西藏太陽能資源高效開發(fā)利用探析

蒲澤偉

（西藏自治區(qū)能源研究示范中心，西藏 拉薩 850000）

0 引言

西藏自治區(qū)位于我國西南邊境，其總面積為122.84 萬平方公里，地廣人稀，是全世界平均海拔最高的地區(qū)，其整體平均海拔在4000m 以上，素有“世界第三極”之稱。其太陽能等清潔可再生能源資源異常豐富，尤其是太陽能資源，分布方式呈現(xiàn)出自東向西逐漸遞增的趨勢(shì)，西藏自治區(qū)中部區(qū)域的太陽能資源位于我國的高值中心。全國最高的日照時(shí)數(shù)（3000h）決定了西藏自治區(qū)的太陽能資源是我國最充沛的地區(qū)之一，其可與赤道區(qū)域相當(dāng)，位居世界第二。因此在西藏自治區(qū)開發(fā)利用以太陽能為代表的清潔可再生資源具有極高的潛力。

自20 世紀(jì)80 年代初以來，在國家和自治區(qū)黨委、政府的大力支持下，太陽能等清潔可再生能源資源的利用從無到有取得了長足的進(jìn)步，尤其是以太陽能光電光熱利用為主的一大批科研項(xiàng)目的實(shí)施，更是起到了示范推廣重要，具有較高的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益。如西藏自治區(qū)相繼實(shí)施了“陽光計(jì)劃”“科技之光”“西藏阿里地區(qū)光電計(jì)劃”“送電到鄉(xiāng)”“金太陽示范工程”等項(xiàng)目［1］，且通過相關(guān)項(xiàng)目的實(shí)施，其研究成果分別獲得了國家和自治區(qū)級(jí)的各種獎(jiǎng)項(xiàng)，但就太陽能利用效率和整體開發(fā)上仍落后于內(nèi)地。

1 西藏太陽能開發(fā)利用的必要性

根據(jù)社會(huì)用電量這一項(xiàng)指標(biāo)就不難發(fā)現(xiàn)西藏對(duì)能源尤其是電力需求已呈現(xiàn)出越來越大的趨勢(shì)，雖然西藏自治區(qū)內(nèi)化石能源相對(duì)內(nèi)地和其他地區(qū)較為匱乏，但豐富的太陽能等清潔可再生能源儲(chǔ)量使西藏的能源發(fā)展更可持續(xù)化［2］。同時(shí)伴隨以太陽能為代表的清潔可再生能源的種種優(yōu)點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，其勢(shì)必成為自治區(qū)未來清潔可再生能源發(fā)展利用的主流動(dòng)向和重要支撐。在西藏開發(fā)利用清潔可再生能源尤其是太陽能資源，既是對(duì)黨中央決策部署的全面貫徹實(shí)施，又是利用自治區(qū)清潔可再生能源種類多樣化、儲(chǔ)量豐富的優(yōu)勢(shì)，從而進(jìn)一步發(fā)展全區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的必然途徑，更是兼顧經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展與生態(tài)保護(hù)［3］。不僅對(duì)我國尤其是西藏自治區(qū)進(jìn)一步調(diào)整能源結(jié)構(gòu)，有效促使經(jīng)濟(jì)社會(huì)的持續(xù)性發(fā)展和生態(tài)環(huán)境的健康具有十分重要的顯著意義，更是達(dá)到在發(fā)展中不忘保護(hù)生態(tài)，在保護(hù)生態(tài)中不忘實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目的的必經(jīng)之路。

目前，西藏經(jīng)過30多年的引進(jìn)、研究、開發(fā)、試驗(yàn)、示范和推廣，已初步形成大型并網(wǎng)光伏電站為主，各類獨(dú)立光伏、分布式并網(wǎng)光伏電站、小型戶用光伏系統(tǒng)、風(fēng)光互補(bǔ)電站互補(bǔ)和太陽能光熱系統(tǒng)等互補(bǔ)的太陽能開發(fā)利用新局面，已建成使用各類光伏電站400余座，戶用太陽能光伏系統(tǒng)使用達(dá)20 余萬套，其中獨(dú)立運(yùn)行光伏電站裝機(jī)容量和數(shù)量居全國之首，惠及60余萬農(nóng)牧民。除大型集中并網(wǎng)光伏電站外，西藏其他類太陽能光伏電站主要應(yīng)用于縣、鄉(xiāng)、村，分散式/集中式供電，解決偏遠(yuǎn)地區(qū)分散農(nóng)牧民的用能問題［4］。此外，光伏電站還廣泛應(yīng)用于通信、鐵路、公路、氣象、農(nóng)牧業(yè)和部隊(duì)供電等方面。

