世界冰川日｜南极科考者讲述在极端环境中落地清洁能源系统

南极秦岭站的清洁能源系统。受访者供图

3月21日，是联合国确定的首个世界冰川日。

3月19日，在历时137天的南极科考后，来自太原理工大学的郭栋梁，以及清华大学电机工程与应用电子技术系王彬，分别回到太原和北京。而秦岭站清洁能源系统的另一名工程技术人员，太原理工大学的张志伟则留在科考站越冬，运维清洁能源系统。

此次出征南极，郭栋梁、王彬、张志伟3名能源科技工作者与后方团队一起，协同中国第41次南极考察队秦岭站队的其他队友，建设了秦岭站规模化清洁能源系统，将为秦岭站提供大约60%的清洁能源供应，成为“绿色科考”的践行者，为全球极地科考提供了向绿发展的现成案例。

3月20日，新京报贝壳财经记者采访了郭栋梁、王彬，以及在后方提供技术支持的太原理工大学电气与动力工程学院院长窦银科。

各位科研工作者讲述了全球气候变暖中的南极冰川变化，以及中国为实现“绿色科考”在能源端所进行的努力，描绘了通过极端环境下清洁能源系统应用及科研去征服星辰大海的画卷。

科考人员在调试储氢设备。受访者供图

首赴南极，建设南极秦岭站清洁能源系统

“在内蒙古进行了将近两个月的设备联调联试后，10月初我们就正式乘坐雪龙2号极地考察船奔赴南极了，直到3月17日返回上海，一共历时137天。”

2月20日，回到山西太原的郭栋梁向记者讲述了此次南极科考的整体行程。他表示，该清洁能源团队负责南极秦岭站清洁能源系统的建设任务，解决规模化风、光、储、氢等新能源装备和系统在南极“遥远极端”环境下的运输难、安装难、运行难、维护难等一系列难题。

虽然在国内已经做了各方面的准备，但南极还是给首次进驻的科考队员带来极大震撼。

“因为当时正是南极的夏季，日常气温只有零下十来度，当时还想，南极不过如此，但一场大雪之后就是八九级的狂风，一米厚的积雪很快就会不见踪迹——我第一次被眼前的景象所震撼。”郭栋梁表示。

“这是一片既壮美又严酷的‘矛盾之地’。极目望去，冰川如巨兽般向天际延伸，纯净的白色中泛着幽蓝的光泽；寒风裹挟着冰晶呼啸而过，仿佛能穿透所有防护；生物的存在更显珍贵：企鹅群摇摇晃晃的憨态、海豹慵懒的凝视，还有偶尔从天空划过的贼鸥，与极端自然环境形成奇妙反差。这里的寂静也令人难忘——没有人类社会的喧嚣，只有风声、冰裂声和动物的鸣叫构成的自然交响。”

第一次踏上南极大陆，王彬这样描述南极带给自己的心灵震撼。

王彬表示，南极圈的定义是南纬60度，实际上在南纬58度，科考人员在雪龙2号船上就见到了冰山，并且越往南走，漂流的冰山越多。在秦岭站工作时，也时常见到冰山从冰川上断裂，向罗斯海里漂移，这应该是全球变暖导致冰川融化的一个侧证。

科考人员正在南极的冰天雪地中紧张工作。受访者供图

绿色科考，中国走在世界前列

来自太原理工大学的窦银科院长是一名南极科考的“老兵”，从2004年开始就多次奔赴南极。

窦银科告诉记者，也正是基于全球变暖、冰川消融这一背景，我国在2017年就发出“绿色科考”的倡议。

2023年11月，南极秦岭站“风—光—氢—储—荷”新能源系统建设项目获批，太原理工大学校长孙宏斌教授为项目首席科学家。2024年3月至7月，在中国极地研究中心的组织下，太原理工大学牵头组织相关科研人员和中电18所、清华大学等单位联合攻关，先后攻克低温燃料电池冷启动技术、燃料电池抗低温冰冻技术、“制氢—储氢—输氢”控制系统、极端环境下微电网能量管理系统（EMS）等关键技术，设计开发了适应南极环境的抗低温抗强风“水滴形”风机。2024年9月，在太原和内蒙古两地分别开展“风—光—氢—储—荷”新能源系统联调联试。2024年11月，整套新能源系统运往南极。

据介绍，在该新能源系统中，光伏和风电总容量达到200kW，占整个秦岭站总发电容量的60%，同时采用氢能作为长周期储能，实现极昼极夜各180天的极端能量平衡。在无风无光的情况下，秦岭站清洁能源系统可为站区提供约2.5小时，最大150kW负荷的供电，保障考察站科研设备和基本生活设施短期纯绿色运行。

