史上首次！浙江民革黨員沈源揭秘亞運會火炬背后的故事         2023年09月26日15:45

隨著亞運史上首個數字點火儀式點燃杭州亞運會主火炬塔，杭州第19屆亞運會正式拉開帷幕。熊熊燃燒的主火炬，不僅直觀呈現了藝術、數字與科技的魅力，也為杭州亞運會濃郁的“綠色”底蘊再添厚重的一筆。

為什么這么說？因為這支主火炬的燃料和往屆亞運會乃至其他大型運動會使用的都不一樣。

作為一種神圣的象征，點燃主火炬是大型運動會開幕式不可或缺的儀式之一。延續至今，火炬的燃料也發生了巨大的變化，火藥、金屬鎂、天然樹脂、液化氣乃至橄欖油等都曾被用作火炬燃料，直到1972年慕尼黑奧運會才首次引入液體燃料，1996年后的火炬大多采用丙烷或丙烷混合物等含碳燃料，東京奧運會采用的是氫能燃料。

而這一次，杭州亞運會開幕式創新使用了綠色零碳甲醇作為主火炬的燃料，不僅在亞運歷史上是第一次，在全球大型體育賽事上也是首次。

零碳甲醇是一種什么燃料？為什么選中它作為杭州亞運會的主火炬燃料？在成為主火炬燃料的背后，又有哪些鮮為人知的故事？

杭州亞運會的主火炬燃料綠色零碳甲醇是由吉利控股集團生產制備并提供技術解決方案，并由吉利遠程甲醇動力重卡提供運輸保障的，民革黨員、吉利控股集團協同創新中心總經理、2022年度“浙江民革驕傲人物”獲得者沈源是該項目的核心團隊成員，參與了項目的全過程。

在他看來，亞運開幕式首次使用廢碳再生的綠色甲醇，實現循環內的零排放，既完美助力打造首屆碳中和亞運會，也是對“綠色亞運”的最好詮釋，并為中國能源轉型和可持續發展提供了新的解決方案。

為什么選擇綠色零碳甲醇？

很多人聽說過甲醇，卻不知道甲醇是一種什么燃料。其實甲醇在常溫常壓下為液態，也被稱為液態的“氫”。甲醇作為燃料，已被人類利用了上百年，但作為一種液體環保燃料被應用在大型賽事中，杭州亞運會是全球首次。

沈源介紹，成為亞運會這種大型賽事的主火炬燃料，首先有一個最基本的要求就是環保。而符合這個特征的燃料其實并不多，之前人們用的比較多的是天然氣和氫氣。但天然氣燃燒后也會排放二氧化碳，且使用天然氣要鋪設管道并通過管道來運輸，成本比較高；氫氣雖然是零排放，但又面臨存儲、運輸以及安全性等方面的一些挑戰，所以都不是最理想的選擇。

而甲醇，以前也不是最理想的燃料，因為以前的甲醇主要是由煤炭制備，它在燃燒時除了產生水，還產生二氧化碳。幸運的是，隨著科技的進步，現在人們已經可以將二氧化碳與氫氣通過熱催化反應合成綠色低碳甲醇。每制備一噸甲醇可以消納1.375噸二氧化碳，并且甲醇燃燒后排放的二氧化碳比汽油減少約26%，顆粒物減少約80%，它還可以從二氧化碳中再生，實現碳循環。因此綠色甲醇具有清潔可再生的特點，在整個循環過程中理論上是零碳的。

作為亞運主火炬的燃料，除了要環保，還要可靠，并保證它的火焰具有可視性，“去年我們接到任務后，做了大量的探討，包括中科院的院士、行業相關專家等，最終綜合考慮了環保性、安全性，可靠性、可視性等多種因素后，確定將二氧化碳制備的綠色零碳甲醇作為杭州亞運會主火炬的燃料。”沈源說。

