本文围绕中国第41次南极考察队秦岭站队建设秦岭站规模化清洁能源系统展开，讲述了太原理工大学的郭栋梁、清华大学的王彬等科研人员的南极科考经历，包括建设过程、面临的挑战、取得的成果，以及他们在科研和家庭之间的抉择，展现了中国在“绿色科考”方面的努力和成就。
这是南极秦岭站的清洁能源系统，由受访者供图。
3月21日，迎来了联合国确定的首个世界冰川日。而在此之前的3月19日，在历经137天的南极科考后，来自太原理工大学的郭栋梁回到了太原，清华大学电机工程与应用电子技术系的王彬也回到了北京。不过，秦岭站清洁能源系统的另一名工程技术人员，太原理工大学的张志伟则选择留在科考站越冬，继续运维清洁能源系统。
此次前往南极，郭栋梁、王彬、张志伟这3名能源科技工作者与后方团队紧密协作，和中国第41次南极考察队秦岭站队的其他队友一道，成功建设了秦岭站规模化清洁能源系统。该系统将为秦岭站提供大约60%的清洁能源供应，他们成为了“绿色科考”的积极践行者，也为全球极地科考提供了向绿发展的优秀范例。
3月20日，新京报贝壳财经记者对郭栋梁、王彬，以及在后方提供技术支持的太原理工大学电气与动力工程学院院长窦银科进行了采访。各位科研工作者分享了在全球气候变暖背景下南极冰川的变化情况，以及中国为实现“绿色科考”在能源端所付出的努力，为我们描绘了一幅通过在极端环境下应用清洁能源系统及开展科研来征服星辰大海的宏伟画卷。
图为科考人员在调试储氢设备，由受访者供图。
首赴南极，建设南极秦岭站清洁能源系统
“在内蒙古进行了将近两个月的设备联调联试后，10月初我们就正式乘坐雪龙2号极地考察船奔赴南极了，直到3月17日返回上海，整个行程一共历时137天。”2月20日，回到山西太原的郭栋梁向记者详细讲述了此次南极科考的整体行程。他表示，他们所在的清洁能源团队肩负着南极秦岭站清洁能源系统的建设任务，需要解决规模化风、光、储、氢等新能源装备和系统在南极“遥远极端”环境下运输难、安装难、运行难、维护难等一系列棘手难题。
尽管在国内已经做了全方位的准备，但南极的真实环境还是给首次进驻的科考队员带来了极大的震撼。“因为当时正是南极的夏季，日常气温只有零下十来度，当时还心想，南极不过如此。但一场大雪之后，紧接着就是八九级的狂风，一米厚的积雪很快就消失得无影无踪——那一刻，我第一次被眼前的景象所深深震撼。”郭栋梁心有余悸地说道。
“这是一片既壮美又严酷的‘矛盾之地’。极目望去，冰川如巨兽般向天际延伸，纯净的白色中泛着幽蓝的光泽；寒风裹挟着冰晶呼啸而过，仿佛能穿透所有防护；生物的存在更显珍贵：企鹅群摇摇晃晃的憨态、海豹慵懒的凝视，还有偶尔从天空划过的贼鸥，与极端自然环境形成奇妙反差。这里的寂静也令人难忘——没有人类社会的喧嚣，只有风声、冰裂声和动物的鸣叫构成的自然交响。”第一次踏上南极大陆，王彬用这样细腻的文字描述了南极带给他的心灵震撼。
王彬还表示，南极圈的定义是南纬60度，实际上在南纬58度，科考人员在雪龙2号船上就已经见到了冰山，并且越往南走，漂流的冰山越多。在秦岭站工作时，也时常能看到冰山从冰川上断裂，向罗斯海里漂移，这应该是全球变暖导致冰川融化的一个有力侧证。
图为科考人员正在南极的冰天雪地中紧张工作，由受访者供图。
绿色科考，中国走在世界前列
太原理工大学的窦银科院长是一位南极科考的“老兵”，从2004年开始就多次奔赴南极。窦银科告诉记者，正是基于全球变暖、冰川消融这一严峻背景，我国在2017年就发出了“绿色科考”的倡议。
2023年11月，南极秦岭站“风—光—氢—储—荷”新能源系统建设项目获批，太原理工大学校长孙宏斌教授担任项目首席科学家。2024年3月至7月，在中国极地研究中心的组织下，太原理工大学牵头，联合中电18所、清华大学等单位的相关科研人员进行攻关，先后攻克了低温燃料电池冷启动技术、燃料电池抗低温冰冻技术、“制氢—储氢—输氢”控制系统、极端环境下微电网能量管理系统（EMS）等关键技术，还设计开发了适应南极环境的抗低温抗强风“水滴形”风机。2024年9月，在太原和内蒙古两地分别开展“风—光—氢—储—荷”新能源系统联调联试。2024年11月，整套新能源系统被运往南极。
据介绍，在该新能源系统中，光伏和风电总容量达到200kW，占整个秦岭站总发电容量的60%，同时采用氢能作为长周期储能，实现了极昼极夜各180天的极端能量平衡。在无风无光的情况下，秦岭站清洁能源系统可为站区提供约2.5小时，最大150kW负荷的供电，保障考察站科研设备和基本生活设施短期纯绿色运行。
