北京冬奥会应对气候变化政策措施及其效果

鲁玉成 周剑 刘滨 鲁传一

摘 要：分析了《北京2022年冬奥会和冬残奥会低碳管理工作方案》中提出的政策和措施，介绍了冬奥会场馆二氧化碳排放量的核算方法，并基于调研数据核算了低碳场馆政策和措施的减排效果。结果表明，减排效果非常显著，冬奥会期间能源使用减排67095tCO2，采用环保型制冷剂减少逸散排放3445tCO2。实现冬奥会低碳管理，需要进一步落实低碳方案、鼓励社会各界主动参与低碳活动，积极捐赠碳减排量、低碳出行、积极推进林业固碳活动。

关键词：冬奥会 低碳场馆 制冷剂 气候变化

一、导言

气候变化是21世纪人类面临的重大全球性的挑战。我国作为全球第一大温室气体排放国、第二大经济国和最大的发展中国家，积极应对气候变化，不仅是我国自身可持续发展的内在要求和建设社会主义现代化强国的重要内容，也是我国参与和引领全球气候治理、推动构建人类命运共同体的重大责任和担当。作为负责任的大国，我国签署了《巴黎协定》，提出了自主贡献承诺，即在2030年左右实现二氧化碳排放量达到峰值，并在2030年前将非化石能源占一次能源的比重提高到20%。同时，党的十九大提出了我国要“引导应对气候变化国际合作，成为全球生态文明建设的重要参与者、贡献者、引领者”。2020年9月22日联合国大会一般性辩论上中国国家主席习近平宣布：中国将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。

为了落实自主贡献承诺，引领全球气候治理，我们要以习近平生态文明思想为指导，全面落实全国生态环境保护大会的部署和要求，持续推进应对气候变化工作，推进生产、生活和消费方式的绿色低碳转型，共同为建设美丽中国贡献力量。

2022年将在北京和张家口举办的冬奥会，是我国举办的大型国际体育活动。冬奥会的筹办和举行阶段产生的温室气体排放引起了国内外的广泛关注。中央高度重视北京冬奥会的筹办活动，冬奥组会和社会各界也非常重视冬奥会的温室气体排放。冬奥组会坚持绿色办奥理念，全力做好北京冬奥会可持续性和低碳管理工作。2019年6月23日国际奥林匹克日，北京冬奥组委正式发布了《北京2022年冬奥会和冬残奥会低碳管理工作方案》（下文简称《方案》），提出了低碳管理的目标、碳减排的措施和碳中和的措施，倡导全社会实行低碳生活方式，创造奥运会碳普惠制的“北京案例”。

为了解北京冬奥会低碳排放的政策举措及实际效果，本文将首先分析和解读我国冬奥会低碳管理工作方案中提出的政策和措施，接着基于调研数据，以冬奥会低碳场馆的政策和措施为例，实证分析冬奥会低碳场馆政策和措施的减排效果，最后就实现冬奥会低碳管理目标提出有关的政策建议。

二、应对气候变化的政策措施分析

2019年6月23日是国际奥林匹克日，北京市副市长、北京冬奥组委执行副主席张建东表示，北京冬奥组委将积极采取措施，加强制度创新，推动低碳技术应用示范，开展应对气候变化国际合作，有效控制温室气体排放，努力使北京冬奥会成为中国展现全球生态文明建设参与者、贡献者、引领者的重要平台和窗口。生态环境部有关负责同志指出，北京2022年冬奥会和冬残奥会在筹备过程中，坚持生态优先、资源节约、环境友好，把绿色作为底色，将生态环境与可持续发展融入筹办工作的全过程，通过绿色能源、绿色场馆、绿色交通等全方位措施，努力控制温室气体排放，并探索通过植树造林实现碳中和，以实际行动诠释了“绿色办奥”理念，引领以低碳为荣的社会新风尚。根据《方案》，低碳能源、低碳场馆、低碳交通以及低碳管理，将成为冬奥会筹办和运行阶段的重要工作领域。下面就从四个方面加以解读和分析。

（一）低碳能源

在低碳能源使用方面，《方案》提出，北京冬奥会和残奥会将使用低碳能源，将建设张北柔性直流电网等低碳能源示范项目，建立适用于北京冬奥会的跨区域绿电交易机制，综合实现100%可再生能源满足场馆常规电力消费需求。也就是说，2022年冬奥会和冬残奥会，通过柔性直流电网和跨区域绿电交易等手段，可以使奥运场馆达到100%的可再生能源供应，奥运场馆使用电力的排放因子为零。

