
中国第33次南极考察队部分队员在南极冰盖最高点工作留影。中国南极考察队供图
大约一个月前,中国极地考察国内基地码头人头攒动。“雪龙”号极地科考破冰船搭载中国第42次南极考察队返回上海,历时160天、航程3.4万余海里。
作为同批前往南极考察的队员,28岁的太原理工大学博士生刘安国按照工作安排,2月便乘坐飞机回国。这是他人生第一次极地之旅,飞机起飞后,刘安国从机窗眺望美丽的南极冰川,心中惦念着还在极地值守的队友。
其实不只是他,在过去22年里,太原理工大学累计30人次入选中国南北极考察队,驻扎极地超3000天。该校极地清洁能源创新团队主持建设了全球首个极地规模化清洁能源系统(中国南极秦岭站新能源系统),并于2025年3月正式投用。
在该系统的能源构成中,光伏和风电占整个站区总能源容量的60%。在无风和无日照等极端天气下,保障核心负荷180天纯绿电稳定供电,每年可节约上百吨柴油。
消息传回国内,太原理工大学的校园一切如常,但对于极地科学界,这无疑是件大事。秦岭站清洁能源系统成果获国际极地专家、国际南极研究科学委员会前主席金礼东高度评价:一项鼓舞人心的里程碑,标志着中国乃至全球南极科考进入绿色能源时代。国际学术期刊《自然》介绍了该团队牵头设计研发的秦岭站清洁能源系统,诺奖得主、美国国家科学院院士丹尼尔·科曼教授在文中评价:其他科考站应学习秦岭站这一做法。
这套系统的研发者,来自一支“年轻”的团队。由中国科学院院士、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教授领衔的极地清洁能源创新团队,全队182人,有153人是35周岁以下的青年。
南极是世界尽头的“白色宝库”,之所以令人向往,是因为它代表了地球上一种极致的状态:最纯净、最原始、最孤独,也最壮丽。但这一景象正在变化。
作为全球气候变化的“敏感区”和“放大器”,南北极的气候变化广受关注。4月29日发布的2025年《极地气候变化年报》显示,2025年南北极海冰持续处于低位,南极海冰年平均范围、年度最小范围和年度最大范围均为1979年以来第三低值。
“能源(供给)在南极是很重要的,作为《南极条约》协商国之一,早在2017年我国就提出了绿色考MK体育官网察倡议。”太原理工大学电气与动力工程学院院长窦银科是团队负责人之一。据他介绍,长期以来极地的极低温、极强风、低压低氧、强紫外线、强地磁等严酷环境,让常规清洁能源技术无法适用,安全问题频发。加之全球范围内缺乏真实环境模拟能力,使极地能源研究长期陷入研究难、测试难、维护难的困境。此前,全球范围内清洁能源装备在南极的连续运行大多不超过半年。
从首次踏上南极冰盖,到2025年参与建成全球首个规模化极地清洁能源系统,这条科研路,窦银科走了22年。
“当时是为了研发海冰厚度传感器,灵感来源于山西引黄工程河道测河冰的技术和经验。”他到了南极才发现,实际问题远比想象的多得多——遭遇海豹咬坏设备、暴风雪冲击、控制箱进水短路,自己带去的9套传感器,没一套可MK体育官网用。
“南极是一座严苛的‘极限考场’,我们回来马上就改,改完再去。”为攻克这一难题,2006年窦银科将其作为自己的博士研究课题。2011年,他再去南极,该传感器终于实验成功,之后又在北极顺利安装了4套,“其功能也越来越综合化,从一开始的测海冰厚度,扩展至测冰下环境参数、冰内温度场,慢慢变成了南极冰雪观测站、北极浮标。”
“要解决真问题,线届南极条约协商会议并提出绿色考察倡议,核心就是将燃油发电换成清洁能源。”窦银科介绍,践行国家倡议,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《南极清洁能源利用技术十二年发展纲要》。同年,中国南极秦岭站“风-光-氢-储-荷”新能源系统项目获批,太原理工大学成为首席科学家单位,团队成员以青年硕博研究生为主。
在太原理工大学,每个来到极地监测研究团队实验室的人,都对成员们的极地经历和日常科研工作充满好奇,而每一个前往极地的成员任务又不尽相同。
“要解决真问题,真解决问题”,一路走来,面对技术空白,孙宏斌带领团队无数个深夜在实验室灯火长明,科研人员围着测试仪器反复调试,手指冻得僵硬仍紧盯数据曲线,技术路线之争、试验失败的焦虑、严苛的时间节点,成为这支队伍的日常。
“我这辈子就做这件事,这只是万里长征第一步。”孙宏斌常以这句线月,他亲赴南极一线天内走访多国科考站,在冰原上收集一手数据,只为让系统更稳定、更可靠。在技术突破之外,他推动校企共建“研究生极地班”,将两极冰原打造成最硬核的“实践课堂”,让国家重大科技项目成为最生动的“育人教材”。该团队累计获得专利40余项、发表论文30余篇。
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