王彬介绍，此次投运清洁能源体系的秦岭站，在国际上首次实现了规模化氢能源系统在南极科考中的应用，并建设了秦岭站综合能量管理系统，能够实时采集风速、光照、温度等极端环境参数，监控电源侧、电网侧、负荷侧的实时运行数据，开展滚动预测、安全评估和优化调度，动态分配能源电力负荷，实现能量的梯级利用，做到了宜电则电、宜气则气、宜热则热。
克服困难，目标是“星辰大海”
郭栋梁表示，此次出征南极肩负着两大使命，一是为科考站提供切实有效的清洁能源保障服务，二是通过采集数据，进一步开展科学研究，探索清洁能源系统在极端环境中的应用，为征服“星辰大海”进行科技储备。
然而，在具体的工作中，这些从实验室走出来的科技工作者第一次深刻体验到了南极的艰难。王彬表示，在南极建设一套清洁能源系统绝非易事，最大的难点在于如何让清洁能源的产生、存储和使用等各个环节，适应南极“遥远极端”的严苛环境特征，这需要结合南极的实际情况，对常规清洁能源技术进行进一步创新。在装备层面，需要结合南极的极端环境特征，采用抗低温电池、抗风风机、抗风支架等技术，以提高能源装备在南极环境下的适应能力；在系统层面，针对户外能源装备运行所面临的“缺水、少电、保暖”等3个方面挑战，需要改进水循环流程，实现废水循环利用，最大程度提升淡水资源利用效率。此外，还要建设风光储动态控制体系，抑制风光快速波动对南极用电各环节的干扰，并建设余热回收及分配利用体系，提升在南极极端环境下的系统整体能效水平。
在回答记者有关业余生活的提问时，两位科技工作者有些错愕。“因为我们正好赶上了极昼，每天7点起床就要去调试设备，常常要工作到很晚，几乎没有休息时间。”郭栋梁无奈地说，“从来没有过业余时间，也就无从谈起业余时间的排遣了。”
“60天的工作时间里，我们一直坚守在秦岭站海拔最高的新能源区域，每一次出门，都需要做充分的心理建设。”王彬说，除了克服技术难题外，还得扛住环境的严酷，需要在大风、严寒中作业，每个人都要成为多面手，电工、钳工、木工、焊工等各类工种，各类手工机械，都得熟练使用，还得快速完成工作，在体力和毅力等方面突破自己的身体极限。
俯首当下，正在从事最美好的事业
“在秦岭站的寒夜里调试清洁能源系统时，我曾抬头望见太阳在冰盖上投下的耀眼光影，折射着地球46亿年的记忆。冰川，你们的每一次崩裂都是宇宙级的叹息，而我们正用我们的努力，去减少碳排放、减少污染物排放，试图回应这种叹息。我们承诺：清洁能源的电流终将比融水更早抵达未来。”3月19日晚上，回到北京的王彬不顾连日来的疲惫，写下了这段充满期许的独白。
作为一名远赴南极的科学工作者，王彬同时还是一名拥有3个孩子的父亲。老大刚上高一，功课最紧张，也正值青春叛逆期；老二和老三是双胞胎，还不到1周岁，他夫妻双方父母的年龄均超过70岁，家庭所有重担全压到王彬爱人身上。“老人们的身体是否健康、孩子们的功课是否顺利，是否快乐成长，这都是我最为牵挂的事情，也是我对爱人最为亏欠、最为感激的事情。”王彬感慨地表示。
郭栋梁的孩子也刚刚3岁。“思念肯定是挡不住的。”郭栋梁说，自己本来在一个工业企业工作，后来跳槽进入太原理工大学举办的山西省能源互联网研究院。“同样是搞清洁能源，但我有幸能够参与到极端环境的清洁能源应用研究项目，十分荣幸。我不光喜欢这种脚踏实地的感觉，更喜欢我们校长孙宏斌所说的，有一天我们的清洁能源也可以搞到月球、火星，成为人生航道里的‘星辰大海’。”郭栋梁满怀憧憬地感慨道。
南极极端环境下的清洁能源技术研究，不仅是人类探索自然边界的科学挑战，更是常规能源系统升级的“创新实验室”。其核心价值在于通过极限场景倒逼技术突破，为全球应对气候变化、提升能源韧性提供可复用的解决方案。未来，通过极地与常规能源技术的双向反馈，有望加速实现高可靠、低成本的全球清洁能源转型。
王彬表示，从2005年起，作为高校的一名科研工作者，他参与中国能源电力系统建设实践已经有20年的时间，但针对南极清洁能源系统，他还是一名“小学生”。“我们有责任、有义务去走进南极、认识南极，对我们的能源技术进行适应性改造，以身入局，带动更多的科技工作者走进南极，拥抱南极，以提高清洁能源装备和系统更可靠、更安全、更便捷、更绿色。”王彬坚定地说道。
因为通信系统还没完全投入使用，正在秦岭站坚守的张志伟没能联系上。想必又有一个关于清洁能源系统运维的南极故事正在悄然书写。
中国科研人员建设南极秦岭站清洁能源系统的过程。他们克服了南极极端环境带来的运输、安装、运行和维护等难题，实现了规模化氢能源系统在南极科考中的应用，为“绿色科考”做出了贡献。同时，科研人员在科研和家庭之间面临着抉择，但他们依然坚守岗位，为全球清洁能源转型努力。南极极端环境下的清洁能源研究具有重要价值，有望推动全球清洁能源的发展。
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