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| 追着二氧化碳跑的五年 |
| 加入时间：2026-03-05 来源：中国环境报 作者：程梓桐 |
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从北京冬奥会国家速滑馆“冰丝带”的冰面，到机场、矿井、城市楼宇，北京大学力学与工程科学学院教授张信荣与他的团队追着二氧化碳“跑”了5年，实现了我国碳中和技术从自主创新到行业引领的跨越。
2022年北京冬奥会筹备期间，张信荣提出“冰丝带”的冰面采用天然工质二氧化碳替代氟利昂的制冰技术。彼时，二氧化碳跨临界直冷制冰技术在国内大型冰雪场馆应用尚属空白。
面对挑战，张信荣团队和工程设计、建造团队密切配合，历经无数次试验与改进，终于打造出冬奥史上“最快、最环保的冰”——冰面温差精准控制在0.5℃以内，系统能耗相较传统方式降低30%以上，余热还可回收用于场馆采暖及热水供应。
这一技术成果也成为“十四五”我国天然工质制冷技术产业化的重要起点，并被广泛用于全国多家冰雪场馆、冷链物流基地，打破了国外在天然工质制冷技术上的垄断。
张信荣的“十四五”，是与二氧化碳深度相伴的5年，更是让基础热科学研究扎根国家“双碳”战略、对接国家重大工程的5年。他常说：“我们不仅关注碳减排，更致力于把二氧化碳当‘宝贝’、变‘资源’。”
张信荣牵头打造的内蒙古自治区鄂尔多斯市零碳机场项目，攻坚难度丝毫不亚于研发北京冬奥会制冰技术。针对机场复杂的建筑结构和用能需求，张信荣带领团队自主探索，开启了“白加黑”的攻关模式。白天，他们在机房盯着系统的每一次调试，观察温度变化，优化系统布局；夜晚，回到实验室，通过理论模拟与热力学分析，不断优化循环方案。
经过多年探索，他们创新构建了“风—光—储—冷—热—电”一体化零碳能源技术体系，研发了跨季节蓄采地源系统等核心技术，用于鄂尔多斯机场的供暖、制冷、供电系统，减少碳排放超过95%，成为全球首个从能量来源到末端使用的零碳机场能源系统。
在基础研究领域，张信荣提出中低温热源跨临界二氧化碳发电循环系统，打破了超临界二氧化碳循环仅适用于具有中高温热源等电站的固有认知，率先实验验证了超临界二氧化碳发电循环的可行性，并提供了全球首批二氧化碳发电在真实环境下的性能数据。
在此基础上，张信荣团队围绕超临界二氧化碳发电技术的关键科学问题持续攻关。依托国家重点项目，系统揭示近临界流体强变物性高效传热机理及其在极端热边界下的对流表现，形成面向第三代太阳能/废热发电关键部件以及高温发汗冷却关键技术的理论机制和应用模型，有力支撑最新一代超临界二氧化碳发电技术的突破和落地，助力我国高效清洁发电。
在工业领域，张信荣也蹚出了一条零碳之路。张信荣团队首创煤矿“制冷—除湿—水处理—供热—动力”系统，相较于传统矿井降温技术节能60%以上，实现了矿井能源循环利用与近零排放，破解了我国深层采矿的关键制约性难题，为全球传统高耗能行业低碳化改造提供了“中国经验”。
张信荣不仅是科研攻关的带头人，也是青年人才的培育者。作为博士生导师，他坚持把学生带到工程一线，在项目中提升理论思考与实践能力，鼓励学生大胆探索、勇于试错。在他的悉心指导下，一批青年科研骨干快速成长，成为碳中和领域的新生力量。
“碳中和事业不是一个人的战斗，需要一代又一代人接续努力，培养好青年人才，就是为这项事业筑牢根基。”张信荣说。
站在新起点上，张信荣和他的团队将向AI智算中心、跨季节储能、聚变堆热管理等前沿方向迈进，推动关键材料与先进技术深度融合，为我国能源绿色转型持续贡献力量。
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