2 現(xiàn)存技術(shù)瓶頸及原因

西藏全區(qū)目前關(guān)于太陽能資源高效開發(fā)利用的技術(shù)力量還相對(duì)薄弱，其主要體現(xiàn)在科研研發(fā)能力不足、科技隊(duì)伍建設(shè)相對(duì)內(nèi)地滯后，開發(fā)建設(shè)利用成本較內(nèi)地更高，運(yùn)行管理遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)監(jiān)控機(jī)制不健全，產(chǎn)業(yè)體系整體不完善等，這在一定程度上制約了太陽能開發(fā)利用。其中具體問題主要表現(xiàn)在以下幾方面：

2.1 關(guān)鍵技術(shù)及產(chǎn)品適應(yīng)性弱

已建成的太陽能開發(fā)利用示范和工程項(xiàng)目，除少數(shù)探索類科研項(xiàng)目外，其他項(xiàng)目和工程幾乎都是采用內(nèi)地現(xiàn)有的成熟的技術(shù)措施實(shí)施完成，雖積累了大量寶貴的高原太陽能開發(fā)利用實(shí)施建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，但在具體實(shí)施過程中，對(duì)高原生態(tài)環(huán)境保護(hù)考慮不充分，產(chǎn)品設(shè)備在西藏高寒高海拔氣候特征下適應(yīng)性缺乏研究，針對(duì)高原光伏微網(wǎng)電站以及光熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則和措施、工藝、技術(shù)、設(shè)備、材料等的研發(fā)和實(shí)驗(yàn)檢測(cè)等方面還存在缺位，尚未形成高海拔地區(qū)特定氣候條件下的新能源相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和工程技術(shù)導(dǎo)則體系。同時(shí)西藏因高原特殊的自然環(huán)境，整體表現(xiàn)為高寒低氣溫、高原低氣壓、空氣中含氧量低于內(nèi)地、輻射大紫外線強(qiáng)、空氣干燥風(fēng)沙大的特點(diǎn)［5］，使內(nèi)地平原地區(qū)現(xiàn)有的太陽能開發(fā)利用成熟的技術(shù)和產(chǎn)品在西藏太陽能開發(fā)利用的實(shí)際過程中出現(xiàn)了“水土不服”問題。截止目前，西藏就太陽能在光熱光電的高效開發(fā)利用方面，屬于“嬰兒學(xué)步”，仍處于起步階段，亟需進(jìn)一步開展相關(guān)科研項(xiàng)目研究。

2.2 棄光現(xiàn)象嚴(yán)重且應(yīng)用單一

西藏棄光現(xiàn)象嚴(yán)重，多元化多舉措消納尚未形成。受限于電網(wǎng)輸出能力不足和接納能力有限的情況，而尚未形成除生活供電供暖以外的其他能源消耗有效途徑和高效集約化模式。同時(shí)西藏太陽能綜合開發(fā)利用還處于相對(duì)單一層次，在有效滿足西藏高原電網(wǎng)未能覆蓋邊遠(yuǎn)鄉(xiāng)村的用電、用熱、供氧需求的基礎(chǔ)上，有利于生態(tài)環(huán)境維護(hù)和農(nóng)牧民群眾生活質(zhì)量改善的融合發(fā)展，同時(shí)有利于摸索西藏自治區(qū)資源節(jié)約型社會(huì)和環(huán)境保護(hù)型社會(huì)的建立。

2.3 市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力和開拓力不足

西藏太陽能市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力和開拓力不足，在太陽能民用光電光熱應(yīng)用領(lǐng)域，集初始設(shè)計(jì)、有效建設(shè)、金融投資、運(yùn)維檢測(cè)等多層次化業(yè)務(wù)融于一體方面，西藏尚未形成統(tǒng)一的規(guī)范和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系，產(chǎn)品質(zhì)量不可控，產(chǎn)業(yè)自主創(chuàng)新的能力薄弱，科研項(xiàng)目產(chǎn)業(yè)化推進(jìn)困難，造成西藏本土的太陽能光電光熱產(chǎn)品在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中，難以與內(nèi)地的相關(guān)產(chǎn)品爭(zhēng)奪生存和發(fā)展空間。

3 西藏太陽能高效開發(fā)利用的建議

3.1 開展智能化資源考察和評(píng)價(jià)