王彬介绍，此次投运清洁能源体系的秦岭站，在国际上首次实现了规模化氢能源系统在南极科考中的应用，并建设了秦岭站综合能量管理系统，实时采集风速、光照、温度等极端环境参数，监控电源侧、电网侧、负荷侧的实时运行数据，开展滚动预测、安全评估和优化调度，动态分配能源电力负荷，实现能量的梯级利用，实现了宜电则电、宜气则气、宜热则热。

克服困难，目标是“星辰大海”

郭栋梁表示，此次出征南极带着两大使命，一个是给科考站提供切实有效的清洁能源保障服务，一个是通过采集数据，进行进一步科学研究清洁能源系统在极端环境中的应用，为征服“星辰大海”进行科技储备。

然而，在具体的工作中，这些从实验室走出来的科技工作者第一次体验到了南极的践行。

王彬表示，在南极，建设一套清洁能源系统，是一件不容易的事情，最大的难点是：如何让清洁能源的产生、存储和使用等各个环节，能适应南极“遥远极端”的严苛环境特征，需要结合南极的实际情况，对常规清洁能源技术做进一步创新。在装备层面，需结合南极的极端环境特征，采取抗低温电池、抗风风机、抗风支架等技术，以提高能源装备在南极环境下的适应能力；在系统层面，针对户外能源装备运行所面临的“缺水、少电、保暖”等3个方面挑战，需改进水循环流程，实现了废水循环利用，最大程度提升淡水资源利用效率。此外，还要建设风光储动态控制体系，抑制风光快速波动对南极用电各环节的干扰，并建设余热回收及分配利用体系，提升在南极极端环境下的系统整体能效水平。

在回答记者有关业余生活提问时，两位科技工作者有些错愕。

“因为我们正好赶上了极昼，每天7点起床就要去调试设备，每每要干到很晚，几乎没有休息。”郭栋梁说，“从来没有过业余时间，业余时间的排遣也就无从谈起了。”

“60天的工作时间里，我们一直坚守在秦岭站海拔最高的新能源区域，每一次出门，都需要做充分的心理建设。”王彬说，除了克服技术的难题外，还得扛住环境的严酷，需要在大风、严寒中作业，每个人都要做多面手，电工、钳工、木工、焊工等各类工种，各类手工机械，都得会使，还能快速出活。在体力和毅力等方面突破自己的身体极限。

俯首当下，正在从事最美好的事业

“在秦岭站的寒夜里调试清洁能源系统时，我曾抬头望见太阳在冰盖上投下的耀眼光影，折射着地球46亿年的记忆。冰川，你们的每一次崩裂都是宇宙级的叹息，而我们正用我们的努力，去减少碳排放、减少污染物排放，试图回应这种叹息。我们承诺：清洁能源的电流终将比融水更早抵达未来。”

3月19日晚上，回到北京的王彬不顾连日来的疲惫，写下这段期许未来的独白。

作为一名远赴南极的科学工作者，王彬还是一名拥有3个孩子的父亲。

老大刚上高一，功课最紧张，也正值青春叛逆期；老二和老三是双胞胎，还不到1周岁，他夫妻双方父母的年龄均超过70岁，家庭所有重担全压到王彬爱人身上。

“老人们的身体是否健康、孩子们的功课是否顺利，是否快乐成长，这都是我最为牵挂的事情，也是我对爱人最为亏欠、最为感激的事情。”王彬表示。

郭栋梁的孩子也刚刚3岁。“思念肯定是挡不住的。”郭栋梁表示，自己本来在一个工业企业工作，后来跳槽进入太原理工大学举办的山西省能源互联网研究院。

“同样是搞清洁能源，但我有幸能够参与到极端环境的清洁能源应用研究项目，十分荣幸。我不光喜欢这种脚踏实地的感觉，更喜欢我们校长孙宏斌所说的，有一天我们的清洁能源也可以搞到月球、火星，成为人生航道里的‘星辰大海’。”郭栋梁感慨。

南极极端环境下的清洁能源技术研究，不仅是人类探索自然边界的科学挑战，更是常规能源系统升级的“创新实验室”。其核心价值在于通过极限场景倒逼技术突破，为全球应对气候变化、提升能源韧性提供可复用的解决方案。未来，通过极地与常规能源技术的双向反馈，有望加速实现高可靠、低成本的全球清洁能源转型。

王彬表示，从2005年起，作为高校的一名科研工作者，他参与中国能源电力系统建设实践已经有20年的时间，但针对南极清洁能源系统，还是一名“小学生”。“我们有责任、有义务去走进南极、认识南极，对我们的能源技术进行适应性改造，以身入局，带动更多的科技工作者走进南极，拥抱南极，以提高清洁能源装备和系统更可靠、更安全、更便捷、更绿色。”王彬说道。

因为通信系统还没完全投入使用，正在秦岭站坚守的张志伟没能联系上。想必又有一个清洁能源系统运维的南极故事正在书写。

新京报贝壳财经记者 白华兵 编辑 陈莉 校对 卢茜