史上首次！浙江民革党员沈源揭秘亚运会火炬背后的故事         2023年09月26日15:45

随着亚运史上首个数字点火仪式点燃杭州亚运会主火炬塔，杭州第19届亚运会正式拉开帷幕。熊熊燃烧的主火炬，不仅直观呈现了艺术、数字与科技的魅力，也为杭州亚运会浓郁的“绿色”底蕴再添厚重的一笔。

为什么这么说？因为这支主火炬的燃料和往届亚运会乃至其他大型运动会使用的都不一样。

作为一种神圣的象征，点燃主火炬是大型运动会开幕式不可或缺的仪式之一。延续至今，火炬的燃料也发生了巨大的变化，火药、金属镁、天然树脂、液化气乃至橄榄油等都曾被用作火炬燃料，直到1972年慕尼黑奥运会才首次引入液体燃料，1996年后的火炬大多采用丙烷或丙烷混合物等含碳燃料，东京奥运会采用的是氢能燃料。

而这一次，杭州亚运会开幕式创新使用了绿色零碳甲醇作为主火炬的燃料，不仅在亚运历史上是第一次，在全球大型体育赛事上也是首次。

零碳甲醇是一种什么燃料？为什么选中它作为杭州亚运会的主火炬燃料？在成为主火炬燃料的背后，又有哪些鲜为人知的故事？

杭州亚运会的主火炬燃料绿色零碳甲醇是由吉利控股集团生产制备并提供技术解决方案，并由吉利远程甲醇动力重卡提供运输保障的，民革党员、吉利控股集团协同创新中心总经理、2022年度“浙江民革骄傲人物”获得者沈源是该项目的核心团队成员，参与了项目的全过程。

在他看来，亚运开幕式首次使用废碳再生的绿色甲醇，实现循环内的零排放，既完美助力打造首届碳中和亚运会，也是对“绿色亚运”的最好诠释，并为中国能源转型和可持续发展提供了新的解决方案。

为什么选择绿色零碳甲醇？

很多人听说过甲醇，却不知道甲醇是一种什么燃料。其实甲醇在常温常压下为液态，也被称为液态的“氢”。甲醇作为燃料，已被人类利用了上百年，但作为一种液体环保燃料被应用在大型赛事中，杭州亚运会是全球首次。

沈源介绍，成为亚运会这种大型赛事的主火炬燃料，首先有一个最基本的要求就是环保。而符合这个特征的燃料其实并不多，之前人们用的比较多的是天然气和氢气。但天然气燃烧后也会排放二氧化碳，且使用天然气要铺设管道并通过管道来运输，成本比较高；氢气虽然是零排放，但又面临存储、运输以及安全性等方面的一些挑战，所以都不是最理想的选择。

而甲醇，以前也不是最理想的燃料，因为以前的甲醇主要是由煤炭制备，它在燃烧时除了产生水，还产生二氧化碳。幸运的是，随着科技的进步，现在人们已经可以将二氧化碳与氢气通过热催化反应合成绿色低碳甲醇。每制备一吨甲醇可以消纳1.375吨二氧化碳，并且甲醇燃烧后排放的二氧化碳比汽油减少约26%，颗粒物减少约80%，它还可以从二氧化碳中再生，实现碳循环。因此绿色甲醇具有清洁可再生的特点，在整个循环过程中理论上是零碳的。

作为亚运主火炬的燃料，除了要环保，还要可靠，并保证它的火焰具有可视性，“去年我们接到任务后，做了大量的探讨，包括中科院的院士、行业相关专家等，最终综合考虑了环保性、安全性，可靠性、可视性等多种因素后，确定将二氧化碳制备的绿色零碳甲醇作为杭州亚运会主火炬的燃料。”沈源说。

他介绍，将绿色零碳甲醇作为亚运主火炬燃料具有五大优势：环保，燃烧高效，可实现循环内零排放；安全，不易爆炸、储运安全便捷；可靠，持续燃烧，极端天气不熄灭；可视，火焰亮丽稳定，不会产生烟；经济，燃料和建设成本低。

还有一点也很重要，绿色甲醇的制备技术已经日臻成熟。过去18年，吉利控股集团在甲醇能源制备、输配送体系、车辆应用等方面进行了持续探索，致力于打造全链路闭环的碳中和解决方案，甲醇相关领域技术全球领先。今年2月，吉利安阳甲醇工厂开始批量化地进行工业化生产，二氧化碳制备甲醇技术不断成熟，为这次亚运会主火炬采用甲醇燃料奠定了坚实的基础。

三大挑战与无数个不眠之夜

虽然零碳甲醇作为主火炬燃料在理论上很理想，但实际应用还是第一次，没有任何经验可借鉴。在具体执行时，整个吉利技术团队花了大量的心血，经历了无数个不眠之夜，用沈源的话说，“是大家通宵达旦地解决问题换来的最终胜利。”

沈源回忆，直到2022年11月20日，吉利的团队才真正开始启动这个项目（用零碳甲醇作为亚运会主火炬燃料），在此前的四五个月里，大家一直在跟杭州亚组委进行可行性探讨。

“去年11月20日，亚组委给了我们一个任务，让我们用10天的时间搭一个主火炬燃控装置原型，我们如期搭好了，当时火焰直接烧到了5米高。”

而真正决定性的一天是在2022年12月1日，一个风雪交加的晚上，杭州亚组委的领导第一次去试验现场看了燃控装置模型的点火。看后感觉从安全、可靠、环保、可视上等方面都满足要求，接着在12月8日就组织全国知名的专家，以及亚组委相关的安防、交通、公安、环保等方面的人士一起举行论证会。2022年12月8日，项目正式通过论证。

