严寒之地南极,成为氢能生态系统试验场

现代汽车集团计划在南极科考站建设太阳能绿氢微电网。此举一方面助力韩国科考站实现清洁能源转型,另一方面也借助极端环境积累氢能技术经验,进一步夯实全球氢能生态系统布局。
开发抵御严寒的专项技术,目标2028年试运行
目前,南极韩国世宗科考站和张保皋科考站均已配备太阳能设施,但由于恶劣天气、积雪等因素频繁干扰,加之夏季白夜与冬季极夜导致日照量波动悬殊,两座基地目前仍有97%的电力依赖柴油发电。
极地研究所计划与现代汽车合作,在夏季利用太阳能电解水制取并储存绿氢,冬季再通过燃料电池发电,构建"就地生产、就地消费"的微电网与能源循环系统。
现代汽车推进这一项目,核心目的是提升其主力技术PEM(质子交换膜)电解槽的应用价值,同时获取低温运行所需的关键数据。
PEM技术具备出色的功率响应性,能随电流变化灵活调节制氢量,且启停响应速度快。与碱性电解槽不同,PEM不使用液态电解质,因而无需担忧电解质结冰问题。
此外,南极设备必须将保温供暖能耗降至最低,所有设施须高度集成于模块化隔热集装箱内。PEM电流密度高,体积比碱性电解槽更小,却能生产同等数量的氢气和电力,空间利用率极高。
现代汽车将综合运用PEM电解槽与燃料电池技术,设计制造能够承受南极极寒的整套系统。
具体而言,方案将引入废热回收与再利用设计——收集电解槽和燃料电池产生的热量,用于维持系统内部温度,同时防止管道结冰。此外,系统停机时若内部残留水分,结冰膨胀可能损坏燃料电池隔膜和电堆,因此还将引入高精度吹扫(Purge)技术,在关机时通过高压空气或氮气将内部水分彻底排出。
为抵御南极暴风雪和严寒,集装箱内部将采用特种隔热材料和自备空调系统。同时,基于氢能汽车低温测试及高压储氢罐开发积累的数据库,团队还将研发能在零下30至40°C乃至更低温度下保持弹性与耐久性的极低温专用阀门、管道及密封垫材料。
现代汽车计划用约一年时间完成系统制造,随后运往南极,最快于2028年启动试运行。
实证成果将融入HTWO Grid战略
通过这次南极实证,现代汽车将全面提升氢能技术实力,进一步巩固集团氢能综合解决方案"HTWO Grid"战略。
验证水分冻结与热管理是氢能设施面临的最大难题之一。要彻底完成验证,通常需要人工模拟极端低温的"冷室(Cold Chamber)"。然而,要建造并运营一个足以容纳电解槽、压缩机、燃料电池全套集装箱模块的超大型冷室,无论在物理条件还是经济成本上都难以实现。正因如此,像绿氢微电网这类对可靠性要求极高的基础设施,往往选择以极地作为测试场地。
现代汽车将把南极当作天然"冷室",精确获取极端环境下材料破坏、水分凝结、极低温启动等方面的数据,力求将产品性能发挥到极致。
发电用燃料电池的核心指标,在于365天不间断稳定输出的"长期连续运行能力"和超长使用寿命。若能成功经受南极严寒的考验,现代汽车的燃料电池将在移动出行领域之外,进一步验证其作为基础发电设备的稳定性,从而将车用燃料电池系统的应用边界扩展至发电和基础设施领域。
更重要的是,现代汽车还将具备在南极这样远离外部电网的偏远地区,按需提供氢基清洁发电基础设施的能力。以此为基础,现代汽车将不只是单纯的设备供应商,而是立足全球氢能基础设施市场的先机,持续拓展HTWO Grid生态版图。
信息来源:每月氢能经济