初秋，鄂爾多斯伊金霍洛國際機場的航站樓裡，燈光閃耀、冷熱水供應充足，徜徉於候機大廳的旅客享受著舒適清風……

這一切，得益於全球首創的基於二氧化碳冷熱一體化的“風—光—儲—冷—熱—電”零碳能源系統，它替代了機場原有的燃氣鍋爐和氟利昂制冷系統，讓整個機場區域一體化綠色供能成為可能。

眾所周知，民航業是碳排放重點領域，減排任務艱巨。改造前，鄂爾多斯伊金霍洛國際機場是典型的化石能源體系，冬季供暖年消耗天然氣260萬立方米，夏季制冷年消耗網電215萬度，制冷系統採用氟利昂制冷劑3500千克，機場能源系統年碳排放量達1.3萬噸。

為破解這一難題，響應國家綠色低碳發展戰略，2022年12月，在鄂爾多斯市政府支持下，北京大學鄂爾多斯能源研究院聯合鄂爾多斯機場管理集團、內蒙古聖圓能源集團，組織院士專家團隊針對機場依賴化石能源、氟制冷劑污染及能效低、綠電與用能錯配等問題，提出了基於二氧化碳冷熱一體化系統的“風—光—儲—冷—熱—電”零碳能源技術方案。經過歷時4年系統攻關，在鄂爾多斯建成全球首個零碳機場，實現了機場的綠色、零碳與智慧化能源供給。

7月25日，全球首個零碳機場技術成果發布會在鄂爾多斯市舉辦。該技術由北京大學鄂爾多斯能源研究院研發，以北京大學教授、研究院首席科學家張信榮團隊首次提出的跨臨界二氧化碳“夏冷冬熱”一體化熱力學循環機理為核心並開展技術攻關，經中國質量認証中心、中國交通運輸協會審定鑒定，鄂爾多斯伊金霍洛國際機場綜合減排率達95.15%，達到了零碳機場標准，標志著全球首個具有自主知識產權的零碳機場正式建成，技術成果總體達到國際領先水平。

會上，北京大學鄂爾多斯能源研究院首席科學家張信榮介紹了零碳機場技術成果，並揭示了零碳機場的“綠色密碼”和運行邏輯。

“機場改造前，供暖和制冷系統沒有關聯，碳排放高。我們開發的二氧化碳冷熱一體化供能系統，採用較少風光綠電驅動，通過天然工質二氧化碳從空氣和土壤中高效提取熱量，將不穩定的風光能量高效、柔性轉換為穩定舒適的冷熱能源，為機場建筑提供夏季制冷、冬季供暖。” 張信榮介紹，同時配套開發的土壤跨季節儲能系統，與二氧化碳冷熱一體化供能系統高效耦合，實現夏季制冷余熱和風光綠電的跨季節儲存，在冬季提取用於供熱，有效解決了冬季極寒條件下熱負荷需求大和全年棄電率高的問題。此外，零碳機場還構建了一套AI智算全息三維智慧能源管控系統，通過全域感知與智能決策，引領整個系統從孤立運行走向智慧協同，實現整個機場全年能耗最低、碳排最少、綠電消納率最高的運行效果。

數據顯示，零碳機場自2025年3月試運行一年多來，二氧化碳冷熱一體化系統全面替代了機場原有的燃氣鍋爐和氟利昂制冷系統，清潔能源佔比達90%以上，年消納風光發電量超2100萬度，供暖制冷系統年運行能耗減少60%，年運行成本降低50%，年節省天然氣200余萬立方米，同時實現零化石燃料、零氟利昂、零冷卻水供能。

“二氧化碳冷熱一體化機組是整套系統的核心裝備，相當於零碳機場的心臟。我們建設了8兆瓦光伏，規劃了5兆瓦風電，用綠電驅動二氧化碳冷熱一體化系統與土壤跨季節儲能系統高效耦合，實現整個系統運行效率最大化。”北京大學鄂爾多斯能源研究院首席科學家助理李文儀說。

從“化石能源依賴”到“可再生能源主導”，全球首個零碳機場的創新實踐，彰顯了鄂爾多斯市推進綠色低碳發展的決心和成果，也為全球零碳機場建設提供了經濟可行的中國方案。目前，零碳能源技術已具備在民航機場、產業園區、算力中心、制造工廠等場景產業化應用和規模化推廣的條件，對我國“雙碳”目標的實現具有重要意義。（記者 郝雪蓮）