鄂尔多斯临港能源有限公司董事长郭敏（记者张哈斯巴根/摄）

光储充+CO₂冷热一体化技术在零碳机场建设中的集成应用与实践

鄂尔多斯临港能源有限公司董事长 郭敏：尊敬的各位领导、各位专家、各位同仁，大家好！非常荣幸受邀来到第二十四届民航信息化发展论坛，与各位同仁相聚在这座美丽的海滨城市。借此机会，由我向大家简要汇报一下鄂尔多斯零碳机场建设情况和运行成效。

鄂尔多斯国际机场总建筑面积18.9万平方米，其中航站楼10万平方米，生活办公区8.9万平方米。在零碳机场项目改造之前，机场全年耗电量1800万度，电量全部来自网电购买。按照碳排放因子核算，每千度电约产生0.53吨二氧化碳排放，这部分碳排放量达到9000多吨。冬季供暖和夏季制冷全年天然气消耗量约260万立方米，接近4000吨二氧化碳排放量。因此，我们建设零碳机场，主要就是围绕这1.3万吨碳排放量开展相关工作。

基于这一需求，我们联合北京大学鄂尔多斯能源研究院，于2024年正式启动零碳机场项目建设。经过一年的项目建设周期，2025年3月15日，整个系统进入试运行调试阶段。截至目前，已经运行了一个完整的供冷供热年度，并取得了实际运行数据。

经过中国质量认证中心的审定和中国交通运输协会的认定，机场综合减排率已经达到95.15%，总体技术成果达到国际领先水平。这个项目创新的核心，是构建了一套“风、光、储、冷、热、电”一体化零碳供能体系，主要做了三件事，我们通俗地称为“零碳三招”。

第一招是绿电替代。围绕机场1800万度的年用电量，我们主要利用机场闲置土地资源，建设了8兆瓦光伏系统，以“自发自用、余电上网”的模式实现绿电替代，清洁能源整体利用占比达到90%以上。

绿电规模扩大以后，必然会面临一个问题，就是发电曲线和用电曲线不匹配，会造成一定的弃电。解决这个问题，我们的思路就是不把电浪费掉，而是把它存起来，实现能量的合理化利用。基于此，我们构建了多元储能系统，创新性应用新型镍氢气电池，并与传统磷酸铁锂电池共同构成储能系统，解决风光发电间歇性和波动性问题，为机场提供稳定、清洁的电力能源。

同时，我们也深知，仅靠绿电和储电无法实现真正的零碳机场。储能只能解决短时波动，解决不了冷热需求的季节性错配。如果单纯为了满足冬季极端工况进行配储，装机容量和投资成本都会大幅增加，经济性较差，推广难度也会很大。因此，必须构建一种能够跨季节、大规模、低成本存储能量的方式。

这就引出了第二招，也是核心部分。我们改造了一套创新性的能量存储系统，在机场项目中应用二氧化碳冷热一体化技术。它的核心，是围绕机场碳排放量最大的用电、供暖和制冷，将传统天然气锅炉供暖和依靠氟利昂压缩机供冷的两套独立系统整合起来，对能耗高、碳排放高且对臭氧层有破坏作用的氟利昂机组进行替代。

为什么要用二氧化碳机组？国家速滑馆在绿色冬奥建设中，冰面就采用了二氧化碳制冷技术。二氧化碳作为一种天然工质，GWP值为1，臭氧消耗潜能值ODP为0，是一种环境友好型工质，已经在国家速滑馆制冰制冷中实现有效应用。在我们的项目中，不仅用它制冷，也将它应用于制热，由此实现装备升级，形成冷热一体化机组。

我们利用跨临界二氧化碳循环特性，让机组在夏季高温工况下高效制冷，同时把制冷过程中产生的余热通过热泵提升温度后，储存到地下200口地源井中，构成跨季节土壤储能系统。冬季低温工况下机组反向运行，再把夏季储存的热量提取出来用于冬季供暖，实现能量跨季节高效循环利用。也就是一度电实现两次利用：夏季制冷用电产生的余热储存下来，到冬季供暖时再次利用。跨季节蓄采效率达到70%，整体节能率超过60%，同时替代氟利昂3500公斤。

按照目前的模型推演，地源井蓄热效率还会继续提高，预计未来可以达到80%。

第三招是研发一套智慧管控系统。我们以BIM+GIS为数字底座，构建与物理机场一一映射的数字孪生体，部署超过2000个传感器，搭建零碳机场AI计算管控平台，通过数字孪生与AI计算深度融合，实现三个层面的突破。

一是全场景感知。2000多个传感器遍布机场全区域，实时采集光伏发电、储能状态、冷热机组运行、建筑用能、地源温度等全要素数据，并在数字孪生体上同步映射，打造三维数字化机场“一张图”，实现全场景、全要素、全流程信息可视。

二是精准预测和优化调度。在数字孪生体上对能源系统进行仿真推演，通过AI算法实时预测并优化全场能源供给，精准调度冷、热、电的生产与转化。当光伏出力波动时，系统自动调度储能放电，或者调整冷热机组负荷，确保能源供给稳定高效，实现能源智慧协同。

三是智能决策。按照我们的方案，机场已经不仅仅是一个用能体，而是升级成为“源网荷储”一体化综合能源系统，也就是现在所说的微电网概念。我们有源端自己的发电电站，有负荷侧，也有35千伏以下的供电系统和供电网络；同时配置了储能，我们自己建设的冷热系统也可以间接成为储热储能系统。

在此基础上，根据天气、航班运行数据、能耗需求等外界可变因素，科学调配每一个系统的使用，优化整个系统运行，达到系统最优化和节能最优化，这就是我们这套AI智能决策体系。

运行一年来，这个项目已经入选生态环境部2025年度绿色低碳典型案例，技术成果入选2025年度公众关注的内蒙古十大科技进展。在建设过程中，已经取得两项发明专利和一项软件著作权，相关技术成果正在申报国家能源领域首台（套）重大技术装备。

鄂尔多斯这套零碳技术体系的真正价值，在于它用一套完整且经过验证的方案，给出了一个实实在在的回答：民航机场这样一个高能耗、高排放、负荷复杂的公共设施，到底能不能做到深度脱碳？

鄂尔多斯机场用一年的稳定运行给出了答案：不仅能做到，而且能够做得很好。中国交通运输协会成果鉴定显示，该套成套技术成果总体达到国际先进水平，可在全国民航领域规模化复制推广。同时，该技术体系的通用性和适用性也得到了充分验证，可延伸应用于零碳园区、零碳算力中心、零碳工厂等多个场景。

各位领导、各位同仁，从能耗大户到零碳标杆，鄂尔多斯机场用实践证明了民航机场完全可以实现深度脱碳。我们愿与全行业分享项目建设经验、技术标准和运营模式，共同推动民航绿色低碳转型，为交通强国建设和民航高质量发展作出鄂尔多斯贡献。谢谢大家！