我國極地清潔能源利用實現(xiàn)歷史突破
來源：中國電力報 時間：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：由中國國家電投集團（以下簡稱“國家電投”）自主研發(fā)的“氫騰”燃料電池產(chǎn)品設備在南極秦嶺科考站成功發(fā)電，標志著全球首次實現(xiàn)了氫能技術在南極環(huán)境下的應用。這不僅是我國清潔能源技術發(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5244平方米的科考站內(nèi)，由太原理工大學牽頭、國家電投氫能科技發(fā)展有限公司（以下簡稱“國氫科技”）等單位共同實施的新能源微電網(wǎng)系統(tǒng)正式投運。
▲1月8日，國家電投集團的品牌口號“風光無限國家電投”隨著“氫騰”電池系統(tǒng)“抵達”南極秦嶺科考站
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性，氫電耦合的“風-光-氫-儲-荷”供能系統(tǒng)就成為極地惡劣環(huán)境的優(yōu)選。其中“氫騰”燃料電池既是儲能裝置又是分布式能源。在風光條件良好的時段，該燃料電池系統(tǒng)使用多余的電力制氫，通過存儲氫氣實現(xiàn)儲能；在風光發(fā)電條件不好時，通過氫燃料電池將氫氣轉(zhuǎn)換為電能和熱能。此次應用于南極秦嶺站供能的微電網(wǎng)系統(tǒng)，配備最大儲氫容量50立方的儲氫罐，單獨用“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)可模塊化擴展，功率范圍覆蓋50千瓦至數(shù)十兆瓦，發(fā)電效率可達50%，熱電綜合效率可達90%以上，設計壽命4萬小時。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克標準煤，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，最大風速達100米/秒。項目團隊攻克了氫燃料電池極低溫冷啟動、抗強輻射等核心技術，使系統(tǒng)在低溫環(huán)境下仍能穩(wěn)定運行。這種突破不僅填補了氫能在極地應用的技術空白，更為未來極端環(huán)境能源系統(tǒng)建設提供了可復制樣板。
“氫騰”南極，500天極限攻堅
時間回撥至2023年夏，當接到南極清潔能源供能任務時，留給國氫科技設備發(fā)運僅有500天。國氫科技濟南綠動負責人陳穎回憶當時的場景，“高寒、強風、輻射、極晝極夜、低氣壓……氫發(fā)電產(chǎn)品在極端環(huán)境下的應用還是全新的，時間緊、任務重、難度大?！?/span>
▲國氫科技氫發(fā)電團隊技術人員調(diào)試發(fā)電產(chǎn)品
“我們要確保產(chǎn)品在南極運行萬無一失。”國氫科技濟南綠動副總經(jīng)理、氫發(fā)電產(chǎn)品負責人劉元宇的話，道出了國氫科技南極項目團隊的心聲。國氫科技迅速成立了平均年齡僅30歲的19人研發(fā)隊伍，上設備，提性能，攻難題，定方案，倒計時全力以赴。
研發(fā)團隊先后轉(zhuǎn)戰(zhàn)天津、內(nèi)蒙古等地，模擬南極用電環(huán)境進行低溫測試，確保產(chǎn)品在極端條件下的穩(wěn)定運行。2024年11月1日，氫能發(fā)電設備完成各項驗收工作隨“雪龍2號”啟程南極。今年1月8日設備抵站后，項目團隊與南極項目組通過安裝調(diào)試，最終在3月1日實現(xiàn)成功發(fā)電。
進階之路，推動高水平科技自立自強
“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)定運行超過2萬公里，完成重大活動中的首次亮相；2022年北京冬奧會、冬殘奧會上，百余輛“氫騰”大巴總行駛里程達89萬公里，執(zhí)行接駁任務7205班次，接駁乘客16.07萬人次，創(chuàng)下“零事故、零故障”紀錄。
▲搭載國氫科技自主研發(fā)的“氫騰”燃料電池系列車型
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，從“氫騰”八大關鍵部件入手攻克技術難題，逐步實現(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”品牌奠定了堅實基礎。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，實現(xiàn)了由追跑向并跑、領跑的跨越。
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”，氫能應用正加速拓展。吉林大安風光制綠氫合成氨一體化項目，即將實現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)化應用；濟南綠色國際產(chǎn)業(yè)園分布式供能系統(tǒng)持續(xù)運行超過2年；“氫進萬家”科技示范工程，氫能社區(qū)和園區(qū)供能即將實現(xiàn)批量應用……這些共同勾勒出氫能社會的現(xiàn)實圖景。
創(chuàng)新是引領發(fā)展的第一動力。國家電投推進“均衡增長戰(zhàn)略”，在保持傳統(tǒng)能源優(yōu)勢的同時，加快氫能、儲能等創(chuàng)新業(yè)態(tài)發(fā)展。目前，國家電投燃氣輪機、智慧場站、農(nóng)村能源革命等多項創(chuàng)新成果已進入規(guī)?；瘧秒A段，科技創(chuàng)新的魅力持續(xù)迸發(fā)。
當南極的極光映照在“風光無限 國家電投”的紅色條幅上，中國氫能技術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)展注入綠色動能。
責任編輯：沈馨蕊
