8月12日下午，2026分布式能源大會(huì)專題論壇“分布式能源與熱泵融合應(yīng)用”舉行。論壇由中國(guó)節(jié)能協(xié)會(huì)熱泵專委會(huì)副主任許海生主持，邀請(qǐng)來(lái)自科研機(jī)構(gòu)、工程設(shè)計(jì)、公共機(jī)構(gòu)、園區(qū)應(yīng)用、綜合能源服務(wù)及設(shè)備制造等領(lǐng)域的六位專家，圍繞零碳場(chǎng)館、零碳機(jī)場(chǎng)、工業(yè)冷熱聯(lián)供、淺層地?zé)岫嘣瘩詈稀⒃偕礋岜谩⒖h域供熱、光伏直驅(qū)熱泵等典型案例，分享熱泵與分布式能源融合的前沿技術(shù)與實(shí)踐路徑。

北京大學(xué)鄂爾多斯能源研究院高級(jí)專家馬進(jìn)帶來(lái)《從北京綠色冬奧場(chǎng)館到鄂爾多斯零碳機(jī)場(chǎng)—零碳能源體系創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)化的展望》。

以下為現(xiàn)場(chǎng)速記：

馬進(jìn)：各位來(lái)賓下午好，非常高興在鄂爾多斯氣候最好的這個(gè)季節(jié)，能和大家分享分布式能源的發(fā)展，以及零碳產(chǎn)業(yè)給整個(gè)行業(yè)帶來(lái)的利好。今天我匯報(bào)的題目是《從北京的綠色冬奧場(chǎng)館到鄂爾多斯零碳機(jī)場(chǎng)》，兩個(gè)標(biāo)志性項(xiàng)目背后是一套零碳能源體系的創(chuàng)新，目前通過(guò)這些項(xiàng)目驗(yàn)證，這套體系創(chuàng)新的技術(shù)路線已經(jīng)走通，后續(xù)具備產(chǎn)業(yè)化發(fā)展條件。

7月25號(hào)，我們?cè)诙鯛柖嗨古e辦了基于二氧化碳冷熱一體化的風(fēng)光儲(chǔ)冷熱電零碳能源系統(tǒng)全球首個(gè)零碳機(jī)場(chǎng)技術(shù)成果發(fā)布會(huì)，會(huì)議就在機(jī)場(chǎng)候機(jī)樓內(nèi)舉辦。

鄂爾多斯云泰機(jī)場(chǎng)這套系統(tǒng)核心實(shí)現(xiàn)四大目標(biāo)： 第一，零氟化。目前市面上常規(guī)制冷劑大多是強(qiáng)溫室氣體，溫室效應(yīng)潛能值是二氧化碳的上千倍，蒙特利爾議定書(shū)要求逐年削減、迭代，該機(jī)場(chǎng)完全摒棄這類高GWP氟化制冷劑。 第二，零化石燃料。不再依靠天然氣等化石燃料進(jìn)行供熱。 第三，節(jié)水。西北地區(qū)整體水資源緊缺，這套系統(tǒng)大幅降低冷熱系統(tǒng)耗水量，區(qū)域適配價(jià)值突出。 第四，無(wú)地?zé)嵋蕾嚒\層、中層地?zé)崾艿赜蛸Y源限制，本項(xiàng)目全程依靠綠電構(gòu)建冷熱系統(tǒng)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)電能多倍高效利用。

最關(guān)鍵的是整套示范項(xiàng)目測(cè)算后具備經(jīng)濟(jì)可行性，這套技術(shù)體系不局限于機(jī)場(chǎng)，是可復(fù)制的分布式零碳能源通用路線。整套技術(shù)沉淀源于北京大學(xué)二十余年基礎(chǔ)研究，北大張寧教授深耕二氧化碳相關(guān)研究20年，在二氧化碳發(fā)電、動(dòng)力熱泵領(lǐng)域完成完整技術(shù)積累，才支撐起本次機(jī)場(chǎng)成果落地。

整套標(biāo)志性技術(shù)路線起步于2022年北京綠色冬奧場(chǎng)館，迭代落地2026年鄂爾多斯零碳機(jī)場(chǎng)。當(dāng)前技術(shù)路線已經(jīng)跑通，但產(chǎn)業(yè)化仍有漫長(zhǎng)道路，下面分三部分展開(kāi)匯報(bào)。

