而极简的美感，但殊不知背后有着多么庞杂的系统支撑。
“简约并不简单，200多人、700多天的日夜奋战，突破了很多国内的技术瓶颈。”在申纪刚的记忆中，从2021年1月15日开始，他和他的团队便一头扎进了鸟巢，开始进场安装，即便是春节期间都没有离开。
2月4日，随着北京2022年冬奥会开幕式的完美亮相，掌声、欢呼声响彻全场的时候，站在台下的申纪刚长出了一口气。
如梦如幻 打造高科技舞台
科技感爆棚的“冰立方”“奥运五环”，给所有观众带来了一场科技与艺术的视觉盛宴，如梦如幻的舞台效果国际范十足，让不少观众在震撼之余大呼过瘾。
冰立方，总重量约400吨，升降重量达180吨，要实现的升降载荷相当于200多辆小轿车，是整个开闭幕式最大功率的驱动设备。在场地受限的情况下，团队自主研发出了全新的电机驱动系统——在冰立方底部，布置16套由链条、钢丝绳、导轨组成的机械结构，通过精确控制电机驱动16条链条、16条钢丝绳组成的4套同步传动单元，让冰立方的升降定位精度控制在±1mm。
“这项工作是一次软件和硬件相配合才能实现的一个操作。”申纪刚说，软件问题解决 团队，但此次舞台中，申纪刚团队让火箭领域的系统工程技术在此次舞台中得到应用和改造，打造了国产化的高科技舞台。参照航天结构设计的一些方法，为五环研制“骨骼”——铝合金桁架结构、“衣服”——LED显示屏、“外套”——扩散板，最终设计出的五环跟火箭的箭体一样，既坚又轻，使悬吊高度为13米的奥运标志，在将近90分钟的仪式中，即便遇到6级强风，也定力十足。
瞬间切换 应急方案保“零失误”
五环采用了大量LED屏幕，如果某一个单元的灯珠临时“生病”怎么办？针对这个问题，申纪刚及其团队采用了双供电、双信号、双屏系统的冗余异形拼接LED显示装置，当一个系统出现故障时，备份系统可以无延时切换。同样的道理，所有的升降设备采用一主一备的驱动电机，一旦主电机出现故障会立刻切换到备用电机，并且都实现了瞬间切换，这样的速度肉眼是根本看不出来的。”申纪刚说，火箭发射的窗口期还会有两三个小时的范围，但是舞台上的呈现却要控制在秒以内，绝不允许一点错误，也没有重新开始的机会。
为了确保在冬奥会开闭幕式呈现导演的精彩创意，申纪刚团队按航天系统工程方法，对标航天质量控制、风险控制、设计优化等要求，进行了上千次的虚拟仿真试验。为保证零失误，他们做了多个应急方案。
如果说航天技术让“中国制造”在此次开幕式舞台中再次绽放光芒，那么在系统工程建设中，对一分一厘的“较真儿”，就是申纪刚及其团队对航天精神的最好诠释。
来源：科学导报
“银河”飞流直下，瞬间凝结成巨大的冰立方。伴随着音乐，冰立方被激光规律性雕琢，奥运五环徐徐升空……在这场梦幻般的视觉盛宴中，观众被深深震撼！用科技使舞台更饱满，是北京2022年冬奥会开幕式的最大特点之一，这也对舞台装置的可靠运行提出更高的要求。
在这场视觉盛宴中，中国航天科技集团全资控股的北京长征天民高科技公司总承了地面舞台系统和演出装置，要完成火炬展示、五环展示、视频播放等最重要的仪式性表演。
长征天民冬奥团队技术总监申纪刚，是地地道道的山西太原人。2月10日，接受笔者采访时，申纪刚感慨地说：“安全是一切精彩表演的前提。”
两年春节 他们都在鸟巢度过
从2019年12月申纪刚及其团队接到任务开始，一场与时间的赛跑便出现在团队每个人的脑海中。随后的日子里，团队工作人员争分夺秒，经过10个月的反复修改、论证，提出了20多套舞台工艺方案设计后终于获得导演认可。
“这是一场规模非常巨大的表演，舞台机械的设备全是非标产品，大小、形状、要求呈现的速度、性能等不一样。”申纪刚举例说道，比如冰立方亮相只有短短的43秒，观众看到的是科技与艺术的结合，是空灵而极简的美感，但殊不知背后有着多么庞杂的系统支撑。
