问题——“双碳”目标背景下，制冷供热领域如何兼顾高效率与低排放，成为工程技术必须回答的现实问题。传统大型冰场及部分商业制冷系统常用含氟制冷剂或氨等工质：前者温室效应潜势较高，后者对安全管理要求更严。冬奥场馆建设既要保障“最快的冰”，也要回应“更绿的冰”的要求。 原因——围绕这个难题，张信荣团队将突破口放在二氧化碳这一天然工质上。二氧化碳来源广、环境负担小，热物性特征使其适用于跨临界循环，理论上具备较高能效潜力。但很长一段时间内，这一路线并非主流：早期研究面临认可度不足、工程经验缺乏、系统设计窗口窄等问题，尤其对高压工况下的设备可靠性、控制策略和系统协同提出更高要求。张信荣在海外工作期间提出跨临界与超临界二氧化碳循环构想，回国后持续推进基础理论、关键部件与系统集成研究，逐步打通从研究到工程应用的关键环节。 影响——国家速滑馆的落地实践成为重要节点。距离北京大学校园约10公里的国家速滑馆采用二氧化碳跨临界直冷制冰系统，成为全球首座使用该方案的大道速滑馆。冬奥会期间，运动员在这里多次刷新奥运纪录，并诞生世界纪录。业内分析认为，直冷制冰通过让二氧化碳在冰面下管网直接蒸发吸热，减少中间换热环节，使冰面温度更均匀、硬度更一致，有助于稳定发挥与提升成绩；同时，系统可将制冰过程产生的余热用于场馆供暖、除湿等，实现能量梯级利用，提升整体能效。据测算，与部分传统制冷剂相比，二氧化碳在温室效应潜势上优势明显，配合系统优化可显著降低运行期能耗，为大型公共建筑低碳运行提供了可量化的样板。 对策——技术落地并非一蹴而就。2016年前后，冬奥工程方案论证阶段，团队提出以二氧化碳替代传统制冷剂的建议，并在多轮论证、风险评估与工程化设计中形成可执行路线：一是建立跨临界循环的系统级模型与实验平台，完善关键参数选取与控制方法；二是面向高压工况提升设备与管网的安全冗余，并细化运维规范；三是推动产学研协同，使核心部件、系统集成、施工与运维形成闭环；四是以重大工程需求牵引科研迭代，让实验室成果在场景中验证、在应用中优化。 前景——受访业内人士认为，二氧化碳工质的应用不止于制冰。围绕城市建筑与工业体系的“冷、热、电”多能联供需求，跨临界热泵、高效供冷热技术以及超临界二氧化碳发电等方向正在加速推进，有望在园区能源系统、工业余热利用、清洁发电与新型电力系统调峰等场景中拓展空间。随着我国绿色低碳转型持续深入，兼具环境友好与高效特征的天然工质技术路线将迎来更大应用空间，但仍需在标准体系、关键装备国产化、全生命周期评估与运维人才培养各上持续完善，确保“用得上、用得稳、用得久”。
张信荣的科研历程展现了长期投入与持续突破的价值。从早期不被看好到成为奥运工程的关键专家，他用20年把设想变成可运行的工程系统：不因质疑而停步，也不因困难而退让，始终将科学价值与社会需求对接。在能源转型和低碳发展成为全球共识的背景下，他推动的二氧化碳利用技术路线不仅为冬奥场馆带来更低碳的解决方案，也为我国制冷供热与能源系统技术升级提供了可借鉴的路径。持续的信念与扎实的工程化能力，是推动科技进步和实现创新落地的重要支撑。