“今年2月份，我们按照杭州亚运会火炬的造型在北京制作了一个燃烧头，包括一个燃烧头对应的火焰的形状，用于单体实验，然后又按照1:3的比例做了一个小比例的火炬燃控装置。”沈源回忆，3月份在北京进行了抗风雨试验，到了4月底，又以1:1的比例跟主火炬造型完成了合体。7月份，所有设备都进入亚运主会场并完成安装，然后接着进行一轮又一轮的调试。

在这个过程中，吉利的技术团队面临一次又一次挑战，也攻克了一个又一个难题。

第一个挑战，是焰色反应的配比。甲醇燃烧后的火焰本身是淡蓝色，不太容易被看到，为了达到美观可视的效果，技术专家们经过大量的试错才找到破解之道，“通过在甲醇中加入Na、Ca等金属离子，大概加了100ppm（一种体积浓度表示法），让零碳甲醇在燃烧时产生焰色反应，形成我们最终看到的亮黄色的火焰。”沈源说。

第二个挑战是防风防雨。亚运主火炬是一种开放式燃烧，在露天情况下，又是在目前杭州这个季节，很可能会遭遇台风或者大暴雨，如何确保火炬在全赛期持续燃烧、遭遇极端天气不熄灭，也是一个挑战。

项目团队研究发现，如果下雨，火焰是从外围开始熄灭的，而不是从中间，所以就在火炬燃控装置的底部设置了一个拢火灶，通过它把火焰尽量往一起聚拢，不要太分散，通过这种方式，让火炬能够对抗50-100mm的暴雨，确保火源不会被浇灭。

其次，主火炬在19米的高空，上面有横风，特别是在台风季的横风更大，工程师们在主火炬燃控装置底部配置了一个风箱，如果横风来袭，就用风箱向上鼓风，相当于用直风来对抗横风，让火焰尽量保持一个尽量向上的姿态，而不会被吹成一种扁平的状态，经测试，主火炬最大可抗11级风。

第三个挑战是必须确保一次成功，“所谓一次成功就是说无论在什么情况下，都要保证在开幕式现场的火炬能点燃。”沈源说，这里面涉及到大量的机械的互锁、机械的备份以及电子的备份，要互为备份，“所有的设备，包括所有的管路、阀门、开关、点火装置、喷嘴等等，都至少是一备一用。”

还有点火时间的问题。甲醇作为液体燃料，点燃之前要先进行雾化，但项目团队在早期试验中发现，在主火炬中雾化的甲醇会形成一个喷雾状，如果点火时间过早，会面临混合不够均匀的情况，如果点火时间过晚，又会出现上面有大量白雾的现象。

最终，项目团队经过反复试验发现，把点火时间控制在大约0.3秒，也就是在甲醇雾化之后，大约0.3秒就点火，那么就能实现完全雾化、均匀混合，同时又能够很快点火的一种状态。

使命光荣，必须确保万无一失

沈源介绍，虽然在试验论证阶段攻克了各种难题，但等到主火炬燃控装置真正进到亚运主体育场，在调试过程中，又出现了一些计划外的情况，整个团队又是各种升级打怪。

“比如说设备状态跟我们在试验场进行耐久试验的状态有些不一样，出现压力上不去的现象，压力上不去甲醇就没法雾化，液体就会往下回弹，回弹的过程中如果点火了，火就会往下流，形成流淌火。”另外，还曾经发生过误操作的情况，因为把力矩打得太紧，导致管路裂开，出现滴漏等。

还有一个让大家始料未及的情况，主火炬塔1号柱的自然状态是低头的，但最终整个火炬打开的时候，它又会竖起来，而大家之前做的实验不存在低头、抬头的情况，全部是在抬头状态的，“在低头、抬头的过程中如何保证管路既松弛又不过于松弛的状态，非常考验我们。”

沈源说，为此项目团队安排了一位身材适合的工程师爬进火炬燃控装置管道，用摄像头把关键部位的影像摄录下来，回到办公室后大家一帧一帧地仔细检查，生怕错过任何一个小瑕疵，导致不可控的情况发生。

“另外，我们之前所有的实验，都是先加压后点火，但是进场调试后，我们发现经常不断地加压、点火，使得整个管路处于重复的加压、保压、释放压力的过程，大家担心管路到底能支撑多久，为了解决这个疑虑，我们又专门在宁波搭了一个1:1的燃控装置，连续两天持续地加压、泄压，经过几百次的试验，发现整个管路接口都还是非常好的，这样我们才真的放心了。”

为了保证万无一失，进入8月份，项目团队基本上每天都会进行点火测试，有的是测试电子系统，有的是测试机械系统，还有耐久试验，以验证整个系统的稳定性。

据他介绍，就在开幕式前一周，团队又对整个燃控装置几十米的管路以及所有的37个喷孔一寸一寸、一个一个进行了360度检查，再次确认整个系统是否稳定可靠。之后的几天，又持续地练习、实验，“目的就是确保开幕式那天的点火必须绝对成功。”

“对我们来说，为亚运主火炬提供保障是个光荣的使命，大家都感到很自豪。”沈源说，虽然最后火炬点燃看上去就是一刹那的工夫，但实际上整个团队花了大量的心血，“特别是越接近开幕式，大家的压力越大，点火是亚运的高光时刻，也是我们最紧张的时刻，确保这个过程顺利圆满，对我们是非常大的一个挑战。”

回顾整个项目过程，沈源说，要感谢吉利集团给予项目组无条件的支持，感谢高翔院士团队以及合作伙伴大丰实业的全力配合，“因为有了大家的支持，我们才能顺利地把这个光荣的任务圆满完成。”

来源：橙柿互动