为进一步推动产学研工作
鼓励科技成果转化和技术转移
2022年
“北京大学-中国光谷奖学金”正式设立
奖励科研先锋、致敬创新力量
近日
2025年度北京大学-中国光谷成果转化奖
获奖名单揭晓
其中，力学与工程科学学院能源与资源工程系
张信荣教授荣获该奖
他以二氧化碳为核心构建零碳能源体系
为全球能源变革提供中国方案
为中国零碳转型打开一条新思路
“做科研不只是搞搞理论，发发文章，我们更要把论文写在祖国的大地上。”张信荣的科研成果落地到冬奥场馆、现代机场、千米矿井，把北大的零碳方案写在了中国的广袤山河。
工业革命以来，全球能源体系长期依赖化石能源，环境问题突出、能效低、碳排高。二氧化碳作为典型温室气体，一直被视为需要控制与处置的对象。《京都议定书》签署后，国际社会处理二氧化碳的主流思路是填埋与封存，张信荣却反其道而行之：能不能利用它？二十多年来，他带领团队跳出以空气、水、氟利昂为介质的化石能源体系，开创性地以二氧化碳为核心介质，构建起一套覆盖发电、制冷、供热、储能、动力的新型零碳热力学循环系统，实现了可再生能量的高效输运、存储与转化利用。从冬奥冰面到零碳机场，再到零碳煤矿，这套“中国方案”正在逐渐改写由化石能源主导的能源格局。
2025年度“北京大学-中国光谷成果转化奖”获奖者、北京大学力学与工程科学学院教授张信荣，长期致力于二氧化碳热力学循环与零碳能源技术研究，是多项天然工质二氧化碳发电、制冷和制热热力学循环的创始人。他的获奖成果为“新型二氧化碳（CO₂）零碳能源技术体系”。
张信荣团队聚焦于以二氧化碳为工质的跨临界热力学循环，在制冷供热一体化、跨季节储能、无动力热输运等方面实现了技术成果的有效转化。“这个技术体系有望改变自工业革命以来西方建立的化石能源体系。”张信荣说。
二氧化碳是一种输运性质优异的能量载体：无需依赖过高压缩比即可实现低压端相变吸热、压缩后高效放热。这意味着只需利用以二氧化碳为工作介质的单套装备系统，就能同时输出较宽温区的冷量和热量，实现冷热能量的集成与联供。和传统化石能源及其供能技术相比，二氧化碳供能技术的优势还在于更环保、更安全、更高效、更灵活，它的GWP（全球气候变暖指数）值仅为1，无毒不可燃，可高性能地储存、释放、搬运能量，加之能够灵活利用和消纳不同类型可再生能源，可以形成真正零碳的冷热能源解决方案。
基于上述特性，张信荣教授带领团队开发的新型二氧化碳零碳能源技术体系已在北京冬奥会国家速滑馆、全球首个零碳机场、全球首个零碳煤矿等重大工程中实现落地应用。在速滑馆，二氧化碳在零下30℃的液相状态下吸收热量完成制冰，同时将压缩过程中释放的热量用于场馆供暖、融冰及除湿等。1.2万平米的超大冰面温差小于0.7℃，11项奥运及世界纪录在此诞生，被誉为“最快的冰”。在零碳煤矿，低温二氧化碳被输送至千米井下，吸收热量后无动力返回地面，实现了井下高效降温与除湿，有效改善了矿工的作业环境，同时带上来的热量将井上矿井废水零排放处理，把长期困扰采矿业的“热害”转化为可利用的热能。在零碳机场，张信荣团队开发出新型多源宽温域二氧化碳冷热系统，高效地将绿电与各种可再生能源耦合，实现了跨季节热量的存储，完全替代了燃气锅炉和氟利昂空调，并且自主研发了智算控制中枢，成功实现节能60%、减碳95%，成为全球首个从源头实现零碳冷热供应的机场。
张信荣带领学生工作在国家速滑馆
碳装备机房鄂尔多斯零碳机场新型二氧化
张信荣带领学生工作在零碳煤矿现场
然而，利用二氧化碳实现零碳能源体系的核心难点也正在于它的热物理特性：它的热力学性质在超/近临界状态非线性程度很强，物性随温度和压力剧烈变化，系统设计因此变得特别复杂，不存在一套通用的理论可以适配所有场景。每一次场景的迁移，都意味着从热力学循环理论开始重新构建，随后是新工艺、新装备、新系统，再到运维的全链条再造。
因此，每一个项目都没有现成的理论可以参考，也没有现成的装备可以借鉴。张信荣团队选择了“从零开始”。在这条尚无人走过的道路上，他带领团队一次次实现了全链条的自主研发——从构建热力学循环新原理，到联合设计院和建设单位研发新工艺，再到自主设计制造核心新装备，不断突破传统能源系统的局限。
张信荣团队合照
张信荣团队开发的新型二氧化碳零碳能源技术成果还将深刻影响冷链物流、化工产业、数据中心等多个领域，为实现我国“双碳”目标和全球能源体系变革提供新的北大方案和中国智慧。他说，这些技术从来没有人做过。“就好像在跑道上奔跑，跑着跑着回头发现前面没有人，后面也没有人。”没有条件，就创造条件。
而当被问及最希望听到别人如何评价自己时，张信荣说：“我希望听到的是——这个老师做的零碳能源技术真的可以完全落地开花。现在只能说落地了，但还没有开花。希望未来可以做到。”这份朴实而坚定的期待，正是北大老师把论文写在祖国大地上的最好注脚。从冬奥场馆到千米矿井，从零碳机场到广袤山河，张信荣教授所追求的始终是技术真正扎根泥土、服务社会。落地，是第一步；开花，才是他真正等待的春天。
2022年，北京大学设立“北京大学-中国光谷奖学金”，分为“学生奖学金”和“成果转化奖”。其中，“北京大学-中国光谷成果转化奖”的设立，是为进一步推动北京大学产学研工作，鼓励教职工进行科技成果转化和技术转移，服务国家科教兴国战略、人才强国战略、创新驱动发展战略，奖励北京大学取得重要科技成果并在科技成果转化方面做出重要贡献的在职科研人员。
让科技创新走出论文与专利
落地为服务社会、改善民生的现实成果
是时代赋予科研工作者的责任
用“真技术”解决“真问题”
让科研真正回应生命的需要
北大将继续推动创新链与产业链深度融合
以更高水平的成果转化
回应时代召唤，书写创新答卷
为中国式现代化建设贡献北大力量