他介紹，將綠色零碳甲醇作為亞運主火炬燃料具有五大優勢：環保，燃燒高效，可實現循環內零排放；安全，不易爆炸、儲運安全便捷；可靠，持續燃燒，極端天氣不熄滅；可視，火焰亮麗穩定，不會產生煙；經濟，燃料和建設成本低。

還有一點也很重要，綠色甲醇的制備技術已經日臻成熟。過去18年，吉利控股集團在甲醇能源制備、輸配送體系、車輛應用等方面進行了持續探索，致力于打造全鏈路閉環的碳中和解決方案，甲醇相關領域技術全球領先。今年2月，吉利安陽甲醇工廠開始批量化地進行工業化生產，二氧化碳制備甲醇技術不斷成熟，為這次亞運會主火炬采用甲醇燃料奠定了堅實的基礎。

三大挑戰與無數個不眠之夜

雖然零碳甲醇作為主火炬燃料在理論上很理想，但實際應用還是第一次，沒有任何經驗可借鑒。在具體執行時，整個吉利技術團隊花了大量的心血，經歷了無數個不眠之夜，用沈源的話說，“是大家通宵達旦地解決問題換來的最終勝利。”

沈源回憶，直到2022年11月20日，吉利的團隊才真正開始啟動這個項目（用零碳甲醇作為亞運會主火炬燃料），在此前的四五個月里，大家一直在跟杭州亞組委進行可行性探討。

“去年11月20日，亞組委給了我們一個任務，讓我們用10天的時間搭一個主火炬燃控裝置原型，我們如期搭好了，當時火焰直接燒到了5米高。”

而真正決定性的一天是在2022年12月1日，一個風雪交加的晚上，杭州亞組委的領導第一次去試驗現場看了燃控裝置模型的點火。看后感覺從安全、可靠、環保、可視上等方面都滿足要求，接著在12月8日就組織全國知名的專家，以及亞組委相關的安防、交通、公安、環保等方面的人士一起舉行論證會。2022年12月8日，項目正式通過論證。

“今年2月份，我們按照杭州亞運會火炬的造型在北京制作了一個燃燒頭，包括一個燃燒頭對應的火焰的形狀，用于單體實驗，然后又按照1:3的比例做了一個小比例的火炬燃控裝置。”沈源回憶，3月份在北京進行了抗風雨試驗，到了4月底，又以1:1的比例跟主火炬造型完成了合體。7月份，所有設備都進入亞運主會場并完成安裝，然后接著進行一輪又一輪的調試。

在這個過程中，吉利的技術團隊面臨一次又一次挑戰，也攻克了一個又一個難題。

第一個挑戰，是焰色反應的配比。甲醇燃燒后的火焰本身是淡藍色，不太容易被看到，為了達到美觀可視的效果，技術專家們經過大量的試錯才找到破解之道，“通過在甲醇中加入Na、Ca等金屬離子，大概加了100ppm（一種體積濃度表示法），讓零碳甲醇在燃燒時產生焰色反應，形成我們最終看到的亮黃色的火焰。”沈源說。

第二個挑戰是防風防雨。亞運主火炬是一種開放式燃燒，在露天情況下，又是在目前杭州這個季節，很可能會遭遇臺風或者大暴雨，如何確保火炬在全賽期持續燃燒、遭遇極端天氣不熄滅，也是一個挑戰。

項目團隊研究發現，如果下雨，火焰是從外圍開始熄滅的，而不是從中間，所以就在火炬燃控裝置的底部設置了一個攏火灶，通過它把火焰盡量往一起聚攏，不要太分散，通過這種方式，讓火炬能夠對抗50-100mm的暴雨，確保火源不會被澆滅。

其次，主火炬在19米的高空，上面有橫風，特別是在臺風季的橫風更大，工程師們在主火炬燃控裝置底部配置了一個風箱，如果橫風來襲，就用風箱向上鼓風，相當于用直風來對抗橫風，讓火焰盡量保持一個盡量向上的姿態，而不會被吹成一種扁平的狀態，經測試，主火炬最大可抗11級風。

