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我國極地清潔能源利用實現曆史突破

2025-03-07     新聞來源:中國電力報

  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”)自主研發的“氫騰”燃料電池產品設備在南極秦嶺科考站成功發電,標誌著全球首次實現了氫能技術在南極環境下的應用。這不僅是我國清潔能源技術發展的裏程碑事件,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

 

  位於南緯74度56分、東經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係的革新。建築麵積達5244平方米的科考站內,由太原理工大學牽頭、國家電投氫能科技發展有限公司(以下簡稱“國氫科技”)等單位共同實施的新能源微電網係統正式投運。

 

  據介紹,由於新能源製氫和氫燃料電池發電具有良好的低溫適應性,氫電耦合的“風-光-氫-儲-荷”供能係統就成為極地惡劣環境的優選。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,該燃料電池係統使用多餘的電力製氫,通過存儲氫氣實現儲能;在風光發電條件不好時,通過氫燃料電池將氫氣轉換為電能和熱能。此次應用於南極秦嶺站供能的微電網係統,配備最大儲氫容量50立方的儲氫罐,單獨用“氫騰”燃料電池發電可為站區提供連續24天、最大30千瓦的供電。該燃料電池係統可模塊化擴展,功率範圍覆蓋50千瓦至數十兆瓦,發電效率可達50%,熱電綜合效率可達90%以上,設計壽命4萬小時。相比於傳統化石燃料發電,這款產品每發出一度電,可節省約400克標準煤,減少約1千克二氧化碳排放。

 

  數據顯示,南極地區年平均氣溫零下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,使係統在低溫環境下仍能穩定運行。這種突破不僅填補了氫能在極地應用的技術空白,更為未來極端環境能源係統建設提供了可複製樣板。

 

  “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……氫發電產品在極端環境下的應用還是全新的,時間緊、任務重、難度大。”

 

  “我們要確保產品在南極運行萬無一失。”國氫科技濟南綠動副總經理、氫發電產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人研發隊伍,上設備,提性能,攻難題,定方案,倒計時全力以赴。

 

  研發團隊先後轉戰天津、內蒙古等地,模擬南極用電環境進行低溫測試,確保產品在極端條件下的穩定運行。2024年11月1日,氫能發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日設備抵站後,項目團隊與南極項目組通過安裝調試,最終在3月1日實現成功發電。

 

  進階之路,推動高水平科技自立自強

 

  “氫騰”的南極首秀並非偶然。回溯其發展曆程:2021年博鼇論壇上,10輛“氫騰”大巴以穩定運行超過2萬公裏,完成重大活動中的首次亮相;2022年北京冬奧會、冬殘奧會上,百餘輛“氫騰”大巴總行駛裏程達89萬公裏,執行接駁任務7205班次,接駁乘客16.07萬人次,創下“零事故、零故障”紀錄。

 

  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”為研發目標,從“氫騰”八大關鍵部件入手攻克技術難題,逐步實現了從材料到零部件、再到電池電堆和係統的全線自主化,為打造“氫騰”品牌奠定了堅實基礎。從2019年正式發布第一款“氫騰”產品,到2022年形成適配多種車型的“氫騰”產品譜係,國氫科技用全產業鏈自主化創新技術,實現了由追跑向並跑、領跑的跨越。

 

  國家電投著眼於我國豐富的可再生能源和綠電製氫優勢,於2016年明確將氫能作為戰略性產業加以培育,構建未來能源供給的“電氫體係”,氫能應用正加速拓展。吉林大安風光製綠氫合成氨一體化項目,即將實現大規模商業化應用;濟南綠色國際產業園分布式供能係統持續運行超過2年;“氫進萬家”科技示範工程,氫能社區和園區供能即將實現批量應用……這些共同勾勒出氫能社會的現實圖景。

 

  創新是引領發展的第一動力。國家電投推進“均衡增長戰略”,在保持傳統能源優勢的同時,加快氫能、儲能等創新業態發展。目前,國家電投燃氣輪機、智慧場站、農村能源革命等多項創新成果已進入規模化應用階段,科技創新的魅力持續迸發。

 

  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,從工業供能到應急電源,這場以自主創新為底色的能源變革,正為高質量發展注入綠色動能。