2025 年 3 月 1 日，一个值得铭记的日子，我国自主研发的“氢腾”燃料电池在南极秦岭站成功发电，全球首次实现了氢能技术在南极环境下的应用。这不仅是我国氢能技术的一次重大突破，更是全球能源转型进程中的一个重要里程碑。
一、技术突破：氢能如何征服南极极端环境？
南极的极端挑战
南极以其极寒、高风速、强辐射等极端气候条件闻名。秦岭站位于南纬 74°56′、东经 163°42′，地处南极洲气候最严酷的区域之一，年均气温零下 10℃ 至零下 60℃，最大风速高达 100 m/s。这些极端条件对传统能源供应方式形成严峻挑战，柴油运输成本高且低温易凝固，风能、太阳能则受天气影响波动较大。因此，如何在如此恶劣的环境下提供稳定、高效、可持续的能源供应，是全球科考站普遍面临的问题。
“氢腾”燃料电池凭借其零排放、高能量密度、良好的低温适应性，成为秦岭站理想的能源解决方案。其系统设计突破了低温储氢、燃料电池低温启动及长时间稳定运行等技术瓶颈，为未来极端环境下的氢能应用奠定了坚实基础。
图：我国自主研发的“氢腾”燃料电池在南极秦岭站成功发电
“氢腾”燃料电池的关键技术突破
此次成功应用离不开“氢腾”燃料电池在多个技术领域的创新：
l 极端低温储氢与供氢技术
1. 采用高压储氢罐，最大储氢容量达 50 立方米，在南极极寒条件下仍能保持高效储存与输送。
2. 低温催化剂优化了氢气反应效率，即便在 -60℃ 条件下也可快速启动。
l 高效发电与供热一体化设计
1. 发电效率高达 50%，结合余热利用，综合热电效率超 90%，确保科考站供电与供暖需求。
2. 在风能、太阳能不足时，单独使用燃料电池发电，可连续供电 24 天，最大功率 30 kW。
l 智能微电网与能量调度优化
1. 在风光条件良好时，利用富余电力制氢并储存，在电力不足时再通过燃料电池发电，实现智能化调控。
2. 燃料电池可无缝接入微电网系统，与风光储能联合优化调度，提高整体能源利用效率。
l 可靠性与寿命优化
1. 设计寿命高达 40,000 小时，适应极端环境的长期高负荷运行需求。
2. 设备经历了天津、内蒙古等地的严苛低温测试，确保其在南极环境下的稳定性。
二、氢电耦合：打造极地“风-光-氢-储-荷”多能互补系统
“氢腾”燃料电池的成功，不仅是单一设备的突破，更体现了“风-光-氢-储-荷”多能互补供能系统的优势。该系统实现了可再生能源的高效整合与智能调控，为极端环境下的清洁能源利用提供了示范。
1. 风光互补，提升能源稳定性
南极地区风速强劲但光照有限，风能和太阳能的互补性被充分利用：
· 白天：光伏发电为主，风电补充供能，多余电力用于电解水制氢。
· 夜间或极端天气：风电为主，储氢燃料电池作为备用电源，确保稳定供能。
2. 氢储能，优化能量调度
相较于传统电池储能，氢储能具有高能量密度、长时间储存、零衰减等优势：
· 风光发电过剩时，通过电解水制氢，将电能转换为化学能储存。
· 用电高峰或风光不足时，燃料电池释放氢气转化为电能，实现能源平衡。
3. 热电联产，提升综合效率
燃料电池在发电的同时释放余热，该系统通过热回收利用技术，提升整体能源效率：
· 余热被用于科考站供暖，降低供暖能耗，提高整体能源利用率。
· 综合能效超 90%，远高于传统柴油发电的 30% 左右。
三、全球视角：氢能如何助力能源转型？
1. 中国氢能政策加速落地
近年来，中国在氢能产业链布局上取得显著进展：
· 2024 年 11 月，《中华人民共和国能源法》正式将氢能纳入能源管理体系，推动氢能市场化发展。
· 国家能源局规划提出，2035 年前建成全球领先的氢能产业体系，推动绿氢制备及应用。
· 国内示范项目加速落地，如新疆库车万吨级光伏绿氢项目、内蒙古鄂尔多斯 3 万吨绿氢基地等，助力氢能规模化发展。
2. 全球氢能竞争加剧
世界各国正加速氢能产业布局：
· 日本：丰田、本田等企业推出高效燃料电池技术，推动氢能交通发展。
· 欧盟：发布《氢能战略》，计划到 2030 年建设 40GW 绿氢电解槽产能。
· 美国：推出 80 亿美元“氢能中心计划”，支持氢能基础设施建设。
在全球氢能竞赛中，中国凭借政策连贯性、技术降本速度、区域集群优势，正在占据领先地位。南极氢能应用的成功，不仅彰显我国技术实力，也为全球氢能产业发展提供了新思路。
四、未来展望：氢能技术的广阔应用前景
此次“氢腾”燃料电池在南极的成功应用，为未来氢能技术在极端环境、偏远地区及航空航天等领域的推广奠定了基础：
· 深空探索：氢能可作为航天器、月球基地、火星探测任务的关键能源方案。
· 海洋应用：岛屿微电网、深海科考站可借鉴南极供能模式，提高能源自给率。
· 高寒地区供能：青藏高原、极地科考等场景可利用氢能技术，提高清洁能源供应能力。
随着制氢成本下降、燃料电池寿命延长、储运技术优化，氢能将在全球能源体系中占据更重要的位置。中国作为氢能技术的先行者，未来将在技术研发、市场推广、国际合作等方面继续引领氢能产业的发展。
五、结语
“氢腾”燃料电池在南极秦岭站的成功应用，标志着我国氢能技术在极端环境下的突破性进展。这不仅为我国在全球氢能产业竞争中赢得先机，也为世界能源转型提供了新的希望。未来，氢能将在全球能源体系中扮演更加重要的角色，助力构建清洁、高效、可持续的能源未来。
