中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊:1965年,西藏自治區(qū)正式成立,也是在這一年,位于拉薩河畔的納金水電站全面投產(chǎn)。半個(gè)世紀(jì)以來(lái),從“一座水電站”到“一口地?zé)峋?,再到如今的“大型光伏、風(fēng)電站”,西藏的清潔能源版圖由點(diǎn)及面、由小到大,在雪域鋪展,把高原染綠。
過(guò)去五年,西藏每年重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目投資中,清潔能源項(xiàng)目投資額占比高達(dá)30%,形成了以水能為主,地?zé)崮?、風(fēng)能、太陽(yáng)能等多種清潔能源互補(bǔ)的綜合能源體系。截至今年6月底,西藏自治區(qū)電力總裝機(jī)容量達(dá)到1090萬(wàn)千瓦,其中清潔能源裝機(jī)占比95%以上。
在清潔能源項(xiàng)目陸續(xù)落地的同時(shí),一條條電力線路好比綠色“天路”,在雪域大地上不斷延伸。2011年12月,青藏聯(lián)網(wǎng)工程建成投運(yùn),西藏電網(wǎng)長(zhǎng)期孤網(wǎng)運(yùn)行的歷史徹底結(jié)束;2014年11月,川藏聯(lián)網(wǎng)工程建成投運(yùn),位于藏東南的昌都孤網(wǎng)運(yùn)行成為歷史;2018年11月,藏中聯(lián)網(wǎng)工程建成投運(yùn),藏中電網(wǎng)與昌都電網(wǎng)、四川電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行,西藏由此邁入了500千伏超高壓大電網(wǎng)時(shí)代;2020年12月,阿里聯(lián)網(wǎng)工程建成投運(yùn)。四條聯(lián)網(wǎng)工程的建成搭建起雪域高原電力的大動(dòng)脈,“大電網(wǎng)”將穩(wěn)定可靠的“大網(wǎng)電”輸送到高原千家萬(wàn)戶。
根據(jù)西藏自治區(qū)能源局的規(guī)劃,西藏將大力推進(jìn)相關(guān)工作,力爭(zhēng)到2035年基本建成國(guó)家新能源基地。屆時(shí),澎湃的水能、熾烈的陽(yáng)光、呼嘯的風(fēng)和涌動(dòng)的地?zé)岫紝⒀刂鴹l條銀線奔涌而出,把來(lái)自世界屋脊的能量送向遠(yuǎn)方。
水電:主力電源穩(wěn)供應(yīng)
坐落于拉薩城外拉薩河右岸的納金水電站,是一座擁有6臺(tái)發(fā)電機(jī)組、裝機(jī)容量為7500千瓦的電站。這座始建于1958年的電站,是我國(guó)“二五”計(jì)劃期間的電力建設(shè)重點(diǎn)工程。當(dāng)時(shí),在全國(guó)16個(gè)省市工程技術(shù)人員和工人的共同參與下,僅用兩年時(shí)間,電站首批機(jī)組就實(shí)現(xiàn)了投運(yùn),并在1960年開始向拉薩市送電,這結(jié)束了拉薩各族人民用松明子和酥油燈照明的歷史。2020年,隨著納金水電站入選第四批國(guó)家工業(yè)遺產(chǎn)保護(hù)項(xiàng)目名單,電站也完成了從雪域高原“送光者”到共和國(guó)工業(yè)記憶“守護(hù)者”的角色轉(zhuǎn)變。
納金水電站橫跨的拉薩河是雅魯藏布江五大支流之一。根據(jù)西藏自治區(qū)自然資源廳的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),全區(qū)僅流域面積大于1000平方米的河流就有356條,且水量充沛、落差大,天然水能理論蘊(yùn)藏量達(dá)2.006億千瓦,約占全國(guó)的30%。在納金水電站投運(yùn)后,西藏以支流中小型水電開發(fā)為主,查龍、羊湖、沃卡、滿拉、金河等一批中小骨干水利水電項(xiàng)目相繼建成,清潔的水電被送進(jìn)城鄉(xiāng)牧區(qū),成為推動(dòng)西藏經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的重要?jiǎng)恿Α?
