科技日报记者 操秀英
中国极地研究中心极地清洁能源首席科学家、太原理工大学校长孙宏斌近日表示，随着中国南极秦岭站首个规模化新能源系统启用、《南极清洁能源利用技术十二年发展纲要》发布等，中国技术和理念正推动南极考察快速进入绿色能源时代。
随着国际社会对碳中和与可持续发展的需求日益迫切，如何在南极实现清洁能源转型成为全球科学界的重要议题。中国作为《南极条约》协商国之一，始终积极参与南极治理与科学研究。2017年在中国北京召开的南极条约协商会议提出了绿色考察倡议。中国为率先践行倡议，在自然资源部的组织指导下，由孙宏斌教授牵头，于2023年编制发布了《南极清洁能源利用技术十二年发展纲要》（以下简称《纲要》），并主持在中国南极秦岭站建成了总容量超过300kW、新能源容量占比超60％的清洁能源系统。
国际南极研究科学委员会（SCAR）前主席、韩国国家极地研究委员会主席金禮東博士在接受科技日报记者采访时表示，由孙宏斌教授牵头编制的《纲要》是中国推动极地科考绿色转型的重要举措。
自然资源部所属中国极地研究中心有关专家分析，绿色能源除聚焦实现减排的目标外，更为重要的是它将叠加能源就地化效应，使未来南极考察活动受传统能源从物流环节的制约降到最低。区别于传统化石燃料能源，南极清洁能源转型面临多重技术挑战，需要突破“装备、管控、运维、共性”四大关键挑战。
在装备技术方面，需针对南极极端的系统所在地环境研发抗低温、抗强风的风电、光伏、氢能和储能设备，解决风机叶片覆冰、光伏板低温失效、氢能设备低温运行等难题，同时探索高效的储能方式及攻克电力电子设备的全天候适应性难题以应对极端环境下风光出力的随机性、波动性和间歇性。
在管控技术方面，需建立精准的功率预测系统，结合气象数据优化风光发电的功率输出，研发稳定控制系统以应对环境扰动，并构建综合能量管理系统实现多能源协同优化调度。
在运维技术方面，需通过动态模拟测试验证设备的可靠性，建立传感网络和远程通信体系实现设备状态实时监测，同时发展智能运维技术，依托机器人和数字孪生技术实现无人化检修和故障诊断。
在共性技术方面，需持续研发抗极寒、高强度新型发电材料等共性基础关键技术，同时探索地热能、核能等未来新能源技术的潜力，结合南极气象和地理数据库，分析并提取清洁能源系统发展关键要素，结合南极电/热/氢等用能需求特性，最大程度地挖掘南极可用新能源资源。上述专家说，期望通过以上关键技术的研发，发展以安全高效、绿色便捷、设备可靠、多能互补、智慧融合为重要特征的极地清洁能源系统，最终完成极地考察活动的整体升级换代。
面对南极科考站清洁能源需求，中国聚焦极端环境技术突破，通过分阶段推进太阳能、风能与氢能等新能源装备的应用，结合现代信息技术提升能源效率，系统解决极地能源稳定供应难题，为科考站低碳化运行提供可行路径。
金禮東认为，这一举措既响应全球碳中和共识，也为南极科考能源转型贡献了中国方案。他表示，尽管在南极洲建设清洁能源平台面临重大技术挑战，但秦岭站近期实现60%可再生能源利用率的成果值得关注，这是一个令人鼓舞的里程碑，标志着中国乃至世界南极科考进入“绿色能源”时代。
金禮東说，面对南极的特殊环境和复杂需求，有针对性的清洁能源技术研发和试用是必须经历的发展过程。他指出，南极的极低温、强风暴和生态敏感性，决定了常规能源技术难以持续应用，必须有针对性地利用清洁能源技术，推进极地考察活动的整体升级换代。基于此，到2035年新建南极科考站实现80%—100%清洁能源供能的目标具有可行性。
他表示，中国在持续加强清洁能源技术南极应用的同时，着力推动相关技术的国际共享与推广，必将整体提升南极科考活动的技术水平，更让所有参与国受益。此外，南极洲作为清洁能源技术的试验基地，可为全球可持续发展作出重大贡献，促进南极洲以外的人类进步和繁荣。
（中国极地研究中心供图）
