山西智慧点亮南极！太原理工引领极地能源革命

2025年7月22日，国际顶尖学术期刊《Nature》旗下的Nature News以“China is boosting its Antarctic research. What does that mean for the world?”为题，将目光聚焦于中国南极科考的最新进展，对太原理工大学孙宏斌教授牵头设计研发的秦岭站清洁能源系统给予了高度评价，引发全球科学界广泛关注。这不仅是中国科研实力的彰显，更蕴含着山西高校在极地探索征程中的坚实力量。

中国南极科考新进展，秦岭站成焦点

中国国家海洋局极地考察办公室主任沈君介绍，秦岭站作为中国在南极南部的首个科考站，肩负着重要使命，未来将在海洋和陆地生态学、海冰、地球物理学和野生动物等多领域开展深入研究 ，其战略意义不言而喻。国际冰川学会前副主席、新西兰奥塔哥大学Christina Hulbe教授也指出，秦岭站独特的地理位置，为应对一系列南极科研前沿挑战提供了得天独厚的地理条件，是开展南极研究的理想之地。

清洁能源系统上线，破解南极能源困境

长期以来，全球约40个南极常年科考站严重依赖燃油作为一次能源供给。随着“绿色考察”理念的深入，这一传统能源体系的弊端日益凸显。而南极地区严寒、强风、暴雪的气候，以及极昼极夜的自然现象，又给清洁能源的开发利用带来重重挑战。

在此背景下，今年初部署在秦岭站的清洁能源系统意义非凡。该系统集成光伏、风机、储能电池和储氢设备，预计能满足该站超过50%的能源需求。其中，光伏和风电总容量达230kW，占整个秦岭站总发电容量的60%，同时创新性采用氢能作为长周期储能手段，成功实现极昼极夜各180天的极端能量平衡。诺奖得主、美国国家科学院院士Daniel Kammen教授高度称赞：“其他科考站应学习秦岭站这一做法。”

在无风无光等极端情况下，该系统仍可为站区提供约2.5小时、最大150kW负荷的供电，有力保障了考察站科研设备和基本生活设施的安全绿色运行。每年节省的百吨燃油和超30天雪龙船运输成本，既降低了经济成本，也极大减少了对站区生态环境的污染和破坏，一举突破了南极科考长期依赖柴油的世界性难题。

山西高校挑大梁，产学研协同攻克技术难关

太原理工大学作为这一项目的首席科学家单位，在孙宏斌教授的带领下，发挥关键作用。自2021年起，在中国极地研究中心的组织下，太原理工大学联合中电18所、清华大学、中电丰业、国家电投、华能集团等优势单位，展开产学研深度合作。

以孙宏斌教授课题组近30年复杂能量网络技术研究为根基，融合电气、机械、热能等多学科知识，科研团队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、极端环境下多能流综合能量管理系统（IEMS）等一系列关键技术。针对南极特殊环境，设计开发出抗低温抗强风的“水滴型”风机，有效提升了风能利用效率与设备稳定性 。

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。2024年9月，项目团队在太原和内蒙古两地分别开展系统联调联试；同年11月，整套新能源系统运往南极，并于12月22日顺利抵达南极秦岭站，2025年3月1日正式交付使用，开启中国极地绿色科考新篇章。

创新科研平台支撑，发布行业发展纲要

为确保新能源系统能在南极恶劣环境下稳定运行，太原理工大学建成全球首个极地极端环境模拟科学装置。该装置可实现极低温（<-100℃）、极强风（>60m/s）、暴雪和极昼/夜等12种极端环境的耦合模拟，有效解决了极地清洁能源利用研究难、测试难、运维难等瓶颈问题，为科研成果的可靠性提供了坚实保障。

立足国家极地战略重大需求，太原理工大学还主持编写了《南极清洁能源利用技术十二年发展纲要》，并于2024年10月面向全球发布。这份纲要为南极清洁能源装备、系统和运维等关键技术研发指明方向，其中凝练的关键科学问题，入选中国电机工程学会发布的2025年度电力领域重大问题难题，也是唯一由高等学校提出并入选的前沿科学问题，彰显了太原理工大学在该领域的引领地位。

此次秦岭站清洁能源系统获得国际顶尖学术期刊关注与高度评价，是中国科研实力的有力见证，更是太原理工大学等科研团队不懈努力的成果。未来，随着相关技术的不断完善与推广，有望为全球南极科考站的能源转型提供更多“中国方案”，助力南极科研事业迈向新高度，持续为人类探索极地奥秘贡献智慧与力量。