“简约并不简单，200多人、700多天的日夜奋战，突破了很多国内的技术瓶颈。”在申纪刚的记忆中，从2021年1月15日开始，他和他的团队便一头扎进了鸟巢，开始进场安装，即便是春节期间都没有离开。
2月4日，随着北京2022年冬奥会开幕式的完美亮相，掌声、欢呼声响彻全场的时候，站在台下的申纪刚长出了一口气。
如梦如幻 打造高科技舞台
科技感爆棚的“冰立方”“奥运五环”，给所有观众带来了一场科技与艺术的视觉盛宴，如梦如幻的舞台效果国际范十足，让不少观众在震撼之余大呼过瘾。
冰立方，总重量约400吨，升降重量达180吨，要实现的升降载荷相当于200多辆小轿车，是整个开闭幕式最大功率的驱动设备。在场地受限的情况下，团队自主研发出了全新的电机驱动系统——在冰立方底部，布置16套由链条、钢丝绳、导轨组成的机械结构，通过精确控制电机驱动16条链条、16条钢丝绳组成的4套同步传动单元，让冰立方的升降定位精度控制在±1mm。
“这项工作是一次软件和硬件相配合才能实现的一个操作。”申纪刚说，软件问题解决 团队，但此次舞台中，申纪刚团队让火箭领域的系统工程技术在此次舞台中得到应用和改造，打造了国产化的高科技舞台。参照航天结构设计的一些方法，为五环研制“骨骼”——铝合金桁架结构、“衣服”——LED显示屏、“外套”——扩散板，最终设计出的五环跟火箭的箭体一样，既坚又轻，使悬吊高度为13米的奥运标志，在将近90分钟的仪式中，即便遇到6级强风，也定力十足。
瞬间切换 应急方案保“零失误”
五环采用了大量LED屏幕，如果某一个单元的灯珠临时“生病”怎么办？针对这个问题，申纪刚及其团队采用了双供电、双信号、双屏系统的冗余异形拼接LED显示装置，当一个系统出现故障时，备份系统可以无延时切换。同样的道理，所有的升降设备采用一主一备的驱动电机，一旦主电机出现故障会立刻切换到备用电机，并且都实现了瞬间切换，这样的速度肉眼是根本看不出来的。”申纪刚说，火箭发射的窗口期还会有两三个小时的范围，但是舞台上的呈现却要控制在秒以内，绝不允许一点错误，也没有重新开始的机会。
为了确保在冬奥会开闭幕式呈现导演的精彩创意，申纪刚团队按航天系统工程方法，对标航天质量控制、风险控制、设计优化等要求，进行了上千次的虚拟仿真试验。为保证零失误，他们做了多个应急方案。
如果说航天技术让“中国制造”在此次开幕式舞台中再次绽放光芒，那么在系统工程建设中，对一分一厘的“较真儿”，就是申纪刚及其团队对航天精神的最好诠释。
来源：科学导报
以技术创新推动煤炭产业革命
在晋能控股煤业集团雁崖煤业公司，技术革新的喜悦激荡着干部员工们的心潮，一场煤炭工业科技革命的浪潮——无煤柱开采技术应用正在这里悄然兴起。
切顶卸压自动成巷无煤柱开采技术，可有效降低巷道超前压力，最大限度提高资源回采率，降低生产成本。不仅对缓解采掘衔接和延长矿井寿命，提高矿井综合经济效益具有十分重要的意义，而且是矿井突破传统工艺限制、提升安全管理水平的有效途径，被业界誉为‘第三次矿业技术革命’。从2015年起，经过7年来理论与实践的探索，雁崖人不懈追求，深入探索，积累了丰富而又臻熟的资源开采技术和经验，打造了一张能源企业的“靓丽名片”。
近年来，随着矿井逐步向深部、边缘地带以及地质条件复杂的区域延伸，采掘衔接紧张、安全管理难度与日俱增。在煤炭行业竞争日趋激烈的大背景下，如何提高资源回收率，实现降本增效，延长矿井寿命已经成为晋能控股集团当前面临的重大课题。那么，面对严峻的发展形势，只能改革现有开采模式，全面推行小煤柱、无煤柱开采，提高煤炭资源回收率、延长矿井服务年限。