在針對(duì)西藏現(xiàn)有的太陽能等清潔可再生資源，自治區(qū)整體供能體量，住戶和農(nóng)牧民群眾實(shí)際用能需求的基礎(chǔ)上，進(jìn)行全面有效、細(xì)致合理的分析評(píng)價(jià)，并結(jié)合第二次青藏高原綜合科學(xué)考察研究任務(wù)結(jié)果分析的相關(guān)數(shù)據(jù)。持續(xù)深入推進(jìn)太陽能資源和用能需求考察和評(píng)價(jià)，形成全面準(zhǔn)確摸底數(shù)據(jù)，為西藏太陽能開發(fā)利用高質(zhì)量發(fā)展提供有利基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐，為其精準(zhǔn)規(guī)劃和科學(xué)布局太陽能開發(fā)利用奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，為西藏高原地區(qū)清潔能源電力開發(fā)及其配套基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等符合國家重要戰(zhàn)略的落地落實(shí)提供有效的數(shù)據(jù)支撐。

3.2 聚焦科技系統(tǒng)性布局

在能源革命新形勢(shì)下，結(jié)合西藏本土資源的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)，有效、高效的開發(fā)利用自治區(qū)清潔能源，并依托資源優(yōu)勢(shì)，聚焦國家、科技部等部委、自治區(qū)對(duì)西藏新能源科技系統(tǒng)性布局［6］，結(jié)合習(xí)近平總書記反復(fù)強(qiáng)調(diào)的“富民興藏、長期建藏、改善民生”的新時(shí)代治藏方略，按照2021年全國科技工作會(huì)議王志剛部長提出的在2021年要重點(diǎn)做好“十一個(gè)方面”的工作要求，圍繞“西藏十四五規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)的建議”內(nèi)容，在進(jìn)一步總結(jié)自治區(qū)近年來相關(guān)科技專項(xiàng)實(shí)施效益的經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，加大太陽能光電光熱應(yīng)用領(lǐng)域的重點(diǎn)、難點(diǎn)科研攻關(guān)，有效增強(qiáng)科研對(duì)自治區(qū)新能源領(lǐng)域的強(qiáng)力作用和對(duì)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的支撐能力。同時(shí)以西藏自治區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展中遇到的重大科研問題和亟需解決的科研實(shí)際需求為核心［7］，提出科研對(duì)解決相關(guān)產(chǎn)業(yè)實(shí)際所遇問題的具體有效措施和科技對(duì)產(chǎn)業(yè)進(jìn)一步提升發(fā)展的工作思路，并通過布局實(shí)施自治區(qū)重大科技專項(xiàng)，發(fā)揮科研對(duì)解決關(guān)鍵技術(shù)的作用，強(qiáng)化科技攻關(guān)，以解決實(shí)際重要科技難題、問題為第一要素，大力發(fā)展、示范、推廣、應(yīng)用以太陽能光電光熱產(chǎn)品為代表的清潔可再生能源技術(shù)。

3.3 增強(qiáng)科技科研實(shí)用效能

西藏本土需依托實(shí)際科研項(xiàng)目的開展，并以具體科研實(shí)踐為核心，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，充分發(fā)揮專業(yè)人員的應(yīng)有作用。實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)研究、應(yīng)用基礎(chǔ)研究、技術(shù)創(chuàng)新、成果轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化和支撐服務(wù)等全方位均衡發(fā)展和強(qiáng)化提升，培養(yǎng)科研能力，提升專業(yè)水平，增強(qiáng)科研效能，為經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展提供有力專業(yè)技能支撐，具體工作包括：

3.3.1 在開展相關(guān)科研工作時(shí)，科研工作者需以太陽能、水能等新能源領(lǐng)域在創(chuàng)新發(fā)展中遇到的實(shí)際問題和重點(diǎn)、難點(diǎn)、熱點(diǎn)問題為核心，在具體實(shí)踐中不斷摸索總結(jié)，提高自身科研綜合能力。

3.3.2 投入科研骨干力量，形成“傳幫帶”的良好機(jī)制，依托科研任務(wù)，下達(dá)科研任務(wù)指標(biāo)，保障科研經(jīng)費(fèi)。

3.3.3 西藏本土科研機(jī)構(gòu)應(yīng)建立健全的科研項(xiàng)目績效考核和成果轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)讓辦法，不僅能進(jìn)一步提升一線科研工作者的工作積極性，還可讓相關(guān)科研成果落地有效，不至于變成“僵尸”成果，無法完成成果轉(zhuǎn)化。

3.3.4 科研人員要針對(duì)新能源領(lǐng)域新形勢(shì)，主動(dòng)開展符合西藏自治區(qū)高原特色的相關(guān)科研新技術(shù)研究，解決遇到的新問題和符合高原情況的實(shí)際問題，積極探索研究適合西藏特殊氣候條件和用能需求的途徑和方法，從而不斷提高自治區(qū)以太陽能為代表的新能源設(shè)施對(duì)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的支撐能力。

