| 背景介紹
圖1. 2025年7月22日Nature News首頁(yè)
| 項(xiàng)目簡(jiǎn)介
圖2. 秦嶺站清潔能源系統(tǒng)
在該新能源系統(tǒng)中，光伏和風(fēng)電總?cè)萘窟_(dá)到230kW，占整個(gè)秦嶺站總發(fā)電容量的60%，同時(shí)采用氫能作為長(zhǎng)周期儲(chǔ)能，實(shí)現(xiàn)極晝極夜各180天的極端能量平衡，每年可節(jié)省百噸燃油和超30天雪龍船運(yùn)輸成本，有效減少了對(duì)站區(qū)生態(tài)環(huán)境的污染和破壞，突破了南極科考長(zhǎng)期依賴柴油的世界性難題。在無(wú)風(fēng)無(wú)光的情況下，該系統(tǒng)可為站區(qū)提供約2.5小時(shí)，最大150kW負(fù)荷的供電，保障考察站科研設(shè)備和基本生活設(shè)施安全綠色運(yùn)行。
表1. 秦嶺站清潔能源系統(tǒng)新能源設(shè)備配置
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新能源設(shè)備類型 |
配置 |
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風(fēng)機(jī) |
100 kW |
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光伏 |
130 kW |
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氫能系統(tǒng) （燃料電池/儲(chǔ)氫罐） |
30 kW/5000 標(biāo)方 |
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低溫電池 |
300 kWh |
為確保新能源系統(tǒng)能夠在南極惡劣環(huán)境下正常工作，在研發(fā)階段，太原理工大學(xué)建成了全球首個(gè)極地極端環(huán)境模擬科學(xué)裝置，可實(shí)現(xiàn)極低溫（<-100℃）、極強(qiáng)風(fēng)（>60m/s）、暴雪和極晝/夜等12種極端環(huán)境的耦合模擬，有效解決了極地清潔能源利用研究難、測(cè)試難、運(yùn)維難等難題。
圖3. 極地極端環(huán)境模擬科學(xué)裝置
立足國(guó)家極地戰(zhàn)略重大需求，太原理工大學(xué)還主持編寫了《南極清潔能源利用技術(shù)十二年發(fā)展綱要》，并于2024年10月面向全球發(fā)布，為南極清潔能源裝備、系統(tǒng)和運(yùn)維等關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)提供了方向指導(dǎo) [6]。其中凝練的關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題，入選中國(guó)電機(jī)工程學(xué)會(huì)發(fā)布的2025年度電力領(lǐng)域重大問(wèn)題難題，是唯一由高等學(xué)校提出并入選的前沿科學(xué)問(wèn)題。
圖4. 《綱要》與《重大問(wèn)題難題》
相關(guān)研究在國(guó)家海洋局極地考察辦公室、中國(guó)極地研究中心的支持下，受國(guó)家自然科學(xué)基金委項(xiàng)目（U22A6007，U23A20649）、山西省能源互聯(lián)網(wǎng)研究院重大科研支撐專項(xiàng)（SXEI2024A001）等資助。
相關(guān)資料
[1] “China is boosting its Antarctic research. What does that mean for the world?” Nature News. https://www.nature.com/articles/d41586-025-02157-x (2025)
[2] “我國(guó)在南極秦嶺站建設(shè)的首個(gè)規(guī)模化新能源系統(tǒng)正式交付使用” 央視新聞. https://content-static.cctvnews.cctv.com/snow-book/index.html?item_id=14806633680978973921 (2025)
[3] “中國(guó)推動(dòng)南極考察快速進(jìn)入綠色能源時(shí)代” 新華網(wǎng). https://www.xinhuanet.com/20250416/79d0ca6742254f6daf99db29c65094e3/c.html (2025)
[4] “Call to Accelerate Antarctic Expeditions' Green Transition” Science and Technology Daily. https://digitalpaper.stdaily.com/http_www.kjrb.com/ywtk/html/2025-05/10/content_588392.htm?div=-1 (2025)
[5] “Breaking the Ice with Green Power: China’s Pioneering Antarctic Energy System” IEEE Electrification Magazine. https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/11023042/ (2025)
[6] “Twelve-year development outline for clean energy utilization technologies in Antarctica,” Polar Research Institute of China and Taiyuan University of Technology. https://www.eea.tsinghua.edu.cn/en/info/1038/3207.htm (2024)
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