晋能控股煤业集团雁崖煤业公司按照“系统思维、把握大局、严肃认真、注重细节”十六字工作要求，充分发挥企业自身的人才、技术优势，对2#层三盘区8305工作面（8306）无煤柱工作面进行了开采。该工作面是一次采全高工作面，可采走向长度为1292m，工作面倾向长度为300m，工作面煤层总厚度为1.6m~4.88m，平均厚度3.3m，成为晋能控股集团最长的无煤柱工作面。
2015年4月，雁崖煤业公司与中国矿业大学合作在8304、8305工作面实施110工法无煤柱切顶卸压自动成巷工艺。采用三巷两面的方式进行了科学布置，5304巷作为切顶卸压留巷试验巷道，8304工作面作为三盘区东翼首采面。2017年10月3日，8304工作面无煤柱切顶卸压自动成巷技术正式开始试采。在确保安全的前提下，取得了无煤柱试验的成功，为全集团大力推广无煤柱开采提供了有力的技术保障和理论支撑。走出了一条资源节约型、环境友好型、绿色开采的新路子。
科学制定绿色开采。现回采无煤柱工作面为8305工作面，采用三巷两面的方式进行了科学布置，5305巷作为切顶卸压留巷巷道，8305工作面作为首采面。在原巷道的支护基础上又施工两排补强锚索。在5305巷顶板靠近8305工作面煤壁侧实施切顶孔进行爆破。在回采工艺上，8305工作面采用SL300型采煤机破煤、PF6/1142型刮板运输机、SZZ1200/400型转载机、头部DSJ120/200/2×500型胶带输送机、二部皮带头SZZ1200/400型转载机、二部DSJ120/200/2×500型胶带输送机运煤，ZF13000/25/38型液压支架进行工作面支护，工作面平均煤厚3.3m，采高3.3m，循环进度为0.8m，采用自然垮落法管理采空区顶板。5305巷采用“3”种支护形式进行巷道支护分别为“超前临时支护”“档杆支护”和“架后临时支护”，将留巷段划分为“架后临时支护区”“成巷稳定区”两个区域。
精心布局优化设计。在通风管理方面：为了降低工作面温度，提供适宜的作业环境，8305工作面原采用“Y”型通风方式，现优化为一进两回“W”型通风，解决了工作面上隅角瓦斯超限问题。在施工爆破切顶卸压孔方面：为实现钻孔作业与工作面采煤平行作业，超前工作面50m外，使用ZQJC-420/10.0气动架柱式钻机，距5305巷采煤帮肩窝0.2m，施工仰角75°、钻头直径Φ65mm、孔深11m的钻孔，钻孔间距为0.5m，钻孔水平投影垂直巷帮。在爆破方面：采用专用聚能管辅助装药，单孔装药量定为6kg，装药长度6m。将导爆索一端自首个聚能管穿出孔外，并采用柔性装药定位安装管送入孔底，顺次装药。按照预裂效果选择钻孔间隔装药爆破方式。同时，在聚能管辅助装药条件下，待孔内炸药装填完毕，直接采用水泥药卷进行封孔，封孔长度5m。2～3卷水泥药卷为一组，封孔前先浸水40秒左右，采用安装管直接送入孔内预定位置，然后抽出安装管，继续装填第二组封孔药卷，封孔至距孔口20cm处。待封孔水泥充分膨胀凝固（20分钟），连接导爆索和雷管（并联两发雷管），再塞回孔内封堵，封堵剩余爆破孔。待人员撤离后执行“一炮三检”后进行起爆。进而使留巷始终处于安全可控状态。确保切得开、留得住、放得下。
在矿压观测方面：8305工作面沿空留巷矿压观测采用矿压在线监测、人工十字测点法、顶板离层仪观测、单体液压支柱测力计观测等综合观测，为确定沿空留巷成巷稳定区提供可靠的理论基础。
在防灭火方面：8305工作面采用的是迈步式连续注氮措施，注氮量480m3/min；每日二班喷洒阻化剂15千克；沿空留巷采用水泥毯配合喷浆，减少采空区漏风；头端头采用柔性气囊封堵；2305巷采用束管监控系统，5305巷采用人工取样，及时监控采空区气体。