3.3.5 不斷開展具有原創(chuàng)性和前瞻性，同時(shí)符合西藏高原特殊情況的各類科研項(xiàng)目，以國內(nèi)外最新的科研成果為目標(biāo)，在進(jìn)一步完成符合高寒高海拔特色的新理論、新技術(shù)等的基礎(chǔ)上，為西藏自治區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的高質(zhì)量發(fā)展，提供科學(xué)有效的技術(shù)保證和科技支持。

3.4 開展多元化利用新模式

以加快建設(shè)以太陽能利用為代表的清潔可再生能源基礎(chǔ)設(shè)施為核心，同時(shí)以進(jìn)一步提升西藏自治區(qū)的能源消納結(jié)構(gòu)和民生用能現(xiàn)狀條件為第一要素。除了需要進(jìn)一步增強(qiáng)太陽能在光電光熱領(lǐng)域的研發(fā)、示范、推廣和應(yīng)用，逐漸降低太陽能光電光熱項(xiàng)目的建設(shè)和運(yùn)維成本外，還可以將以太陽能相關(guān)利用為首的清潔可再生能源，與未來新型城鎮(zhèn)化和改善廣大農(nóng)牧區(qū)農(nóng)牧民生產(chǎn)生活條件相結(jié)合［8］。并通過實(shí)施一批國家或西藏自治區(qū)重大科技專項(xiàng)，達(dá)到太陽能等清潔可再生能源的高效化、規(guī)模化開發(fā)利用，同時(shí)加深科研機(jī)構(gòu)與相關(guān)企業(yè)的合作，深化產(chǎn)-學(xué)-研-用，加快構(gòu)建自治區(qū)新能源基礎(chǔ)設(shè)施和服務(wù)體系，從而優(yōu)化自治區(qū)資源配置，使項(xiàng)目實(shí)施-產(chǎn)生成果-成果轉(zhuǎn)化綠色順暢。在保障西藏自治區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的基礎(chǔ)上，為我國實(shí)現(xiàn)能源安全、碳達(dá)峰碳中和的重要戰(zhàn)略提供有力支撐。

3.5 推進(jìn)科研成果有效落地

科研工作者在進(jìn)行科研工作時(shí)，應(yīng)結(jié)合實(shí)際項(xiàng)目的實(shí)施，以發(fā)現(xiàn)問題-思考問題-論證問題-解決問題-實(shí)地驗(yàn)證-總結(jié)經(jīng)驗(yàn)為導(dǎo)向，不斷加強(qiáng)關(guān)鍵科研技術(shù)攻關(guān)和引進(jìn)吸收國內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)。積蓄力量推進(jìn)創(chuàng)新能力建設(shè)，借助第二次青藏科考，以開展中科院與西藏自治區(qū)新一輪院區(qū)合作為契機(jī)，在保護(hù)生態(tài)環(huán)境的基礎(chǔ)上，為提高西藏自治區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，改善住民和農(nóng)牧區(qū)農(nóng)牧民生產(chǎn)生活條件貢獻(xiàn)應(yīng)有的科技力量形成“產(chǎn)學(xué)研用”共享合作創(chuàng)新大平臺(tái)，推進(jìn)成果落地，針對(duì)西藏高海拔高寒氣候特性，建設(shè)一批適應(yīng)高寒高海拔氣候、可復(fù)制、效果好、可以在全區(qū)推廣應(yīng)用太陽能領(lǐng)域科研項(xiàng)目，不斷提高西藏自治區(qū)本土科研能力，為自治區(qū)經(jīng)濟(jì)的高質(zhì)量發(fā)展提供科技支撐，并進(jìn)一步助力鄉(xiāng)村振興。

4 結(jié)論

綜上所述，應(yīng)充分結(jié)合西藏以太陽能為代表的清潔可再生資源，利用新能源資源豐富的優(yōu)勢(shì)，積極響應(yīng)自治區(qū)政府的號(hào)召，把握住機(jī)遇，發(fā)揮好政府的引導(dǎo)作用、經(jīng)濟(jì)市場(chǎng)作用和科技支撐作用，就能進(jìn)一步加快西藏自治區(qū)在清潔可再生能源方面的發(fā)展。切實(shí)將西藏清潔能源資源優(yōu)勢(shì)轉(zhuǎn)化為產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)、經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)、競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，構(gòu)建創(chuàng)新、綠色、協(xié)調(diào)、開放、共享、安全的清潔能源開發(fā)利用體系，為地方的能源轉(zhuǎn)型、產(chǎn)業(yè)升級(jí)和社會(huì)發(fā)展作出新的更大的貢獻(xiàn)。