第三個挑戰是必須確保一次成功，“所謂一次成功就是說無論在什么情況下，都要保證在開幕式現場的火炬能點燃。”沈源說，這里面涉及到大量的機械的互鎖、機械的備份以及電子的備份，要互為備份，“所有的設備，包括所有的管路、閥門、開關、點火裝置、噴嘴等等，都至少是一備一用。”

還有點火時間的問題。甲醇作為液體燃料，點燃之前要先進行霧化，但項目團隊在早期試驗中發現，在主火炬中霧化的甲醇會形成一個噴霧狀，如果點火時間過早，會面臨混合不夠均勻的情況，如果點火時間過晚，又會出現上面有大量白霧的現象。

最終，項目團隊經過反復試驗發現，把點火時間控制在大約0.3秒，也就是在甲醇霧化之后，大約0.3秒就點火，那么就能實現完全霧化、均勻混合，同時又能夠很快點火的一種狀態。

使命光榮，必須確保萬無一失

沈源介紹，雖然在試驗論證階段攻克了各種難題，但等到主火炬燃控裝置真正進到亞運主體育場，在調試過程中，又出現了一些計劃外的情況，整個團隊又是各種升級打怪。

“比如說設備狀態跟我們在試驗場進行耐久試驗的狀態有些不一樣，出現壓力上不去的現象，壓力上不去甲醇就沒法霧化，液體就會往下回彈，回彈的過程中如果點火了，火就會往下流，形成流淌火。”另外，還曾經發生過誤操作的情況，因為把力矩打得太緊，導致管路裂開，出現滴漏等。

還有一個讓大家始料未及的情況，主火炬塔1號柱的自然狀態是低頭的，但最終整個火炬打開的時候，它又會豎起來，而大家之前做的實驗不存在低頭、抬頭的情況，全部是在抬頭狀態的，“在低頭、抬頭的過程中如何保證管路既松弛又不過于松弛的狀態，非常考驗我們。”

沈源說，為此項目團隊安排了一位身材適合的工程師爬進火炬燃控裝置管道，用攝像頭把關鍵部位的影像攝錄下來，回到辦公室后大家一幀一幀地仔細檢查，生怕錯過任何一個小瑕疵，導致不可控的情況發生。

“另外，我們之前所有的實驗，都是先加壓后點火，但是進場調試后，我們發現經常不斷地加壓、點火，使得整個管路處于重復的加壓、保壓、釋放壓力的過程，大家擔心管路到底能支撐多久，為了解決這個疑慮，我們又專門在寧波搭了一個1:1的燃控裝置，連續兩天持續地加壓、泄壓，經過幾百次的試驗，發現整個管路接口都還是非常好的，這樣我們才真的放心了。”

為了保證萬無一失，進入8月份，項目團隊基本上每天都會進行點火測試，有的是測試電子系統，有的是測試機械系統，還有耐久試驗，以驗證整個系統的穩定性。

據他介紹，就在開幕式前一周，團隊又對整個燃控裝置幾十米的管路以及所有的37個噴孔一寸一寸、一個一個進行了360度檢查，再次確認整個系統是否穩定可靠。之后的幾天，又持續地練習、實驗，“目的就是確保開幕式那天的點火必須絕對成功。”

“對我們來說，為亞運主火炬提供保障是個光榮的使命，大家都感到很自豪。”沈源說，雖然最后火炬點燃看上去就是一剎那的工夫，但實際上整個團隊花了大量的心血，“特別是越接近開幕式，大家的壓力越大，點火是亞運的高光時刻，也是我們最緊張的時刻，確保這個過程順利圓滿，對我們是非常大的一個挑戰。”

回顧整個項目過程，沈源說，要感謝吉利集團給予項目組無條件的支持，感謝高翔院士團隊以及合作伙伴大豐實業的全力配合，“因為有了大家的支持，我們才能順利地把這個光榮的任務圓滿完成。”

來源：橙柿互動