在注浆方面：预防性灌浆，管路接到回风绕道，如果有自燃发火倾向就采取注浆处理。
安全效益再创新高。通过切顶卸压自动成巷无煤柱开采技术的应用，不仅有效地减少了巷道掘进进尺和煤柱损失，缓解了采掘衔接紧张局面，降低了采掘比，提高了资源回收率，而且还解决了下部煤层动压开采的问题，使下部煤层工作面布置更加合理。5305巷切顶卸压，阻断顶板应力传递，有效减小矿山压力显现，解决留巷巷道受采空区顶板应力传递造成巷道变形较大的问题，工作面周期来压强度明显减弱。根据三盘区8305工作面现状，在回采方面，无煤柱开采相比小煤柱开采多回收6m煤柱，多回收煤炭资源3.6万吨，增加效益1137万元；在掘进方面，相比小煤柱工作面少掘进2715m，可节约掘进成本1138万元；在消耗方面，无煤柱开采所消耗的材料及资金明细测算，该工作面回采结束后，共消耗957万元。综合计算，无煤柱开采与小煤柱开采相比，可节约成本1318万元。
创新驱动，科技兴企。随着无煤柱开采科技创新项目的成功推广和全面实施，必将为企业发展提供强有力的科技支撑。在今后的发展历程中，煤业集团雁崖煤业公司将奋力谱写企业高质量发展的新篇章，为建设“创新、绿色、卓越、高效”的晋能控股集团贡献雁崖人的力量。
来源：科学导报煤炭周刊
在晋能控股煤业集团雁崖煤业公司，技术革新的喜悦激荡着干部员工们的心潮，一场煤炭工业科技革命的浪潮——无煤柱开采技术应用正在这里悄然兴起。
切顶卸压自动成巷无煤柱开采技术，可有效降低巷道超前压力，最大限度提高资源回采率，降低生产成本。不仅对缓解采掘衔接和延长矿井寿命，提高矿井综合经济效益具有十分重要的意义，而且是矿井突破传统工艺限制、提升安全管理水平的有效途径，被业界誉为‘第三次矿业技术革命’。从2015年起，经过7年来理论与实践的探索，雁崖人不懈追求，深入探索，积累了丰富而又臻熟的资源开采技术和经验，打造了一张能源企业的“靓丽名片”。
近年来，随着矿井逐步向深部、边缘地带以及地质条件复杂的区域延伸，采掘衔接紧张、安全管理难度与日俱增。在煤炭行业竞争日趋激烈的大背景下，如何提高资源回收率，实现降本增效，延长矿井寿命已经成为晋能控股集团当前面临的重大课题。那么，面对严峻的发展形势，只能改革现有开采模式，全面推行小煤柱、无煤柱开采，提高煤炭资源回收率、延长矿井服务年限。
晋能控股煤业集团雁崖煤业公司按照“系统思维、把握大局、严肃认真、注重细节”十六字工作要求，充分发挥企业自身的人才、技术优势，对2#层三盘区8305工作面（8306）无煤柱工作面进行了开采。该工作面是一次采全高工作面，可采走向长度为1292m，工作面倾向长度为300m，工作面煤层总厚度为1.6m~4.88m，平均厚度3.3m，成为晋能控股集团最长的无煤柱工作面。
2015年4月，雁崖煤业公司与中国矿业大学合作在8304、8305工作面实施110工法无煤柱切顶卸压自动成巷工艺。采用三巷两面的方式进行了科学布置，5304巷作为切顶卸压留巷试验巷道，8304工作面作为三盘区东翼首采面。2017年10月3日，8304工作面无煤柱切顶卸压自动成巷技术正式开始试采。在确保安全的前提下，取得了无煤柱试验的成功，为全集团大力推广无煤柱开采提供了有力的技术保障和理论支撑。走出了一条资源节约型、环境友好型、绿色开采的新路子。
