7月25日,基于二氧化碳冷热一体化的“风-光-储-冷-热-电”零碳能源系统“全球首个零碳机场技术成果发布会”在鄂尔多斯伊金霍洛国际机场举行。
中国质量认证中心、中国交通运输协会审定鉴定表明,鄂尔多斯伊金霍洛国际机场综合减排率达95.15%,达到了“零碳机场”标准,技术成果总体达到国际领先水平。
该技术采用跨临界二氧化碳发电热力学循环机理,自2025年3月在鄂尔多斯伊金霍洛国际机场验证运行以来,全面替代了机场原有的燃气锅炉和氟利昂制冷系统,清洁能源占比达90%以上,年消纳风光发电量超2100万度,供暖制冷系统年运行能耗减少60%,年运行成本降低50%,年节省天然气200余万立方米。同时实现零化石燃料、零氟利昂、零冷却水供能,用电能效达3.0,具有良好的经济、社会和生态效益。
当一架架航班在跑道上起降,机场航站楼内,一场能源领域的静默革命已经完成了它的阶段性验证。这一天,基于二氧化碳冷热一体化的“风-光-储-冷-热-电”零碳能源系统在此正式发布,中国质量认证中心与中国交通运输协会的审定鉴定给出了两个关键结论:综合减排率达95.15%,技术成果总体达到国际领先水平。
这标志着全球首个真正意义上的零碳机场正式建成。从2025年3月15日投入运行至今,这个系统已全面替代了机场原有的燃气锅炉和氟利昂制冷系统。清洁能源占比超90%,年消纳风光发电量超2100万度,年节省天然气200余万立方米,供暖制冷系统年运行能耗和成本分别锐减60%和50%。
当二氧化碳成为“主角”
在传统认知中,二氧化碳是亟待控制的温室气体。但在北京大学鄂尔多斯能源研究院首席科学家张信荣团队的视角里,二氧化碳是一种理想的天然工质。
“该技术采用跨临界二氧化碳发电热力学循环机理。”张信荣在发布会上介绍。这一由他团队首次提出的新型跨临界二氧化碳“夏冷冬热”一体化热力学循环,构成了整个零碳机场的技术底座。
与传统机场冷热供应体系分离、依赖化石能源的痛点不同,新系统利用二氧化碳在临界点附近独特的物理特性,实现了制冷、制热与发电的一体化。在鄂尔多斯年均2800小时日照和充沛风力储备的加持下,风电和光伏产生的绿电驱动二氧化碳跨临界循环,同时满足机场的供热、制冷和部分电力需求。
三张“硬核”创新答卷
项目的技术突破并非单一环节的改良,而是对机场能源供给体系的重构。据项目团队介绍,他们交出了三张具有自主知识产权的创新答卷:
其一,全球首套宽温域、大型化的二氧化碳冷热一体化供能系统。这套系统彻底替代了破坏臭氧层的氟利昂制冷剂和排放二氧化碳的燃气锅炉,直接化解了机场“零化石燃料、零氟利昂、零冷却水供能”三大核心目标。
其二,与系统耦合的土壤跨季节储能系统。通过创新性地利用浅层地热,实现了夏季储热、冬季取热,解决了绿电供给与用能需求在时空上错配的难题。实测数据显示,跨季节蓄采效率超70%。
其三,零碳机场AI智算全息三维智慧能源管控平台。这个“智慧大脑”全年均衡消纳绿电,让整个能源系统实现用电能效达3.0的高效运行。
经济账与环保账的双重利好
这套系统的效益可观。根据运行数据,项目整体节能达60%,直接减碳95.15%;残余不足5%的排放,也有清晰合规的碳抵消方案,确保整体净碳排放量≤0,达到“零碳机场”标准。
经济上,全生命周期降本超过25%,用能成本降低43%,年节省天然气超200万立方米。这不仅意味着每年省下大量成本,也让机场在面对能源价格波动时更具韧性。此外,系统替代了约3500千克氟利昂,避免了其对臭氧层的破坏,环境效益远超边界。
“样板间”的推广之路
在发布会上,与会专家认为,这项全球首创的技术路线“颠覆了传统化石能源供能体系”,具备了在民航机场、产业园区、算力中心、制造工厂等场景进行产业化应用和规模化推广的条件。
北京大学鄂尔多斯能源研究院相关负责人表示,零碳机场为机场及大型公共建筑的零碳能源体系提供了系统性解决方案,已成为中国交通领域低碳转型的“样板间”。
从2025年2月入选“内蒙古十大科技进展”,到如今通过国家级权威认证,鄂尔多斯伊金霍洛国际机场用一年多平稳运行证明:一套基于成熟技术、因地制宜、具备经济可行性的零碳供能方案,是完全可以实现的。
张信荣团队此前将跨临界二氧化碳技术应用于北京冬奥会国家速滑馆,实现了“最快的冰”;如今,这项技术在鄂尔多斯这片能源转型的热土上,又为全球民航业的绿色探索提供了一个可供参照的中国方案。一个属于零碳机场的时代,或许正从这座西北城市拉开序幕。