柔性直流输电技术是当今电网领域的前沿技术，具有可控性好、运行方式灵活、适用场合多等显著优势。张北柔性直流工程可以充分利用张家口地区大规模风电、光伏电力互补的特性，以及抽水蓄能电站的灵活调节能力，降低新能源发电的波动对电网的影响，增强北京市消纳清洁电力的能力。张北柔性直流电网试验示范工程，将建设世界首个±500千伏四端环形结构的柔性直流电网。该工程可满足6800-7590兆瓦可再生能源装机的外送和消纳需求，为北京冬奥会电力需求提供可再生能源保障。据悉该柔性直流电网于2020年上半年全面建成投入运营，每年可向北京地区输送约225亿千瓦时的清洁能源，相当于节约780万吨标准煤，减排2040万吨二氧化碳。

北京电力交易中心通过绿色电力的交易，可以使冬奥场馆和配套服务设施使用的电力全部来自于绿色电力，使冬奥场馆使用的电力排放量为零。2019年6月20日北京电力交易中心首次组织开展了2019年7-12月北京2022年冬奥会场馆绿色电力直接交易，成交电量0.5亿千瓦时。这批绿色电量供冬奥场馆和配套服务设施使用，预计可减少燃烧1.6万吨标煤，减排二氧化碳4万吨。

（二）低碳场馆

在奥运会场馆实现低碳方面，《方案》提出将建设总建筑面积不少于3000平方米超低能耗场馆示范工程，北京、延庆、张家口三个赛区因地制宜，充分利用地热、余热等资源，实施建筑面积各自不少于1000平方米超低能耗低碳示范工程。推动场馆低碳节能建设与改造，所有场馆满足低碳、节能、节水的相关标准;新建永久场馆全部满足绿色建筑等级要求。加强建筑材料低碳采购和回收利用，新建及既有场馆改造优先采购国家、地方低碳产品认证目录中的产品或具有节能标识的低碳材料;加强新建场馆建筑材料的回收利用。加强场館运行能耗和碳排放智能化管理，北京、延庆、张家口三个赛区新建场馆将建设能源管控中心，监测电、气、水、热力的消耗情况，对空调、采暖、电梯、照明等建筑耗能实施分项、分区计量监测控制。提高制冰造雪效率，因地制宜选用高效造雪设备，合理控制造雪量;按照最大节能原则设计制冷系统，充分利用冰场余热。制冷剂使用应符合《关于消耗臭氧层的蒙特利尔议定书》及国家有关规定，在合适的场馆进行二氧化碳制冷示范应用。使用二氧化碳等新型制冷剂，减少二氧化碳排放量，努力实现所有场馆达到低碳节能节水标准。强化废弃物回收利用管理，实行垃圾分类管理，提高回收利用率，减少垃圾处理量。

据北京冬奥组委的消息，2022年北京冬奥会将首次在奥运会冰上场馆使用最清洁、最低碳的二氧化碳制冷剂，而且场馆使用数量达到4个，这将是奥运史上首次使用该项技术，其减少的二氧化碳排放量约等于3900辆汽车的年度碳排放量（超过26000吨），也相当于植树超过120万棵所吸收的二氧化碳排放量。此外还有3个冰上场馆也将采用全球变暖潜力（Global Warming Potential，简称GWP）值低的制冷剂R448A或R449A，GWP值分别为1273和1397，低于一般使用的制冷剂R507的GWP值3800。

（三）低碳交通

建设低碳交通体系方面，《方案》提出不同赛区间的转运充分利用高铁。制定跨赛区铁路使用政策，在北京冬奥会举办期间，鼓励观众在北京、延庆和张家口赛区之间优先选择铁路出行。综合利用智能交通系统和管理措施。加强冬奥交通与城市交通信息的互联互通，完善城市公共交通运行调度系统，提高智能化管理水平。北京冬奥会举办期间，在北京市及张家口市，实施城市交通综合管理措施，降低机动车使用强度。冬奥期间赛区内交通服务基本实现清洁能源车辆保障。用于赛事服务的客运车辆基本使用新能源。在各赛区推广新能源汽车，积极推动符合相关车型目录的氢燃料车辆的示范应用。赛区物流配送及城市配送的保障车辆将采用新能源汽车或者符合国六B排放标准的汽车。大力开展绿色低碳出行模式。北京市和张家口市倡导“135”绿色低碳出行方式，即1公里以内步行，3公里以内自行车，5公里左右乘坐公共交通工具。北京市中心城区和延庆新城绿色出行比例达到75%以上，张家口城市交通绿色出行比例达到60%以上。利用低碳工程技术开展交通设施建设。采用符合环保要求的工程方法、建筑材料、施工机械等，减少建设施工阶段温室气体排放。

