《自然》新闻头条报道电机系牵头研发的秦岭站清洁能源系统
新清华 2025年08月15日 第2371期 学术前沿
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本报讯 近日,《自然》(Nature)期刊新闻头条以“中国正在加强其南极研究。这对世界意味着什么?”为题,高度评价了由清华大学电机系教授孙宏斌牵头设计研发的秦岭站清洁能源系统。
文章报道,今年初南极秦岭站已部署了一套清洁能源系统,包括: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。国际冰川学会前副主席、新西兰奥塔哥大学克里斯蒂娜·胡尔贝教授评价:“秦岭站为应对一系列南极科研前沿挑战提供了很好的地理条件。”诺奖得主、美国国家科学院院士丹尼尔·科曼教授表示:“其他科考站应学习秦岭站这一做法。”
自2021年起,在中国极地研究中心的组织协调下,以孙宏斌为首席科学家的团队,联合学校相关科研人员,协同太原理工大学、中电18所、中电丰业、国家电投、华能集团等优势单位进行联合攻关,先后攻克抗低温强风的风力发电、低温燃料电池冷启动、“制氢-储氢-输氢”控制、极地多能流综合能量管理系统等关键技术。整套系统于2024年9月在太原和内蒙两地开展集成联调,2024年12月运抵南极秦岭站并安装调试,2025年3月投入运行。
该清洁能源系统的光伏和风电总容量达到230千瓦,占整个秦岭站总发电容量的60%。同时,它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,突破了南极科考长期依赖柴油的世界性难题,有效减少对站区生态环境的污染和破坏。在无风无光的情况下,该系统可为站区提供约2.5小时、最大150千瓦负荷的供电,保障考察站科研设备和基本生活设施的安全绿色运行。
为确保清洁能源系统能够在南极恶劣环境下正常工作,孙宏斌组织建成了全球首个极地极端环境模拟科学装置,可耦合模拟极低温(<-100℃)、极强风(>60m/s)、暴雪和极昼/夜等12种南极极端环境,有效解决了极地清洁能源研究难、测试难、运维难等核心挑战。
(电机系)