全球首个零碳机场建成 自主创新筑起城市"绿色之窗"

       走进鄂尔多斯伊金霍洛国际机场，宽敞明亮的航站楼内温度舒适，秩序井然。

       今年7月，经中国质量认证中心、中国交通运输协会审定鉴定，鄂尔多斯伊金霍洛国际机场综合减排率达95.15%，残余不足5%的碳排放均有清晰合规的碳抵销方案，整体净碳排放量≤0，达到“零碳机场”标准，科技成果整体达到国际领先水平，标志着全球首个零碳机场正式建成。

       支撑这一成果的核心技术，由北京大学鄂尔多斯能源研究院自主研发，依托跨临界二氧化碳“夏冷冬热”一体化热力学循环核心技术，创新构建二氧化碳零碳能源技术体系，自2025年3月15日投入运行以来，全面替代了原有的燃气锅炉和氟利昂冷水机组。

     “过去大家普遍将二氧化碳看作废气，当时我就在思考，如何将二氧化碳作为资源加以利用。”北京大学教授、北京大学鄂尔多斯能源研究院首席科学家张信荣介绍，从2003年在国际上首次提出跨临界二氧化碳发电热力学循环理论，到2022年北京冬奥会国家速滑馆二氧化碳制冰技术实现氟利昂全面替代，再到研发新型二氧化碳零碳能源技术体系打造的零碳机场落地，团队走过了20余年的科研创新、自主研发征程。
 

       冬奥项目结束后，张信荣团队积极响应国家“双碳”战略，在鄂尔多斯市委、市政府的大力支持下，将科研聚焦在这座能源转型需求迫切的资源型城市，开启了零碳机场的科研攻坚之路。与国家速滑馆“使用二氧化碳制冰同时将产生的余热用于运动员生活热水等”情况不同，鄂尔多斯机场供暖季长达半年，冷热需求错配，加之当地冬季气温较低，让项目从起步就踏入了科研“无人区”。

       经过夜以继日的技术攻关与反复验证，张信荣带领团队在“无人区”里闯出了一条新路。他们研制出宽温域、大型化二氧化碳冷热一体化装备，利用当地丰富的风光资源，以绿电驱动，使其在夏季制冷、冬季供暖，重塑冷热能源供应新模式。

       面对跨季节储热的难题，团队创新构建跨季节土壤蓄能系统，将波动的绿电和夏季空调的废热高效消纳与储存，实现全年绿电均衡消纳与冬季供暖能效提升的跨时空协同。“在这个过程中，我们从科学上回答了开放的土壤如何高效储存和提取有限的能量，我们称之为热集群效应。系统运行第一年的蓄采效率就达到了70%以上，预计到第十五年，蓄采效率能达到90%以上。”

       在此基础上，团队还开发了全息三维AI智算管控平台，实时采集全系统参数，实现了对整个系统冷、热、电的精准调度和协同优化。

     “二十多年科研攻关一路走来，就像长征一样历经磨难。”张信荣感慨道，“但我们打造的拥有完全自主知识产权的零碳能源技术体系，对支撑国家能源安全、重塑全球能源新秩序具有重大意义。”
在航站楼百米外的零碳机场智慧能源中心，工作人员正抓紧对设备进行巡检调试，为即将到来的供暖季做足准备。
 

     “机场作为重要的公共交通基础设施，最核心的需求就是要保证安全。”鄂尔多斯临港能源公司董事长郭敏介绍，投运一年多来，这套系统不仅经受住了零下30摄氏度严寒天气的考验，更实现了生态效益与经济效益的双赢。“过去机场的碳排放主要来源于外购电力以及供暖、制冷环节，如今机场每年可减少碳排放12000多吨，能耗降低60％，节省运维费用50％以上。旅客透过这扇绿色的‘窗口’，落地的第一时间，就能切身感受到鄂尔多斯绿色转型的坚实步伐。”

      目前，机场清洁能源占比达90%以上，年消纳风光发电量超2100万度，年节省天然气200余万立方米。作为全球首个零碳机场标杆项目，零碳能源技术路线已具备向民航机场、产业园区、算力中心等多场景多领域规模化推广的条件，对实现“双碳”目标具有重要意义，为全球可持续发展贡献了中国方案。

 

编辑 | 王宇