双碳战略大背景下
“绿色办奥”成为
北京冬奥会的重要理念之一
全部场馆100%使用清洁能源供电
更是奥运史上的创举
从张北可再生能源示范项目
“绿电”一路穿越迢迢山水
抵达北京、延庆、张家口冬奥赛区
点亮一座座奥运场馆
和北京的万家灯火
而这趟长途旅行
输电线路长达666千米
面对冬季的酷寒低温
和复杂的山地环境
“绿电”如何重重突围
安然抵达？
北京冬奥会开幕前夕，在国网冀北电力有限公司张北和延庆2大基地，8位身材轻巧的“电力保镖”正式上岗，对风机、光伏板、500千伏高压线路等关键输电场景开展巡检，保障冬奥期间供电安全。这8位“电力保镖”，正是由未来科学城能源谷入驻央企——中国商飞北京民用飞机技术研究中心（以下简称“中国商飞北研中心”）研发的复合翼、固定翼、多旋翼3款氢能无人机。此次正式上岗作业，标志着新能源无人机从研制期走向示范运行。
△ 未来科学城能源谷入驻央企中国商飞北研中心实景图
1、能源谷央企跨界创新 关键技术颠覆传统巡检模式
“针对分布式能源的特点和巡检环境的特殊性，我们的对策，就是建立基于新能源网联无人机的电力巡检系统，简单地说，就是用我们的智能新能源飞机服务于新能源电力。”中国商飞北研中心总师杨志刚解释说。
为实现这一总体目标，多项先进技术被集成应用，其核心技术包括氢能无人机平台、5G网联技术和智能电力巡检技术。其中，有多项关键技术诞生于未来科学城能源谷核心区，并辐射至能源谷之外——
△ 未来科学城能源谷核心区
这3款氢能无人机平台，均搭载了强劲的“心脏”——由能源谷入驻企业国家电投集团氢能科技发展有限公司（以下简称“国家电投集团氢能公司”）自主研发的“氢腾”千瓦级空冷燃料电池系统，其系统功率密度、使用循环寿命等指标处于国际先进水平，可根据实际应用场景进行功率定制。与传统无人机相比，氢动力无人机具有重量轻、振动小、噪音低、零碳排放等优势，并且突破了低温、续航等瓶颈，固定翼状态超过24小时续航，山高路远、严冬高寒都不在话下。
△ 氢能无人机与氢能大巴同日亮相，“空地联合”保障冬奥
更厉害的是，飞行平台还加装了中国联通研究院研发的5G机载终端“彩虹一号”，并搭载了能源谷入驻企业国网智能电网研究院的自主创新技术——巡检图像智能识别模型算法，覆盖输电巡视场景常见缺陷，建成完善的“端、网、边、业、管”五维一体的泛在低空技术体系，实现超视距飞行、人工智能识别能力。
无人机拍摄图像在边端智能识别筛选后，可实时回传至云端平台，快速高效地评估图像是否满足要求，电网本体和附属设施是否存在缺陷。这项电力人工智能科技成果和新能源无人机的结合，颠覆了单纯靠眼识别的传统巡检作业模式，向自动化、主动化的智能运检模式迈进了一大步。
△ 未来科学城能源谷入驻央企国网智能电网研究院
此外，项目组还联合北京理工新源信息科技有限公司，利用大数据平台监测无人机的健康状态，保障无人机的安全运行；国网智能电网研究院的柔性直流换流阀核心技术，更是支撑起了“张北的风点亮北京的灯”的动人故事，受到外交部点赞……
2、搭建产业融合联动平台 推动实现“从盆景走向森林”
追溯多元主体协同创新的起点，始于一次区域创新交流活动中的“火花”碰撞。北京未来科学城产业发展公司通过搭建“产业发展跨界融合”大讲堂交流平台，促成了中国商飞北研中心与国家电投集团氢能公司在大飞机燃料电池应用领域达成合作。2019年，双方签署战略合作框架协议，之后在北京市的支持下，发挥各自优势开展以氢燃料电池为主的混合动力新能源飞行器开发及动力系统集成工作。
2019年起，项目团队提出“3+1+N”的目标实现路径，将总体目标分解为三期：第一年，研制以燃料电池为动力的3款新能源飞机；第二年，搭建1个智能网联平台，让飞机不止飞行在空气中，也能够飞行在网络和数据当中；第三年，把产品和技术推向示范，以冬奥期间示范运行为应用场景，服务于电力巡线、电塔巡检、安防监视、综合应用等新能源电力系统保障的多种场景，该项目也得到了北京市科技计划项目的专项支持。
△ 三款氢能无人验证机平台
“我们用的都是创新型的技术，实际上在去做的第一天，不知道能不能成，而且客观上很多事情没有前人经验。这个时候，我们靠的就是理想信念，拿出‘平头哥’的精神——生死看淡、不服就干！”项目负责人、项目预研总师张驰说。
好在三年三步走，一步也没耽误，在此过程中，形成了3款无人验证机平台、累计超过20项专利，以及一支开放跨界的团队。该项目不仅成为未来科学城能源谷跨界创新的标志性典范，还先后获得北京市科技计划项目体制机制创新课题支持，并入选“科技冬奥智慧城市十佳优秀设计方案”。
“碳达峰、碳中和依靠的不是单纯的削减，而是既能满足人民群众和企业对于能源的需求，又能保证过程的绿色低碳，实现这一目标只有靠科技创新。” 国网智能电网研究院计算及应用研究所副所长郑晓崑认为，双碳战略给能源谷带来了前所未有的机遇。“未来科学城这么多入驻央企，让我们可以站在更高的维度去跨界思考和交流问题，通过最底层的材料和工艺创新，来实现整体的产品性能提升。就好像最高端的食材，只需要最简单的烹饪。”
未来，经过冬奥场景的历练，项目组还将持续开展新能源无人机的延伸验证和应用推广，将成功经验复制扩大到其他行业，推动实现“从盆景走向森林”的产业化市场路径。