（四）低碳管理

冬奥组委将推动建立北京冬奥会低碳管理核算标准，推动林业固碳工程，鼓励涉奥企业捐赠排放配额，推广碳普惠制项目，吸引社会各界多元化参加低碳冬奥行动。

1.林业固碳和碳中和。近年来，大型赛会开始通过植树造林等方式实现碳中和，以抵消会务期间产生的二氧化碳。北京2022年冬奥会和冬残奥会在筹备过程中，也探索通过植树造林实现碳中和。《方案》对北京市和张家口市林业固碳提出了目标和规划。

（1）北京市林业固碳（北京市造林绿化增汇工程）。将推动北京市38万亩造林绿化和其他造林绿化项目增汇工程建设，将2018-2021年期间工程所产生的碳汇量捐赠给北京冬奥组委，用以中和北京冬奥会的温室气体排放量。

（2）张家口市林业固碳（京冀生态水源保护林建设工程）。将推动张家口市50万亩京冀生态水源保护林建设，将2016-2021年期间工程所产生的碳汇量捐赠给北京冬奥组委，用于中和北京冬奥会的温室气体排放量。

2.企业捐赠碳排放配额。《方案》鼓励涉及冬奥会的企业向北京冬奥组委捐赠全国及北京碳排放权交易市场排放配额、国家核证自愿减排量，以中和北京冬奥会部分温室气体排放量。倡导涉及冬奥会的企业建立自主低碳行动方案，采取低碳生产、低碳办公、低碳出行等低碳节能措施，减少排放量。

3.碳普惠制项目。《方案》在全社会积极倡导低碳生活方式，推广普惠制，搭建起面向公众的自愿减排交易平台，鼓励企业、社会组织和个人的低碳环保行为，支持其捐赠国家、北京市及河北省等主管部门认定的碳减排量，积极参与多元化的低碳冬奥行动。也就是鼓励企业、社会组织和个人将减排量捐赠给冬奥会。

三、低碳奥运场馆减排效果的实证分析

北京冬奥会将采取系列低碳和温室气体减排的政策和措施，使奥运期间的温室气体排放量大大降低，成为一届低碳绿色的奥运会。下面以北京冬奥会的奥运场馆为案例，就这些奥运场馆在2022年冬奥会期间的减排效果进行实证分析，以说明我国冬奥会的低碳特征和减排效果。

（一）北京低碳奥运场馆简介

根据北京冬奥会奥组委调研的资料，2022年北京冬奥会将在北京和河北张家口市举办，共有张家口、北京延庆和北京市三大赛区。奥运场馆包括新建场馆、改造场馆和临建的场馆。新建场馆包括国家速滑馆（速度滑冰比赛场馆）、国家高山滑雪中心（高山滑雪比赛场地）、国家雪车雪橇中心（雪车雪橇比赛场地）、国家冬季兩项中心（冬季两项比赛场地）、国家越野滑雪中心、国家跳台滑雪中心、首体综合训练馆（短道速滑训练场馆）、北京冬奥村、延庆冬奥村、张家口冬奥村、首钢奥林匹克滑雪大跳台，共11个场馆。改造场馆包括冰立方（冰壶比赛场馆）、五棵松体育中心（冰球Ⅱ比赛场馆）、国家体育馆（冰球Ⅰ比赛场馆）、首都体育馆（短道速滑、花样滑冰比赛场馆）、云顶滑雪公园场地A（自由滑雪空中技巧、单板和双板U型槽场地）和云顶滑雪公园场地B（单板滑雪场地）、首都滑冰馆（冰球训练场馆）、首体综合馆（训练馆）、国家体育场（开闭幕式场馆）、国家会议中心（主新闻中心和国际广播中心）、张家口山地新闻中心共10处场馆。临时建设的场馆包括延庆山地媒体中心、张家口山地转播中心、北京颁奖广场、延庆颁奖广场和张家口颁奖广场，共5处场馆。

在2022年冬奥会期间这些奥运场馆里将举行各种赛事活动或训练活动，因而需要消耗能源、热力和自来水，产生温室气体排放。根据调研，2020年期间主要消耗的化石能源为天然气，用于餐饮供应;消耗的电力，用于满足制雪、照明、空调、其他设备的用电需求。采暖需求采用市政热力供应，自来水需求由北京自来水供应企业提供。