2022年北京冬奧會(huì)核心關(guān)鍵詞是綠色、精彩。冬奧前期國(guó)內(nèi)綠色能源已經(jīng)起步，當(dāng)時(shí)依靠張家口風(fēng)電、光電，搭配世界電壓等級(jí)最高、輸送容量最大的直流電網(wǎng)，通過(guò)跨區(qū)域綠電交易實(shí)現(xiàn)賽事基礎(chǔ)綠電供給。但冬奧核心場(chǎng)景冰上場(chǎng)館存在獨(dú)特制冷難題，冰雪項(xiàng)目中雪可依靠自然低溫成型，所有冰面均為人工制冰，制冰環(huán)節(jié)必須同步實(shí)現(xiàn)綠色環(huán)保。

傳統(tǒng)大型制冷系統(tǒng)存在百年矛盾，安全與環(huán)保無(wú)法兼顧，氨制冷換熱效率優(yōu)異，但本身有毒、具備可燃性，在北京核心城區(qū)大型場(chǎng)館大規(guī)模應(yīng)用存在安全隱患;氟利昂類制冷劑，主流型號(hào)GWP值極高，R134aGWP一千多，R404A、R507 高達(dá)四千以上，屬于強(qiáng)溫室氣體，無(wú)法滿足冬奧綠色要求，奧組委直接否決氟利昂方案。

冬奧12個(gè)產(chǎn)生絕對(duì)世界紀(jì)錄的速滑項(xiàng)目集中在400米短道速滑館，成績(jī)不受運(yùn)動(dòng)員對(duì)抗干擾，完全由裝備、冰面環(huán)境、體能決定。北京海拔僅40余米，空氣阻力大，且速滑連體服、冰刀裝備二十余年無(wú)重大革新，想要?jiǎng)?chuàng)造紀(jì)錄，冰面溫度均勻度成為核心變量。頂尖運(yùn)動(dòng)員可感知0.5℃以內(nèi)冰面溫差，制冰師需要全程動(dòng)態(tài)調(diào)控冰面狀態(tài)，冰面需要分層澆筑，完整成型周期長(zhǎng)達(dá)一周。

最終項(xiàng)目確定采用跨臨界二氧化碳冷熱一體化能源系統(tǒng)，配套超長(zhǎng)不銹鋼二氧化碳排管、場(chǎng)館分區(qū)環(huán)境精準(zhǔn)控制四大核心技術(shù)：

第一是二氧化碳制冷制冰天然環(huán)保，飽和壓力、溫度落差小，極易打造溫差均衡冰面，直冷制冰模式相較傳統(tǒng)方案效率提升20%以上;

第二是跨臨界二氧化碳系統(tǒng)制冰過(guò)程中無(wú)需額外熱泵，自身余熱可產(chǎn)出80℃以上高溫?zé)崴苯佑糜诒嫘迯?fù)，替代原有鍋爐、電加熱產(chǎn)熱模式，實(shí)現(xiàn)冷熱全流程綜合利用;

第三是項(xiàng)目落地全球單套最大3兆瓦跨臨界二氧化碳冷熱一體化裝置，打破行業(yè) “二氧化碳系統(tǒng)無(wú)法大型化” 的固有認(rèn)知，全周期滿足建筑冷熱需求，兼顧極致節(jié)能與低碳排放。

項(xiàng)目落地成效顯著，系統(tǒng)綜合節(jié)能率超50%，冰面溫差穩(wěn)定控制在0.5℃以內(nèi)，優(yōu)于奧組委1.5℃的標(biāo)準(zhǔn)要求;賽事期間累計(jì)打破十項(xiàng)速滑世界紀(jì)錄，追平二十年前鹽湖冬奧會(huì)紀(jì)錄，此后再無(wú)場(chǎng)館實(shí)現(xiàn)同等成績(jī)。剛結(jié)束的米蘭冬奧會(huì)僅打破七項(xiàng)紀(jì)錄，其場(chǎng)館改造受預(yù)算限制未采用二氧化碳制冷，僅依靠低阻力速滑面料降低8%空氣阻力。如果同步配套大型二氧化碳冰場(chǎng)系統(tǒng)，有望突破十項(xiàng)紀(jì)錄，這是我個(gè)人預(yù)判。

