| 背景介紹
圖1. 2025年7月22日Nature News首頁
| 項目簡介
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，占整個秦嶺站總發(fā)電容量的60%，同時采用氫能作為長周期儲能，實現(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天雪龍船運輸成本，有效減少了對站區(qū)生態(tài)環(huán)境的污染和破壞，突破了南極科考長期依賴柴油的世界性難題。在無風(fēng)無光的情況下，該系統(tǒng)可為站區(qū)提供約2.5小時，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 |
100 kW |
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光伏 |
130 kW |
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氫能系統(tǒng) （燃料電池/儲氫罐） |
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)建成了全球首個極地極端環(huán)境模擬科學(xué)裝置，可實現(xiàn)極低溫（<-100℃）、極強風(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、測試難、運維難等難題。
圖3. 極地極端環(huán)境模擬科學(xué)裝置
立足國家極地戰(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)問題，入選中國電機工程學(xué)會發(fā)布的2025年度電力領(lǐng)域重大問題難題，是唯一由高等學(xué)校提出并入選的前沿科學(xué)問題。
圖4. 《綱要》與《重大問題難題》
相關(guān)研究在國家海洋局極地考察辦公室、中國極地研究中心的支持下，受國家自然科學(xué)基金委項目（U22A6007，U23A20649）、山西省能源互聯(lián)網(wǎng)研究院重大科研支撐專項（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] “我國在南極秦嶺站建設(shè)的首個規(guī)?；履茉聪到y(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] “中國推動南極考察快速進(jìn)入綠色能源時代” 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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