科学制定绿色开采。现回采无煤柱工作面为8305工作面，采用三巷两面的方式进行了科学布置，5305巷作为切顶卸压留巷巷道，8305工作面作为首采面。在原巷道的支护基础上又施工两排补强锚索。在5305巷顶板靠近8305工作面煤壁侧实施切顶孔进行爆破。在回采工艺上，8305工作面采用SL300型采煤机破煤、PF6/1142型刮板运输机、SZZ1200/400型转载机、头部DSJ120/200/2×500型胶带输送机、二部皮带头SZZ1200/400型转载机、二部DSJ120/200/2×500型胶带输送机运煤，ZF13000/25/38型液压支架进行工作面支护，工作面平均煤厚3.3m，采高3.3m，循环进度为0.8m，采用自然垮落法管理采空区顶板。5305巷采用“3”种支护形式进行巷道支护分别为“超前临时支护”“档杆支护”和“架后临时支护”，将留巷段划分为“架后临时支护区”“成巷稳定区”两个区域。
精心布局优化设计。在通风管理方面：为了降低工作面温度，提供适宜的作业环境，8305工作面原采用“Y”型通风方式，现优化为一进两回“W”型通风，解决了工作面上隅角瓦斯超限问题。在施工爆破切顶卸压孔方面：为实现钻孔作业与工作面采煤平行作业，超前工作面50m外，使用ZQJC-420/10.0气动架柱式钻机，距5305巷采煤帮肩窝0.2m，施工仰角75°、钻头直径Φ65mm、孔深11m的钻孔，钻孔间距为0.5m，钻孔水平投影垂直巷帮。在爆破方面：采用专用聚能管辅助装药，单孔装药量定为6kg，装药长度6m。将导爆索一端自首个聚能管穿出孔外，并采用柔性装药定位安装管送入孔底，顺次装药。按照预裂效果选择钻孔间隔装药爆破方式。同时，在聚能管辅助装药条件下，待孔内炸药装填完毕，直接采用水泥药卷进行封孔，封孔长度5m。2～3卷水泥药卷为一组，封孔前先浸水40秒左右，采用安装管直接送入孔内预定位置，然后抽出安装管，继续装填第二组封孔药卷，封孔至距孔口20cm处。待封孔水泥充分膨胀凝固（20分钟），连接导爆索和雷管（并联两发雷管），再塞回孔内封堵，封堵剩余爆破孔。待人员撤离后执行“一炮三检”后进行起爆。进而使留巷始终处于安全可控状态。确保切得开、留得住、放得下。
在矿压观测方面：8305工作面沿空留巷矿压观测采用矿压在线监测、人工十字测点法、顶板离层仪观测、单体液压支柱测力计观测等综合观测，为确定沿空留巷成巷稳定区提供可靠的理论基础。
在防灭火方面：8305工作面采用的是迈步式连续注氮措施，注氮量480m3/min；每日二班喷洒阻化剂15千克；沿空留巷采用水泥毯配合喷浆，减少采空区漏风；头端头采用柔性气囊封堵；2305巷采用束管监控系统，5305巷采用人工取样，及时监控采空区气体。
在注浆方面：预防性灌浆，管路接到回风绕道，如果有自燃发火倾向就采取注浆处理。
安全效益再创新高。通过切顶卸压自动成巷无煤柱开采技术的应用，不仅有效地减少了巷道掘进进尺和煤柱损失，缓解了采掘衔接紧张局面，降低了采掘比，提高了资源回收率，而且还解决了下部煤层动压开采的问题，使下部煤层工作面布置更加合理。5305巷切顶卸压，阻断顶板应力传递，有效减小矿山压力显现，解决留巷巷道受采空区顶板应力传递造成巷道变形较大的问题，工作面周期来压强度明显减弱。根据三盘区8305工作面现状，在回采方面，无煤柱开采相比小煤柱开采多回收6m煤柱，多回收煤炭资源3.6万吨，增加效益1137万元；在掘进方面，相比小煤柱工作面少掘进2715m，可节约掘进成本1138万元；在消耗方面，无煤柱开采所消耗的材料及资金明细测算，该工作面回采结束后，共消耗957万元。综合计算，无煤柱开采与小煤柱开采相比，可节约成本1318万元。
创新驱动，科技兴企。随着无煤柱开采科技创新项目的成功推广和全面实施，必将为企业发展提供强有力的科技支撑。在今后的发展历程中，煤业集团雁崖煤业公司将奋力谱写企业高质量发展的新篇章，为建设“创新、绿色、卓越、高效”的晋能控股集团贡献雁崖人的力量。
来源：科学导报煤炭周刊
绿色能源护航冬奥
