(来源:内蒙古日报)
转自:内蒙古日报
□本报记者 郝雪莲
初秋,鄂尔多斯伊金霍洛国际机场的航站楼里,灯光闪耀、冷热水供应充足,徜徉于候机大厅的旅客享受着舒适清风……
这一切,得益于全球首创的基于二氧化碳冷热一体化的“风—光—储—冷—热—电”零碳能源系统,它替代了机场原有的燃气锅炉和氟利昂制冷系统,让整个机场区域一体化绿色供能成为可能。
众所周知,民航业是碳排放重点领域,减排任务艰巨。改造前,鄂尔多斯伊金霍洛国际机场是典型的化石能源体系,冬季供暖年消耗天然气260万立方米,夏季制冷年消耗网电215万度,制冷系统采用氟利昂制冷剂3500千克,机场能源系统年碳排放量达1.3万吨。
为破解这一难题,响应国家绿色低碳发展战略,2022年12月,在鄂尔多斯市政府支持下,北京大学鄂尔多斯能源研究院联合鄂尔多斯机场管理集团、内蒙古圣圆能源集团,组织院士专家团队针对机场依赖化石能源、氟制冷剂污染及能效低、绿电与用能错配等问题,提出了基于二氧化碳冷热一体化系统的“风—光—储—冷—热—电”零碳能源技术方案。经过历时4年系统攻关,在鄂尔多斯建成全球首个零碳机场,实现了机场的绿色、零碳与智慧化能源供给。
7月25日,全球首个零碳机场技术成果发布会在鄂尔多斯市举办。该技术由北京大学鄂尔多斯能源研究院研发,以北京大学教授、研究院首席科学家张信荣团队首次提出的跨临界二氧化碳“夏冷冬热”一体化热力学循环机理为核心并开展技术攻关,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%,达到了零碳机场标准,标志着全球首个具有自主知识产权的零碳机场正式建成,技术成果总体达到国际领先水平。
会上,北京大学鄂尔多斯能源研究院首席科学家张信荣介绍了零碳机场技术成果,并揭示了零碳机场的“绿色密码”和运行逻辑。
“机场改造前,供暖和制冷系统没有关联,碳排放高。我们开发的二氧化碳冷热一体化供能系统,采用较少风光绿电驱动,通过天然工质二氧化碳从空气和土壤中高效提取热量,将不稳定的风光能量高效、柔性转换为稳定舒适的冷热能源,为机场建筑提供夏季制冷、冬季供暖。” 张信荣介绍,同时配套开发的土壤跨季节储能系统,与二氧化碳冷热一体化供能系统高效耦合,实现夏季制冷余热和风光绿电的跨季节储存,在冬季提取用于供热,有效解决了冬季极寒条件下热负荷需求大和全年弃电率高的问题。此外,零碳机场还构建了一套AI智算全息三维智慧能源管控系统,通过全域感知与智能决策,引领整个系统从孤立运行走向智慧协同,实现整个机场全年能耗最低、碳排最少、绿电消纳率最高的运行效果。
数据显示,零碳机场自2025年3月试运行一年多来,二氧化碳冷热一体化系统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。
“二氧化碳冷热一体化机组是整套系统的核心装备,相当于零碳机场的心脏。我们建设了8兆瓦光伏,规划了5兆瓦风电,用绿电驱动二氧化碳冷热一体化系统与土壤跨季节储能系统高效耦合,实现整个系统运行效率最大化。”北京大学鄂尔多斯能源研究院首席科学家助理李文仪说。
从“化石能源依赖”到“可再生能源主导”,全球首个零碳机场的创新实践,彰显了鄂尔多斯市推进绿色低碳发展的决心和成果,也为全球零碳机场建设提供了经济可行的中国方案。目前,零碳能源技术已具备在民航机场、产业园区、算力中心、制造工厂等场景产业化应用和规模化推广的条件,对我国“双碳”目标的实现具有重要意义。