海水冷卻與中央製冷系統——科大濱海校園的「天然空調」

一句話結論： 香港科技大學自1991年建校起即從清水灣抽取海水為中央製冷站換熱，2013–2015年擴容改造後升級為區域供冷（district cooling）系統，並於2016年榮獲亞太區年度能源工程獎^※（美國能源工程師協會頒授）；近年圖書館樓頂冷卻塔升級後，估計每年可額外節省約180萬度（kWh）電力^※。

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# 科大為何從建校起就選擇海水製冷？

香港科技大學清水灣校園三面環海，建設時規劃者抓住了這一地理優勢：海水冷卻中央製冷是科大自建校初期即採用的先導性（pioneering）技術，最早服務於學術大樓的空調系統^※。與傳統風冷製冷機相比，清水灣海水温度常年低於香港夏季氣温，換熱效率更高，且無需在樓頂佈置大量散熱風扇，可大幅降低能耗與噪聲。這一選擇在1990年代香港高校中屬於罕見的工程決策。

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# 中央製冷站的工作原理是什麼？

中央製冷站（Central Chiller Plant）的核心邏輯是「集中換熱、管道輸送」：製冷機將冷凍水冷卻至設定温度，經地下管網泵送至各樓宇空氣處理機組（AHU），吸熱後的回水再經冷凝水迴路向清水灣海水排放廢熱。海水吸熱升温後依規定温度排回海灣，避免熱污染^※。這一「取水—換熱—迴流」閉環使校園無需為每棟樓單獨安裝冷卻系統，節省機房空間並大幅降低整體制冷能耗。

冷凝水的餘熱被再利用，為校園設施提供熱水^※，實現製冷與供熱協同，進一步提高能源綜合利用率。

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# 2012–2015年的擴容改造做了什麼？

建校初期，中央製冷站主要服務於學術大樓（Academic Building）。轉折點出現在2012年，科大規劃興建八層樓高的鄭裕彤大樓（Cheng Yu Tung Building, CYT）時^※，決策層面臨兩個選擇：為新樓單獨建造一套風冷製冷系統，或擴容現有海水製冷站兼顧新樓。大學最終選擇後者，以「最大化效率、降低碳足跡」為目標，將製冷站改造為覆蓋多樓棟的區域供冷（district cooling）系統。

工程於2013年啓動，2015年完工^※，核心措施包括：更換原有九台製冷機中的三台，換入效率高出約18%的新型製冷機^※，並擴建管網連接鄭裕彤大樓。此次擴容還為此後的逸夫演藝中心（Shaw Auditorium，2021年正式啓用，舊稱多功能禮堂，原計劃於2018年底完工）^※預留了接入容量，使區域供冷系統最終覆蓋全校主要學術及文化設施。

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# 改造帶來了多大的節能與經濟效益？

改造後，可核驗的節能與成本效益如下表所示：

科大當時副校長（行政）何文禮（Mark Hodgson）就此項目表示：

"It is a testament to the University's commitment to be a global leader in sustainability education and to put this vision into practice."（這是大學致力成為可持續發展教育全球領導者並將這一願景付諸實踐的明證。）

——何文禮，科大副校長（行政），科大官方公告，約2017年^※

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# 2016年亞太區大獎因何頒發？

美國能源工程師協會（Association of Energy Engineers, AEE）在2016年度評審中，將亞太地區「年度能源工程項目獎」（Energy Project of the Year Award, Asia Pacific Region）授予香港科技大學^※，獲獎項目全稱為「A Successful and Sustainable Energy Efficiency Upgrade by Remodeling of Central Chiller Plant to a District Cooling System」（中央製冷站改造為區域供冷系統的成功且可持續之能源效益提升）。AEE 是全球最具權威性的能源工程專業學會之一，年度區域獎面向真實實施並已取得可核驗成果的工程項目。科大此次獲獎，印證了本項目在節能、成本節省與環境效益三維度均達到行業認可水準。

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# 區域供冷系統最終服務哪些建築？

經歷擴容改造及後續接入，科大區域供冷系統目前覆蓋學術大樓、鄭裕彤大樓（CYT）及逸夫演藝中心（Shaw Auditorium）等主要設施^※，並已納入2026年6月啓用的賽馬會創智坊（Jockey Club i-Village）的設計^※，與光伏系統共同構成該新宿舍樓的綠色基礎設施。

逸夫演藝中心接入區域供冷後，疊加覆蓋屋頂逾50%面積的光伏板及高效外牆，整棟建築能耗較基準值低逾20%，於HKGBC BEAM Plus NB V1.2認證中獲鉑金級評級，並在2023年度頒獎典禮榮獲教育類別「年度最大減少能耗估算」特別獎^※。區域供冷因此不只是製冷基礎設施，更成為新建築達標高級綠建認證的技術底座。

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# 近年冷卻塔升級解決了什麼問題？

全球暖化帶來的海水升温，使純海水換熱效率下降，製冷站為維持相同供冷量須消耗更多電力。為此，科大在圖書館樓頂安裝了四台冷卻塔，每台換熱能力約4,900 kW（總計約19,600 kW），作為海水製冷系統的輔助換熱設施^※。冷卻塔採用蒸發冷卻：室外空氣與下落水膜直接接觸，把熱量以水分蒸發的形式散入大氣，降低冷凝水温度，減輕主製冷機組的負荷。這一「海水為主、冷卻塔輔助」雙軌架構，令系統在極端高温天氣下仍能維持高效運作。

根據IMechE（英國機械工程師學會）香港分會技術參訪記錄，冷卻塔升級估計每年可節省約180萬度（kWh）電力^※（以科大近年年耗電約9,700萬度計，約佔總量1.85%）。

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# 冷卻塔產生的廢水如何處理？

冷卻塔在運行中需要持續向外「排污」（bleed-off）：蒸發使冷凝水中的溶解固體與懸浮固體濃度不斷升高，須定期抽走部分濃縮水、補入新水，以保持水質在香港機電工程署（EMSD）操作規程規定的可接受水平^※之內。這些排污水並非直接排放，而是經由管道導入圖書館的衝廁系統，實現水資源循環利用。

可量化的水循環數據如下：

此外，校內各樓宇空氣處理機組（AHU）產生的冷凝水亦被泵送至冷卻塔補水，進一步減少自來水消耗，體現了製冷系統在水資源層面的「內部循環」設計理念。

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# 海水製冷與科大整體節能戰略有何關聯？

中央製冷站所屬的「冷卻系統」，約佔科大校園全年總用電量的約20%^※，是校園最主要的單項耗電來源（學術大樓與製冷站合計約佔年度總耗電的72%）。科大2028可持續發展目標^※要求以2014年為基準削減能耗15%，長遠以2045年淨零排放為終點，製冷系統的持續優化是繞不開的關鍵路徑。

在制度層面，科大於1997年成為東南亞首家引入「節能績效合同」機制的院校^※——承判商若成功削減電費，可與大學分享節省成果，以商業激勵驅動長期節能。

技術前沿方面，SSC項目正測試被動輻射冷卻塗料：塗於冷卻塔水箱外表面，利用大氣紅外窗口向太空散熱，降低換熱循環水温，理論上可進一步降低製冷能耗^※——目前仍在收集實驗數據，商業化尚待核驗。

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# 工程歷程與關鍵節點

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