秦岭站的混合清洁能源系统
中国在南极洲建立了一套混合清洁能源系统,用于支撑秦岭科考站的日常运转。该系统整合了太阳能、风能、氢能、低温电池和柴油发电机,目标是在地球最偏远的地区之一减少对化石燃料的依赖。
秦岭站位于罗斯海特拉诺瓦湾的难言岛,是中国在南极洲的第五个科考站,于 2024 年 2 月 7 日正式启用。站区面积 5244 平方米,设计灵感来自南十字星座。夏季最多可接待 80 人,冬季可容纳 30 人。
混合能源系统于 2025 年 3 月 1 日正式运行。
系统构成
整套系统包括以下几个部分:
| 名称 | 说明 |
|---|---|
| 风力发电 | 100 千瓦风力涡轮机 |
| 光伏发电 | 130 千瓦太阳能板 |
| 氢能发电 | 30 千瓦氢能装置 |
| 储能系统 | 300 千瓦时低温电池组 |
| 备用电源 | 柴油发电机(应急使用) |
系统可根据实时气象条件灵活切换能源来源。风力充足时,风机承担主要供电;光照良好时,太阳能板为设备、住宿、通信和实验室供电。当风能和光能都不足时,电池组可以满功率(150 千瓦)支撑约两个半小时。
按照规划,可再生能源最终将覆盖秦岭站约 60% 的用电需求。
极夜挑战:氢能的关键作用
极夜期间,太阳能完全失效,这是极地科考站能源规划最大的难题之一。
普通电池在极低温下会明显掉电,因此系统专门配备了低温电池。而氢能装置在极夜期间能够持续稳定输出 30 千瓦电力,最长可维持 14 天,是应对长期无光照的关键保障。
仍然保留柴油备份
尽管引入了多种清洁能源,秦岭站并未完全放弃柴油发电。柴油机作为最后一道安全保障,在可再生能源发电不足、设备故障或用电需求超出预期时启动。因此,这套系统本质上是一个混合能源体系。
科研与地缘意义
罗斯海是全球重要的极地科研区域,涉及气候、冰川、海洋和极地生态系统等多个研究领域。秦岭站的建立,大幅提升了中国在冰川学、大气科学、海洋学和极地生态学方面的研究能力。
2024 年 2 月,路透社报道指出,秦岭站的落成不仅具有科学价值,在地缘政治层面也有一定意义。南极洲受国际条约管辖,以科学研究和环境保护为优先原则,目前已有多个国家在此设立科考设施。
更广泛的参考价值
秦岭站的能源实践,也为其他面临类似挑战的地区提供了参考,比如偏远岛屿、山区社区以及没有稳定电网的地方。当然,能够同时叠加极寒、极夜、强风和物流极端受限这四重条件的地方,全球罕见。
正是在这样的极端环境中,这套系统的真实性能才得以接受最严苛的检验。
【信息来源:欧洲行业网站报道 | 作者:Alisson Ficher】
