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我國極地清潔能源利用實(shí)現(xiàn)歷史突破

來源：中國電力報(bào) 時(shí)間：2025-03-06 17:58

“氫騰”燃料電池南極首秀

——我國極地清潔能源利用實(shí)現(xiàn)歷史突破

邱燕超 王倩倩 劉柏汝 趙瑋琪

　　3月1日，南極羅斯海恩克斯堡島傳來捷報(bào)：由中國國家電投集團(tuán)（以下簡稱“國家電投”）自主研發(fā)的“氫騰”燃料電池產(chǎn)品設(shè)備在南極秦嶺科考站成功發(fā)電，標(biāo)志著全球首次實(shí)現(xiàn)了氫能技術(shù)在南極環(huán)境下的應(yīng)用。這不僅是我國清潔能源技術(shù)發(fā)展的里程碑事件，更為極地科考能源供給開辟了全新路徑。

　　清潔能源，解決極地供電難題

　　位于南緯74度56分、東經(jīng)163度42分的秦嶺科考站，此刻正見證著人類極地科考能源體系的革新。建筑面積達(dá)5244平方米的科考站內(nèi)，由太原理工大學(xué)牽頭、國家電投氫能科技發(fā)展有限公司（以下簡稱“國氫科技”）等單位共同實(shí)施的新能源微電網(wǎng)系統(tǒng)正式投運(yùn)。

　　據(jù)介紹，由于新能源制氫和氫燃料電池發(fā)電具有良好的低溫適應(yīng)性，氫電耦合的“風(fēng)-光-氫-儲(chǔ)-荷”供能系統(tǒng)就成為極地惡劣環(huán)境的優(yōu)選。其中“氫騰”燃料電池既是儲(chǔ)能裝置又是分布式能源。在風(fēng)光條件良好的時(shí)段，該燃料電池系統(tǒng)使用多余的電力制氫，通過存儲(chǔ)氫氣實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能；在風(fēng)光發(fā)電條件不好時(shí)，通過氫燃料電池將氫氣轉(zhuǎn)換為電能和熱能。此次應(yīng)用于南極秦嶺站供能的微電網(wǎng)系統(tǒng)，配備最大儲(chǔ)氫容量50立方的儲(chǔ)氫罐，單獨(dú)用“氫騰”燃料電池發(fā)電可為站區(qū)提供連續(xù)24天、最大30千瓦的供電。該燃料電池系統(tǒng)可模塊化擴(kuò)展，功率范圍覆蓋50千瓦至數(shù)十兆瓦，發(fā)電效率可達(dá)50%，熱電綜合效率可達(dá)90%以上，設(shè)計(jì)壽命4萬小時(shí)。相比于傳統(tǒng)化石燃料發(fā)電，這款產(chǎn)品每發(fā)出一度電，可節(jié)省約400克標(biāo)準(zhǔn)煤，減少約1千克二氧化碳排放。

　　數(shù)據(jù)顯示，南極地區(qū)年平均氣溫零下10攝氏度至零下60攝氏度，最大風(fēng)速達(dá)100米/秒。項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)攻克了氫燃料電池極低溫冷啟動(dòng)、抗強(qiáng)輻射等核心技術(shù)，使系統(tǒng)在低溫環(huán)境下仍能穩(wěn)定運(yùn)行。這種突破不僅填補(bǔ)了氫能在極地應(yīng)用的技術(shù)空白，更為未來極端環(huán)境能源系統(tǒng)建設(shè)提供了可復(fù)制樣板。

　　“氫騰”南極，500天極限攻堅(jiān)

　　時(shí)間回?fù)苤?023年夏，當(dāng)接到南極清潔能源供能任務(wù)時(shí)，留給國氫科技設(shè)備發(fā)運(yùn)僅有500天。國氫科技濟(jì)南綠動(dòng)負(fù)責(zé)人陳穎回憶當(dāng)時(shí)的場景，“高寒、強(qiáng)風(fēng)、輻射、極晝極夜、低氣壓……氫發(fā)電產(chǎn)品在極端環(huán)境下的應(yīng)用還是全新的，時(shí)間緊、任務(wù)重、難度大。”