“一想到冬奥会用上了我们的‘风光’，我打心眼儿里自豪。”2月6日，北京冬奥会开幕后的第二个比赛日，看着电视直播中驰骋赛场的奥运健儿，吉电股份华北区域公司风电专工郝志友感慨良多。郝志友全程参与了公司在张家口的百万千瓦新能源基地建设，从2017年开工到2021年底并网投运，他经历了基地从无到有的全过程。“从没觉得冬奥会离我这么近，参与风电项目建设，绝对是值得我骄傲一生的经历。”
让郝志友们更骄傲的是，凭借中国能源人自己的努力，北京冬奥会三大赛区26个场馆全部实现了100%绿色供电，在奥运史上尚属首次，为人类可持续发展打造了一个前所未有的“绿色”样本。
清洁电力保驾护航
一度绿电，能让冬奥会颁奖广场的主舞台亮22秒左右；一度绿电，能为太阳能充气保障帐篷的电暖器供电约30~40分钟……这是冬奥保电队员在工作中总结出的数据。
这些源源不断的绿色电力，其中有很大一部分来自河北省张家口市的可再生能源示范区。2015年7月，国务院正式批复《河北省张家口市可再生能源示范区发展规划》，同意设立张家口可再生能源示范区。通过可再生能源示范项目，张家口张北地区丰富的风、光资源转化为清洁电力，保障了北京、延庆、张家口三大冬奥赛区稳定运行。在不久前召开的外交部例行记者会上，外交部新闻发言人赵立坚说：“绿色的电能不仅点亮一座座奥运场馆，也点亮北京的万家灯火。这个故事叫，‘张北的风点亮北京的灯’。”
为了充分利用“张北的风”，国家能源集团、中国华电、中国华能等多家能源央企响应国家号召，投身当地风电开发。金风科技、远景集团、中国海装、运达风电等众多整机商精益求精，全力打造高质量风机产品。一座座风电场接连并网，一度度清洁绿电跨越山川，奔赴北京。
大规模可再生能源装机的背后，是不容小视的电源间歇性和波动性问题，而要同时实现冬奥会供电的可靠性和清洁性，必须借力绿色的调节电源。2021年12月30日，世界装机规模最大的河北丰宁抽水蓄能电站首批2台机组投产，相当于给电网配备了一个“超级充电宝”。
据中国电建所属中国水利水电第七工程局有限公司丰宁机电安装标项目负责人彭兵介绍，丰宁抽水蓄能电站总装机360万千瓦，装机容量、储能能力、地下厂房规模和地下洞室群规模四项指标均创世界第一。目前，首先投产的1号、10号机组可提供60万千瓦出力，能显著增强华北电网的新能源消纳、系统调节、电力保供能力，为北京冬奥会提供安全可靠的绿色动力。
柔直电网工程惊艳世界
为了让张家口的绿色电力与北京冬奥会成功“牵手”，世界首个实现风、光、储能多能互补的直流电网工程——张北柔性直流电网试验示范工程（以下简称“张北直柔工程”）应运而生，全部核心技术和关键设备均为中国首创。
“张北柔直工程建有4座换流站，输电线路长度666公里，把张北地区上百家风电场、近千家光伏电站连成了一个有机整体。”国网冀北电力超高压公司特高压交直流运检中心副主任李振动表示，张北柔直工程充分利用了区域内大规模风、光的互补特性与丰宁抽水蓄能电站的灵活调峰特性，打造出灵活智能的能源交互平台，每年可以向京津冀地区输送清洁电能140亿千瓦时，相当于北京市用电量的1/10，可全面满足冬奥场馆每年总计1亿千瓦时的用电量需求。
据了解，截至2021年底，张北柔直工程已累计完成冬奥场馆绿电交易电量2.37亿千瓦时，其中1.52亿千瓦时送至北京及延庆赛区的冬奥场馆。北京冬奥组委专职副主席、秘书长韩子荣指出：“2022年北京冬奥会将在奥运历史上首次实现全部场馆绿色电力供应，向世界生动讲述中国电网技术创新故事，成为绿色奥运的最大亮点，令全球瞩目和赞叹。”
为保证北京冬奥会100%绿电供应，在有形的输电网背后，还有一张无形的绿电交易网络正在发挥作用。在《张家口零碳冬奥绿色电力交易实施办法》《张家口四方协作机制用户准入规定》《京津冀绿色电力市场化交易规则》等一系列政策支撑下，冬奥组委办公区、国家体育馆、国家游泳中心、延庆场馆群等多家市场主体获得了绿色电力交易市场准入资格。