冬奧項(xiàng)目驗(yàn)證技術(shù)可行后，結(jié)合雙碳戰(zhàn)略推廣需求，我們將技術(shù)拓展至北方機(jī)場(chǎng)場(chǎng)景。傳統(tǒng)北方機(jī)場(chǎng)依靠燃?xì)忮仩t供熱，空調(diào)單獨(dú)配電，整套冷熱電體系運(yùn)行成本高、能效低、碳排放強(qiáng)度大，距離零碳目標(biāo)差距明顯。我們復(fù)用冬奧二氧化碳技術(shù)路線，落地鄂爾多斯伊金霍洛機(jī)場(chǎng)改造項(xiàng)目，打造全場(chǎng)景零碳能源體系。

機(jī)場(chǎng)項(xiàng)目核心創(chuàng)新點(diǎn)：設(shè)備功率升級(jí)。冬奧單套裝置3兆瓦，機(jī)場(chǎng)二氧化碳冷熱一體系統(tǒng)提升至 10 兆瓦;新增跨季節(jié)土壤冷熱儲(chǔ)能。冬奧僅實(shí)現(xiàn)當(dāng)日冷熱調(diào)蓄，鄂爾多斯冬夏冷熱負(fù)荷失衡，通過(guò)土壤儲(chǔ)熱實(shí)現(xiàn)全年能量平衡，降低綠電裝機(jī)規(guī)模，提升冬季運(yùn)行能效;構(gòu)建本地冷熱電耦合分布式體系。冬奧依靠跨區(qū)域綠電交易，機(jī)場(chǎng)配套自有風(fēng)光綠電，自發(fā)自用，真正實(shí)現(xiàn)本地零碳供能。

項(xiàng)目覆蓋航站樓、辦公區(qū)、賓館、員工宿舍、運(yùn)維維修車間，總建筑面積近20萬(wàn)㎡，形成完整區(qū)域分布式能源系統(tǒng)，整合電、冷、熱、儲(chǔ)多維度能源供給，具備穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)效益。

目前整套零碳能源技術(shù)路線已經(jīng)走通。雙碳戰(zhàn)略驅(qū)動(dòng)下，以二氧化碳跨臨界冷熱一體系統(tǒng)為核心，耦合跨季節(jié)土壤儲(chǔ)能、風(fēng)光儲(chǔ)電設(shè)備的零碳能源體系，可全面替代傳統(tǒng)化石能源供能模式。但產(chǎn)業(yè)化落地存在明顯短板，上下游產(chǎn)業(yè)鏈配套嚴(yán)重不足。現(xiàn)階段兆瓦級(jí)系統(tǒng)依靠千瓦級(jí)部件堆疊組裝，缺乏標(biāo)準(zhǔn)化大型集約裝備，核心短板集中在壓縮機(jī)、換熱器、膨脹功回收裝置三大核心部件。

產(chǎn)業(yè)化分三步走：第一階段持續(xù)技術(shù)攻關(guān)與多場(chǎng)景示范驗(yàn)證;第二階段規(guī)模化系統(tǒng)集成推廣;第三階段產(chǎn)業(yè)成熟、全域場(chǎng)景覆蓋。只有實(shí)現(xiàn)大型裝備國(guó)產(chǎn)化、標(biāo)準(zhǔn)化，才能大幅降低項(xiàng)目初始投資，產(chǎn)業(yè)鏈成熟后整體建設(shè)投資有望減半，同步提升系統(tǒng)可靠性、簡(jiǎn)化集成流程。

經(jīng)濟(jì)性測(cè)算：現(xiàn)階段使用不成熟部件落地，整套零碳能源體系投資回收期控制在15年以內(nèi);優(yōu)化設(shè)備選型、掃清政策約束后，回收期可壓縮至10年以內(nèi);全產(chǎn)業(yè)鏈成熟后理想狀態(tài)下回收期僅5-6年。

該技術(shù)應(yīng)用場(chǎng)景廣闊，市場(chǎng)規(guī)模達(dá)四百億級(jí)別：零碳園區(qū)，整合園區(qū)內(nèi)冷熱錯(cuò)配負(fù)荷，統(tǒng)一調(diào)配冷熱電資源，削減園區(qū)整體碳排放;北方全域清潔采暖，替代北方、長(zhǎng)江以北燃?xì)狻⑷济翰膳揽靠缂竟?jié)儲(chǔ)能平衡綠電全年供需;大型體育場(chǎng)館、零碳礦山、城市低碳公共建筑;冷鏈冷庫(kù)、農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)園、鄉(xiāng)村分布式能源項(xiàng)目。

以上就是我的全部匯報(bào)，不足之處歡迎各位同仁指正，謝謝大家。