（二）北京低碳奥运场馆的排放量核算方法

根据调研，冬奥会期间这些奥运场馆的排放源主要包括：（1）燃料燃烧产生的排放;（2）购买电力、蒸汽和热力、自来水引起的间接排放;（3）制冷设置使用过程中制冷剂逸散引起的排放量。下面就分别介绍不同种类的排放量核算方法。

1.化石燃料燃烧所产生的排放。化石燃料燃烧产生的二氧化碳排放，是核算和报告期内各种化石燃料燃烧产生的二氧化碳排放量加总，按如下公式计算：

2.净购入使用的电力、热力和自来水产生的排放。该类排放量采用以下公式：

3.冰上项目场馆制冷剂逸散排放。根据《2006年IPCC国家温室气体清单指南》的《第3卷：工业过程与产品使用》，可得到体育场馆设施制冷剂逸散排放的计算方法学。《第3卷：工业过程与产品使用》中的第7章介绍了臭氧损耗物质氟化替代物排放的计算方法。

IPCC方法学给出了一定年份内一个国家所有制冷系统的总排放量计算方法，包括与制冷剂容器管理有关的排放、与制冷剂填料填充有关的排放、运行（逃逸排放和破裂）和维修期间与制冷剂库存有关的年排放量、寿命结束系统处置时产生的排放。

在体育场馆设施建设过程中，需要对新装的制冷设备填充制冷剂。在新设备填装制冷剂填料的过程中，会产生逸散排放。在体育场馆设施运行过程中，间隔一定年份，需要对制冷设备补充填充制冷剂，同时运行过程中也会产生逸散排放。在补充填装制冷剂填料过程、制冷设备运行过程中，都会产生逸散排放。对于具体的逸散排放量计算，可以参照IPCC方法学，得到计算公式。

（1）新设备充填制冷剂过程产生的排放。这类排放量与制冷剂容器在最初充填时连接到设备和从其断开的过程有关。充填新设备时的排放计算公式为：

（2）寿命期间运行和维修的排放。体育场馆设施制冷设施的制冷剂年泄漏表示逃逸排放，即连接件、接缝、轴密封等的泄漏，还有管道或热交换器的破裂，会造成部分或全部制冷剂释放到大气。制冷剂损耗使得制冷能力过低，设备要进行维修和补填。应用以下公式计算排放量：

为运行期间每个应用库存中HFC的年排放速率（即排放因子），要考虑维修期间的平均年泄漏率和平均年排放量，以百分比表示。

4.场馆赛期运行的排放。场馆运营期的二氧化碳排放量测算主要有基于能源消耗量或基于建筑面积。目前部分场馆还没有完成和竣工，难以获得燃料和电力消耗量等预测数据，因此，场馆赛期运行的排放测算基于申报方案中的建筑面积，测算的边界主要为场馆在冬奥会及残奥会比赛阶段所产生的碳排放。计算公式如下：

（三）北京低碳奥运场馆的排放情景及减排计算

为了测算北京冬奥会场馆的低碳减排效果，本文设置了两个情景，即基准情景和低碳情景。基准情景采用一般的能源使用和制冷剂设定，如餐饮使用的化石能源采用无烟煤，使用的电力、热力、自来水按照北京市的电网、热网和自来水网的能源使用及其排放因子，冬奥会场馆的制冷剂采用R507。而低碳情景中，北京冬奥会使用的电力均来自清洁能源;餐饮使用的化石能源是天然气（煤改气）;供暖采用的是天然气（煤改气供暖）;冬奥会场馆的制冷剂中4个场馆采用二氧化碳制冷剂（GWP为1），3个冰上场馆采用低GWP值的制冷剂R448A或R449A（GWP分别为1273和1397）.

1.北京奥运场馆能源使用产生的减排量。根据调研数据，冬奥会期间运行的场馆共有26个，总建筑面积为153.7027万平方米;其中新建场馆11个，总建筑面积共61.4230万平方米;改造场馆10个，总建筑面积共86.6997万平方米;临时建设的场馆5个，总建筑面积共5.58万平方米。

参考对延庆赛区和张家口赛区的现场调研资料，集中的市政热力管网和天然气管道都难以直接到主要场馆。并结合对北京市新建冰上项目场馆的调研，假定三大赛区的场馆均为二星绿色建筑，假定用能方案为：天然气提供餐饮，电力提供基础负荷（包括制冰/雪和其他用途），自采暖或市政热力管网，常规电制冷的复合式能源系统。自来水根据北京市2015年所有自来水供应企业加权平均的碳排放因子。基于该用能方案测算的不同情景下排放因子如表1所示。