氢能应用崭露头角
北京冬奥会的“绿意”无处不在，清洁电力全覆盖只是其中之一。
在北京冬奥会开幕式上，中国石油自产自供的氢气，点燃了冬奥圣火。不仅如此，奥运火炬“飞扬”使用的燃料也是氢气。据了解，为了让火炬一方面呈现出饱满的火焰状态，另一方面确保小型储氢罐中的氢气可以燃烧足够长的时间，研发团队引入高性能树脂，与碳纤维一起制成碳纤维复合材料。中国石化上海石化公司副总经理黄翔宇表示，通过工艺调整，将火炬上半段燃烧端在1000℃以上高温中进行特殊处理，有效解决了在高温制备过程中火炬外壳起泡、开裂等难题，同时实现了火炬外壳在高于800℃的氢气燃烧环境中正常使用。
在北京冬奥会期间的交通服务方面，氢能亦开始崭露头角。搭载国家电投氢燃料电池系统的氢能客车，在零下30℃的室外依旧可以正常运行。与传统化石能源客车相比，氢能客车每行驶100公里可减少约70千克二氧化碳排放。同时，在冬奥会三大赛区周边，河北太子城加氢站、北京福田加氢站、北京金龙综合能源服务站、河北崇礼北油氢合建站等保障站点建成投用，充分保障了车辆的用氢需求。
此外，紧扣冬奥供电保障的实际需求，国网北京电力还创新应用了国内首台大容量在线并网式400千瓦氢能源电池发电车，其不间断供电和应急发电的能力为北京冬奥绿电供应再添保障。
低碳理念指引，点滴细节汇聚，北京冬奥会将“绿色奥运”从理念变成现实。正如国际奥委会北京冬奥会协调委员会主席胡安·安·萨马兰奇所称赞的，北京冬奥会将是第一个实现“全绿色”的奥运会，对举办地乃至更广范围内的绿色、可持续发展都具有标杆作用。
来源：科学导报煤炭周刊
“一想到冬奥会用上了我们的‘风光’，我打心眼儿里自豪。”2月6日，北京冬奥会开幕后的第二个比赛日，看着电视直播中驰骋赛场的奥运健儿，吉电股份华北区域公司风电专工郝志友感慨良多。郝志友全程参与了公司在张家口的百万千瓦新能源基地建设，从2017年开工到2021年底并网投运，他经历了基地从无到有的全过程。“从没觉得冬奥会离我这么近，参与风电项目建设，绝对是值得我骄傲一生的经历。”
让郝志友们更骄傲的是，凭借中国能源人自己的努力，北京冬奥会三大赛区26个场馆全部实现了100%绿色供电，在奥运史上尚属首次，为人类可持续发展打造了一个前所未有的“绿色”样本。
清洁电力保驾护航
一度绿电，能让冬奥会颁奖广场的主舞台亮22秒左右；一度绿电，能为太阳能充气保障帐篷的电暖器供电约30~40分钟……这是冬奥保电队员在工作中总结出的数据。
这些源源不断的绿色电力，其中有很大一部分来自河北省张家口市的可再生能源示范区。2015年7月，国务院正式批复《河北省张家口市可再生能源示范区发展规划》，同意设立张家口可再生能源示范区。通过可再生能源示范项目，张家口张北地区丰富的风、光资源转化为清洁电力，保障了北京、延庆、张家口三大冬奥赛区稳定运行。在不久前召开的外交部例行记者会上，外交部新闻发言人赵立坚说：“绿色的电能不仅点亮一座座奥运场馆，也点亮北京的万家灯火。这个故事叫，‘张北的风点亮北京的灯’。”
为了充分利用“张北的风”，国家能源集团、中国华电、中国华能等多家能源央企响应国家号召，投身当地风电开发。金风科技、远景集团、中国海装、运达风电等众多整机商精益求精，全力打造高质量风机产品。一座座风电场接连并网，一度度清洁绿电跨越山川，奔赴北京。
大规模可再生能源装机的背后，是不容小视的电源间歇性和波动性问题，而要同时实现冬奥会供电的可靠性和清洁性，必须借力绿色的调节电源。2021年12月30日，世界装机规模最大的河北丰宁抽水蓄能电站首批2台机组投产，相当于给电网配备了一个“超级充电宝”。
