产研协同 | 清节能源管理与CO₂冷热联供储能系统
发布时间：
2026-08-19
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冷链物流的竞争本质，是制冷能效与环保水平的竞争。当前，国内制冷行业长期面临三重制约：核心装备依赖进口，运行能耗居高不下，天然工质应用缺乏成熟技术路径。破局的关键，在于打通实验室原创技术与产业端规模化应用之间的转化断层，构建从原理验证到市场交付的完整能力链条。
北京大学南昌创新研究院（以下简称“北大南昌院”）杨荣贵教授领衔的清节能源管理与CO₂冷热联供储能系统，正以系统性技术路径回应这一命题。团队持续将前沿成果向冷链物流、工业制冷、商业商超等多场景纵深拓展，已初步构建起覆盖“研发—验证—示范—量产—配套”全链条的技术转化体系，为天然工质制冷技术的产业化落地提供了一套可复制的实践模式。
一、协同定位
江西拥有发展绿色制冷装备产业的天然土壤，冷链物流和农产品精深加工既是本省的优势产业，也是政策重点扶持的方向。项目团队聚焦CO₂跨亚临界冷热联供系统的正向设计与量产能力建设，力求填补国内该领域的技术与产能空白。
当前，团队已构建从设计、仿真、样机制造、中试验证到工程示范的完整研发链条，着力破解实验室原创技术与产业化需求之间的转化瓶颈。技术成果正沿“原理样机—工程样机—量产产品”的成熟路径稳步迭代，产业化能力与规模化供应体系同步趋于完备，为后续市场化推广奠定了坚实的技术与工程基础。
项目技术方向
① 聚焦CO₂跨亚临界复叠蓄冰储能冷热联供系统核心技术研发；
② 重点突破准可逆蓄冰储能技术、露点蒸发冷却技术、全气候系统优化控制技术三大关键技术；
③ 面向冷链物流、商业商超、工业制冷、集中供热、数据中心余热回收、医疗冷链等场景，提供CO₂冷热联供系统完整解决方案。
二、技术路径与核心优势
项目团队自主研发的CO₂跨亚临界复叠蓄冰储能冷热联供系统，通过冰池（蓄冰储能设备）将跨临界系统与亚临界系统有效衔接——跨临界系统利用谷电价制冷蓄冰，亚临界系统将排气送入冰池冷凝，实现-40℃至95℃多温区、低能耗、冷热联供，各温区均可独立运行。
该系统以天然工质CO₂（GWP=1）替代传统氟利昂制冷剂，从根本上解决了高GWP制冷剂面临的政策淘汰风险，同时依托准可逆蓄冰储能技术实现移峰填谷，大幅降低运行电费。
核心性能指标
三大关键技术
准可逆蓄冰储能技术：实现高含冰量CO₂储冰蓄冷，支持移峰填谷运行策略，降低系统全生命周期运行成本。
露点蒸发冷却技术：提升跨临界CO₂系统在高温工况下的运行效率，拓展系统适用地域范围。
全气候系统优化控制技术：通过智能控制系统实现多温区独立运行与负荷自适应调节，保障系统在全气候条件下的高效稳定运行。
三、落地场景与赋能方式
场景一：冷链物流领域
冷库的新建与改造，尤其是低温库（-18℃及以下）的绿色化升级，是冷链行业当前最紧迫的需求之一。当前冷链物流行业低温库与高温库的存量比约为5:1，而CO₂跨亚临界系统在低温工况下的能效优势尤为显著。
系统可实现-40℃至95℃的宽温区冷热联供，各温区独立运行互不干扰。蓄冰储能模块支持移峰填谷策略，充分利用低谷电价制冷蓄冰，显著降低运行电费。交付模式上，团队提供“跨临界机组+亚临界机组+冰池蓄冰储能+控制系统”一体化方案，帮助企业免去多厂家适配的隐性成本。
场景二：冷热联供与储能服务
面向工业园区、商业综合体、数据中心等同时存在制冷与供热需求的场景，团队构建了“光伏+谷电储能+CO₂储冰冷热联供系统+恒温恒湿洁净车间”的一体化能源解决方案。一套机组同时输出冷量与热量，在满足制冷需求的同时额外创造供热收益，实现能源的梯级利用与综合能效最大化。
场景三：特种与高端应用领域
在生物医药与高端药材保鲜、食品乳制品加工、AI数据中心散热、半导体洁净车间温控等对温控精度和环保指标要求极为严苛的领域，团队提供定制化的CO₂冷热联供方案，满足高精度温控、宽温区覆盖、零氟利昂等复合需求。此外，团队依托杨荣贵教授在喷雾冷却技术领域的突破性成果（刷新世界纪录1273 W/cm²），正布局3D微纳结构喷雾冷却等前沿方向，为AI数据中心、电动汽车功率电子等新兴产业的温控需求提供技术储备。
四、合作机制
项目团队确立了“企业提出需求—研究院提供技术支撑—双方共同推进产业化”的合作机制。
联合研发：北大南昌院与产业合作伙伴联合成立研发创新中心，建立“互相支持、共同发展、全面长期”的合作关系，围绕定制化CO₂冷热联供系统开展项目制协同开发，研发成果双方共享。
技术授权：面向具备生产制造能力的企业，开放CO₂跨临界机组设计、亚临界系统集成、蓄冰储能控制等核心技术授权，采用“一次性授权费+量产分成”模式实现技术变现与持续收益。
平台共建：联合地方政府及龙头企业共建CO₂冷热联供技术测试中心或公共服务平台，聚焦系统性能检测、标准制定、人才培训等公共职能，提升区域绿色制冷领域的技术支撑能力。
成果转化：以北大南昌院成果转化主体公司为载体，采用“拨投结合、技术入股、专利转让”等多元化机制加速成果落地。公司成立于2025年6月，目前已建成核心研发基地（北大南昌院）和中试基地（浙江绍兴）。
五、技术效益与展望
当前，项目组正加速构建覆盖“研发—验证—示范—量产—服务”全链条的CO₂冷热联供技术产业生态，系统推进从核心技术攻关到规模化应用的全过程布局，力求以南昌为中心，辐射带动江西全省绿色制冷装备产业集群向全国领先水平迈进。
在前期成果基础上，团队将着力推进低温库、高温库及排管库等系列化CO₂冷热联供机组的工程化定型与产品化落地，完成标准化量产机型的参数固化与工艺验证，打造兼具技术先进性与产业带动力的“江西绿色制冷产研协同标杆”。
未来，团队将依托一体化测试验证平台，面向高校、科研院所及中小企业开放试验资源与服务能力，构建涵盖试验验证、人才培养、技术交流于一体的综合性产业服务中心；同步推动本地配套供应链的优化升级与能力再造，促进制冷系统关键零部件、控制模块及总装集成环节的协同发展。同时，积极对接行业标准体系及产品认证要求，打通从技术验证到市场准入的关键通道，助力产品进入国内主流冷链企业供应链体系，实现对绿色制冷核心装备技术的高水平自主掌控与持续引领，为落实国家“双碳”目标提供坚实的技术支撑。
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