假定冬奥会场馆运行时间为92天（3个月左右），则不同情景下冬奥会场馆运行时能源使用产生的二氧化碳排放量分别为：

由于采用低碳能源措施，冬奥会期间场馆运行产生的二氧化碳减排量为

2.北京奥运场馆制冷剂替换产生的减排量。据北京冬奥组委消息，2022年北京冬奥会将优先选择环保型制冷剂，首次在奥运会冰上场馆使用最清洁、最低碳的二氧化碳制冷剂（GWP为1），而且场馆使用數量达到4个，还有3个冰上场馆也将采用低GWP值的制冷剂R448A或R449A。冬奥会场馆的制冷剂以前一般采用R507，此作为基准情景选择，GWP为3800。

这些冬奥会场馆安装的制冷设施都是中等与大型商用制冷设施。按照《2006年IPCC国家温室气体清单指南》的第3卷《工业过程与产品使用》中的表7.9，可以得到制冷和空调系统的填料、寿命和排放因子的估算。根据IPCC指南，中等与大型商用制冷设施，制冷和空调系统的填料值为50≤M≤2000kg。初始排放0.5≤k≤3;运行和维护的逸散排放10≤x≤35。设定场馆的制冷剂填料为2000kg，即2t;场馆的初始排放k=2.5;运行和维护的逸散排放x=30。则基准情景下每个场馆运行和维护过程中每年的排放量为

低碳情景下4个场馆采用二氧化碳制冷剂，每场馆运行和维护过程每年排放量为

3个场馆采用制冷剂R448A或R449A，取低GWP值的制冷剂R448A，每场馆运行和维护过程每年排放量为

假设奥运会运行时间为92天，采用了环保型制冷剂，7个冬奥会场馆奥运期间减少逸散的排放量为：

（四）低碳奥运场馆的减排效果

根据以上分析，北京冬奥会场馆由于采用低碳能源措施，冬奥会期间场馆运行产生的二氧化碳减排量为67095tCO2，由于采用环保型制冷剂，7个冬奥会场馆减少逸散的排放量为3445tCO2。两项合计产生的减排量为70540tCO2e，减排效果非常可观。

四、结论和建议

通过对《方案》提出的政策和措施的解读和分析，可发现低碳能源、低碳场馆、低碳交通及低碳管理等方面的措施，将有效减少冬奥会筹办和运行期间的二氧化碳排放，同时也将促进经济可持续发展、社會形成绿色环保风尚。通过对冬奥会低碳场馆的分析，低碳情景与基准情景相比，冬奥会运行期间能源使用产生的减排量为67095tCO2，采用环保型制冷剂减少逸散的排放量为3445tCO2，两项合计产生的减排量为70540tCO2，减排效果非常显著。

为了实现《方案》的低碳目标，建议在冬奥会筹办和运行过程中，积极贯彻低碳理念，积极落实低碳方案。充分发挥企业和社会各界的主观能动性，积极行动，主动参与到减排、节能、低碳活动中，捐赠国家、北京市及河北省等主管部门认定的碳减排量，为低碳冬奥贡献力量。冬奥会运行过程中鼓励大众低碳出行，以公共交通为主导。积极推进全社会参与林业固碳活动，实现碳中和。总之，重在参与，紧密携手，深入落实绿色办奥理念，努力践行低碳管理工作方案，形成绿色生产和生活方式，举办中国绿色低碳的北京冬奥会。

参考文献：

[1]颜彭莉.低碳冬奥的“北京方案”[J].环境经济，2019（12）.

[2]白墨，李国栋.2022冬奥会场馆节能前瞻[J].北京规划建设，2016（03）.

[3]孟昊宇.北京2022年冬奥会道路交通安保对策及工作机制研究[J].北京警察学院学报，2019（01）.

[4]井国龙.冬奥会张家口赛区交通规划思路[J].交通与运输，2019（01）.

[5]北京2022年冬奥会和冬残奥会组织委员会、清华大学、北京中碳科创能源技有限公司.北京冬奥会低碳管理双年报（2016-2017）[R].2018年11月.

[6]冬奥场馆将实现100%清洁能源用电[N].北京晚报，2019-09-11.

[7]北京冬奥会低碳管理工作方案发布[EB/OL].http：//www.heb.chinanews.com.cn/jjjjj/20190624397537.shtml，2019-06-24.

[8]奥运史上首次北京冬奥会冰上场馆使用最低碳的二氧化碳制冷剂[N].中国青年报，2019-07-24.

[9]《北京2022年冬奥会和冬残奥会低碳管理工作方案》发布[EB/OL].http：//www.gov.cn/xinwen/2019-06/23/content_5402611.htm，2019-06-23.