据中国电建所属中国水利水电第七工程局有限公司丰宁机电安装标项目负责人彭兵介绍，丰宁抽水蓄能电站总装机360万千瓦，装机容量、储能能力、地下厂房规模和地下洞室群规模四项指标均创世界第一。目前，首先投产的1号、10号机组可提供60万千瓦出力，能显著增强华北电网的新能源消纳、系统调节、电力保供能力，为北京冬奥会提供安全可靠的绿色动力。
柔直电网工程惊艳世界
为了让张家口的绿色电力与北京冬奥会成功“牵手”，世界首个实现风、光、储能多能互补的直流电网工程——张北柔性直流电网试验示范工程（以下简称“张北直柔工程”）应运而生，全部核心技术和关键设备均为中国首创。
“张北柔直工程建有4座换流站，输电线路长度666公里，把张北地区上百家风电场、近千家光伏电站连成了一个有机整体。”国网冀北电力超高压公司特高压交直流运检中心副主任李振动表示，张北柔直工程充分利用了区域内大规模风、光的互补特性与丰宁抽水蓄能电站的灵活调峰特性，打造出灵活智能的能源交互平台，每年可以向京津冀地区输送清洁电能140亿千瓦时，相当于北京市用电量的1/10，可全面满足冬奥场馆每年总计1亿千瓦时的用电量需求。
据了解，截至2021年底，张北柔直工程已累计完成冬奥场馆绿电交易电量2.37亿千瓦时，其中1.52亿千瓦时送至北京及延庆赛区的冬奥场馆。北京冬奥组委专职副主席、秘书长韩子荣指出：“2022年北京冬奥会将在奥运历史上首次实现全部场馆绿色电力供应，向世界生动讲述中国电网技术创新故事，成为绿色奥运的最大亮点，令全球瞩目和赞叹。”
为保证北京冬奥会100%绿电供应，在有形的输电网背后，还有一张无形的绿电交易网络正在发挥作用。在《张家口零碳冬奥绿色电力交易实施办法》《张家口四方协作机制用户准入规定》《京津冀绿色电力市场化交易规则》等一系列政策支撑下，冬奥组委办公区、国家体育馆、国家游泳中心、延庆场馆群等多家市场主体获得了绿色电力交易市场准入资格。
氢能应用崭露头角
北京冬奥会的“绿意”无处不在，清洁电力全覆盖只是其中之一。
在北京冬奥会开幕式上，中国石油自产自供的氢气，点燃了冬奥圣火。不仅如此，奥运火炬“飞扬”使用的燃料也是氢气。据了解，为了让火炬一方面呈现出饱满的火焰状态，另一方面确保小型储氢罐中的氢气可以燃烧足够长的时间，研发团队引入高性能树脂，与碳纤维一起制成碳纤维复合材料。中国石化上海石化公司副总经理黄翔宇表示，通过工艺调整，将火炬上半段燃烧端在1000℃以上高温中进行特殊处理，有效解决了在高温制备过程中火炬外壳起泡、开裂等难题，同时实现了火炬外壳在高于800℃的氢气燃烧环境中正常使用。
在北京冬奥会期间的交通服务方面，氢能亦开始崭露头角。搭载国家电投氢燃料电池系统的氢能客车，在零下30℃的室外依旧可以正常运行。与传统化石能源客车相比，氢能客车每行驶100公里可减少约70千克二氧化碳排放。同时，在冬奥会三大赛区周边，河北太子城加氢站、北京福田加氢站、北京金龙综合能源服务站、河北崇礼北油氢合建站等保障站点建成投用，充分保障了车辆的用氢需求。
此外，紧扣冬奥供电保障的实际需求，国网北京电力还创新应用了国内首台大容量在线并网式400千瓦氢能源电池发电车，其不间断供电和应急发电的能力为北京冬奥绿电供应再添保障。
低碳理念指引，点滴细节汇聚，北京冬奥会将“绿色奥运”从理念变成现实。正如国际奥委会北京冬奥会协调委员会主席胡安·安·萨马兰奇所称赞的，北京冬奥会将是第一个实现“全绿色”的奥运会，对举办地乃至更广范围内的绿色、可持续发展都具有标杆作用。
来源：科学导报煤炭周刊
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