近日，太原理工大学孙宏斌教授团队在《通讯工程》期刊发表突破性研究成果，首次提出“人体电网”创新概念，通过可穿戴设备构建微型能源管理系统，实现个体层面的能源动态优化与精准调控。这一技术将人体转化为“能源枢纽”，为全球节能减排提供了从微观到宏观的全新路径。
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气候危机催生个体化解决方案，人体电网破题能源管理痛点
面对全球气候变暖与能源转型压力，传统大规模能源优化手段（如区域性低碳项目、电网升级）已难以满足日益增长的节能需求。数据显示，全球建筑能耗中，制冷与供暖占比高达40%，而现有技术多依赖集中式调控，存在能源浪费严重、个体需求响应滞后等问题。
“人体既是能源消耗者，也是微型能量源——步行、运动甚至体温波动均可产生能量，但这些资源长期被忽视。”研究团队负责人孙宏斌指出，人体电网的核心理念在于通过可穿戴设备整合“源、网、荷、储”（能源生产、传输、消耗、存储）四大模块，实现人体与环境的动态能源交互。这一系统不仅可收集人体运动产生的微弱电能，还能根据环境温度、活动强度实时调节能源分配，最终达成“按需供能、精准控温”的目标。
可穿戴系统突破技术瓶颈，轻量化设计实现全天候运行
研究团队历时5年研发的人体电网原型系统，通过三大创新实现技术落地：
模块化布局：针对人体不同部位的活动特性，团队将柔性太阳能薄膜、微型温差发电片、高效储能电池等设备科学分布于服装、鞋履及配饰中。例如，肩部搭载轻量化太阳能板，腰部集成柔性电池组，确保系统总重量低于800克，兼顾灵活性与舒适性。
智能通信网络：基于开源电子平台Arduino构建的微控制单元（MCU），可实时采集环境温度、人体代谢率等数据，并通过低功耗蓝牙（BLE）与手机APP或建筑智能系统联动，动态调整能源分配策略。
多场景自适应算法：系统内置AI模型，可自动识别穿戴者所处环境（室内/室外、静止/运动），并切换能源管理模式。例如，户外运动时优先收集太阳能与动能，为运动监测设备供电；室内静止时则通过微型制冷/加热贴片调节体表温度，替代传统空调的“全空间温控”。
“传统空调需将整个房间温度控制在22℃-26℃，而人体电网仅需维持体表32℃-36℃的舒适区，能耗可降低80%以上。”团队成员、电气与动力工程学院教师许嘉禾解释，该技术将能源管理单元从建筑空间缩小至人体尺度，从根本上解决了“过度供能”的浪费问题。
建筑级模拟验证节能潜力，全球应用前景广阔
为量化人体电网的减碳效益，研究团队以太原市某办公楼为样本开展模拟实验。结果显示，在50人规模的办公场景中，采用人体电网协同策略后，建筑总能耗下降61.0%，电费支出减少57.5%。这一成果得益于两大机制：
削峰填谷：系统通过储能模块收集午间强光时段的太阳能，为夜间办公时段供电，减少对电网的依赖。
精准温控：体表控温技术使空调负荷降低90%，而个体舒适度反馈显示，用户对“局部热舒适”的满意度较传统空调提升40%。
进一步基于全球建筑能耗模型（GBEM）的测算表明，若人体电网技术全球普及，每年可节省6611亿千瓦时电力，相当于全球建筑暖通能耗的50%，减排二氧化碳约4.7亿吨，相当于种植250亿棵树的碳汇效应。
极端环境应用潜力待挖，产学研合作加速落地
目前，人体电网技术已进入中试阶段。研究团队正与登山装备制造商合作，开发极地科考专用服装，通过集成微型燃料电池与相变储能材料，保障科研人员在-50℃环境下的长时间作业。此外，针对太空舱内微重力环境下的能源管理需求，团队已启动“宇航员人体电网”项目，拟通过体表辐射制冷与动能回收技术，降低空间站20%的温控能耗。
“人体电网的终极目标是实现‘人-环境-设备’的能量自洽循环。”孙宏斌透露，未来将探索生物兼容性材料与能量转化效率的提升，例如开发基于汗液发电的柔性传感器，或利用人体静电场驱动微型设备。同时，团队正与能源企业洽谈合作，计划于2026年前推出首款民用级产品——集温控、发电、健康监测于一体的智能工装，目标市场覆盖户外从业者、老年人及慢性病患者。
从个体到全球：一场静默的能源革命
“人体电网的价值不仅在于节能，更在于它重新定义了人与能源的关系。”中国工程院院士、清华大学能源互联网研究院院长江亿评价道，这一技术将能源管理的颗粒度从城市级、建筑级细化至人体级，为分布式能源系统提供了全新范式。
随着全球碳中和进程加速，人体电网的推广或将成为一场“静默的革命”：从写字楼里的白领到珠峰上的登山者，从国际空间站的宇航员到北极科考站的学者，每个人均可通过穿戴设备成为“微型能源站”，在满足自身需求的同时，为地球减负。正如孙宏斌所言：“当数十亿人体电网接入全球能源网络，我们构建的将不仅是技术的革新，更是一种可持续的生活方式。”