　　“我們要確保產(chǎn)品在南極運(yùn)行萬無一失。”國氫科技濟(jì)南綠動(dòng)副總經(jīng)理、氫發(fā)電產(chǎn)品負(fù)責(zé)人劉元宇的話，道出了國氫科技南極項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)的心聲。國氫科技迅速成立了平均年齡僅30歲的19人研發(fā)隊(duì)伍，上設(shè)備，提性能，攻難題，定方案，倒計(jì)時(shí)全力以赴。

　　研發(fā)團(tuán)隊(duì)先后轉(zhuǎn)戰(zhàn)天津、內(nèi)蒙古等地，模擬南極用電環(huán)境進(jìn)行低溫測試，確保產(chǎn)品在極端條件下的穩(wěn)定運(yùn)行。2024年11月1日，氫能發(fā)電設(shè)備完成各項(xiàng)驗(yàn)收工作隨“雪龍2號(hào)”啟程南極。今年1月8日設(shè)備抵站后，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)與南極項(xiàng)目組通過安裝調(diào)試，最終在3月1日實(shí)現(xiàn)成功發(fā)電。

　　進(jìn)階之路，推動(dòng)高水平科技自立自強(qiáng)

　　“氫騰”的南極首秀并非偶然?；厮萜浒l(fā)展歷程：2021年博鰲論壇上，10輛“氫騰”大巴以穩(wěn)定運(yùn)行超過2萬公里，完成重大活動(dòng)中的首次亮相；2022年北京冬奧會(huì)、冬殘奧會(huì)上，百余輛“氫騰”大巴總行駛里程達(dá)89萬公里，執(zhí)行接駁任務(wù)7205班次，接駁乘客16.07萬人次，創(chuàng)下“零事故、零故障”紀(jì)錄。

　　為塑造“氫騰”燃料電池“中國人自己的燃料電池品牌”，國氫科技以“自主化、高性能、低成本”為研發(fā)目標(biāo)，從“氫騰”八大關(guān)鍵部件入手攻克技術(shù)難題，逐步實(shí)現(xiàn)了從材料到零部件、再到電池電堆和系統(tǒng)的全線自主化，為打造“氫騰”品牌奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。從2019年正式發(fā)布第一款“氫騰”產(chǎn)品，到2022年形成適配多種車型的“氫騰”產(chǎn)品譜系，國氫科技用全產(chǎn)業(yè)鏈自主化創(chuàng)新技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了由追跑向并跑、領(lǐng)跑的跨越。

　　國家電投著眼于我國豐富的可再生能源和綠電制氫優(yōu)勢，于2016年明確將氫能作為戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)加以培育，構(gòu)建未來能源供給的“電氫體系”，氫能應(yīng)用正加速拓展。吉林大安風(fēng)光制綠氫合成氨一體化項(xiàng)目，即將實(shí)現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用；濟(jì)南綠色國際產(chǎn)業(yè)園分布式供能系統(tǒng)持續(xù)運(yùn)行超過2年；“氫進(jìn)萬家”科技示范工程，氫能社區(qū)和園區(qū)供能即將實(shí)現(xiàn)批量應(yīng)用……這些共同勾勒出氫能社會(huì)的現(xiàn)實(shí)圖景。

　　創(chuàng)新是引領(lǐng)發(fā)展的第一動(dòng)力。國家電投推進(jìn)“均衡增長戰(zhàn)略”，在保持傳統(tǒng)能源優(yōu)勢的同時(shí)，加快氫能、儲(chǔ)能等創(chuàng)新業(yè)態(tài)發(fā)展。目前，國家電投燃?xì)廨啓C(jī)、智慧場站、農(nóng)村能源革命等多項(xiàng)創(chuàng)新成果已進(jìn)入規(guī)?；瘧?yīng)用階段，科技創(chuàng)新的魅力持續(xù)迸發(fā)。

　　當(dāng)南極的極光映照在“風(fēng)光無限 國家電投”的紅色條幅上，中國氫能技術(shù)的全球版圖正在徐徐展開。從極地科考到城市交通，從工業(yè)供能到應(yīng)急電源，這場以自主創(chuàng)新為底色的能源變革，正為高質(zhì)量發(fā)展注入綠色動(dòng)能。

　　責(zé)任編輯：沈馨蕊