進(jìn)入“十二五”時(shí)期,西藏水電開發(fā)進(jìn)入加速期,老虎嘴、旁多、果多、多布、藏木等多個(gè)大中型水電站相繼建成,裝機(jī)容量也實(shí)現(xiàn)了大幅增長(zhǎng)。其中,2014年年底完成工程建設(shè)、2015年10月全部投運(yùn)的藏木水電站裝機(jī)容量達(dá)到51萬(wàn)千瓦,是我國(guó)第一座建在雅魯藏布江干流上的水電站,也是西藏電力發(fā)展史上由10萬(wàn)千瓦級(jí)升至50萬(wàn)千瓦級(jí)水電站的標(biāo)志性工程。
藏木水電站的投產(chǎn),顯著提高了西藏電網(wǎng)安全穩(wěn)定水平和電力保障能力,燃油機(jī)組高成本、冬春缺電等“頑疾”得到緩解。同時(shí),西藏的綠電也首次跨出雪域。據(jù)統(tǒng)計(jì),僅投運(yùn)后的半年內(nèi),藏木水電站就通過(guò)青藏聯(lián)網(wǎng)工程外送綠電近3億千瓦時(shí)。
此后十余年間,青藏聯(lián)網(wǎng)工程將豐水期產(chǎn)生的富余水電輸向青海,年外送電量由最初的數(shù)億千瓦時(shí)躍升至2023年的28.3億千瓦時(shí)。如今,青藏聯(lián)網(wǎng)工程正進(jìn)行直流二期擴(kuò)建,在原有600兆瓦換流容量基礎(chǔ)上再增600兆瓦。
通道在延伸,市場(chǎng)也在擴(kuò)大。2024年4月,西藏首次通過(guò)“川藏交流+錦蘇直流”組合通道,把清潔水電送至安徽、江蘇;同年12月,西藏在北京電力交易平臺(tái)達(dá)成2025年綠色電力年度交易意向,簽約電量1500萬(wàn)千瓦時(shí)。來(lái)自雪域的綠色能源已經(jīng)進(jìn)入北京,點(diǎn)亮國(guó)家大劇院、閃耀首都博物館。
今年7月,雅魯藏布江下游水電工程全面開工,五座梯級(jí)電站將拔地而起。未來(lái),電站所發(fā)綠電將“以外送為主、兼顧本地”。屆時(shí),水電、光伏發(fā)電、抽水蓄能與之協(xié)同開發(fā),讓水電在西藏電力系統(tǒng)中的作用更為顯著。
光伏:充足日光惠城鄉(xiāng)
每年9月,日喀則的河谷平原地帶都會(huì)迎來(lái)一年中最忙碌的季節(jié),群山環(huán)繞的河谷里,金黃的青稞隨風(fēng)飄香,廣大農(nóng)牧民搶抓有利時(shí)機(jī),在田間地頭忙碌著。
日喀則的河谷平原被譽(yù)為西藏“糧倉(cāng)”,這里土層厚、氣候涼潤(rùn),加之有冰川融水灌溉,具備促進(jìn)糧食生長(zhǎng)的條件。日照充足也是一個(gè)關(guān)鍵因素。據(jù)統(tǒng)計(jì),日喀則全市年平均日照時(shí)間達(dá)3182.7小時(shí),6小時(shí)以上的年平均日照天數(shù)為307天。除了日照時(shí)間長(zhǎng),這里的輻射強(qiáng)度也很高——平均年輻射量超過(guò)7500兆焦/平方米,是青藏高原太陽(yáng)能輻射總量最多的地區(qū)之一。得益于這一資源優(yōu)勢(shì),日喀則成為西藏最早規(guī)?;_發(fā)太陽(yáng)能的地區(qū)。
2011年,西藏日喀則一期10兆瓦太陽(yáng)能光伏工程項(xiàng)目并網(wǎng)發(fā)電,這是當(dāng)時(shí)世界海拔最高的城市光伏電站。從2012年開始,日喀則以打造“太陽(yáng)城”為目標(biāo),延伸本地光伏產(chǎn)業(yè)鏈,向供熱、照明、交通等多領(lǐng)域輻射。2016年,經(jīng)國(guó)家能源局批復(fù),日喀則市成為第二批國(guó)家高比例可再生能源示范城市之一。
桑珠孜區(qū)江當(dāng)鄉(xiāng)位于日喀則市東部,距離日喀則市46千米,雅魯藏布江貫穿東西,是一個(gè)以農(nóng)業(yè)為主的鄉(xiāng)鎮(zhèn)。從2016年開始,這里利用本地豐富的農(nóng)業(yè)和光伏資源,打造了“光伏發(fā)電+設(shè)施農(nóng)業(yè)+畜牧養(yǎng)殖+休閑觀光+光伏儲(chǔ)能+光伏扶貧”的發(fā)展模式。短短幾年中,光伏就助力本地實(shí)現(xiàn)了脫貧,也為這里全面推進(jìn)鄉(xiāng)村振興打下基礎(chǔ)。
桑珠孜區(qū)將光伏和農(nóng)業(yè)結(jié)合發(fā)展的模式,也是日喀則打造“光伏+”綜合利用示范帶的縮影。2016年,日喀則利用創(chuàng)建國(guó)家清潔能源示范城市這一契機(jī),重點(diǎn)打造“光伏+生態(tài)設(shè)施農(nóng)業(yè)”產(chǎn)業(yè)扶貧示范園區(qū)。近幾年,日喀則又將光伏和牧業(yè)、供暖等產(chǎn)業(yè)相結(jié)合,以實(shí)現(xiàn)生態(tài)保護(hù)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的雙贏。
2023年1月,西藏自治區(qū)發(fā)展改革委印發(fā)《關(guān)于促進(jìn)西藏自治區(qū) 光伏產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的意見(jiàn)》的通知,提出“建立資源開發(fā)利益共享機(jī)制,加快資源優(yōu)勢(shì)與產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展”。此后,西藏積極探索地?zé)峁┡?、“太?yáng)能+空氣能”、“太陽(yáng)能+電輔助”等多元化發(fā)展方式。
仍以日喀則為例,截至目前,這里已有8個(gè)高海拔縣城實(shí)施集中供暖工程,下一步,高海拔縣城供暖工程將從“試點(diǎn)”邁向“全域推進(jìn)”,從“單一技術(shù)”走向“多元化探索”。今年5月,位于海拔4700米的日喀則市仲巴縣的霍爾巴30兆瓦光儲(chǔ)發(fā)電項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)全容量并網(wǎng)發(fā)電,項(xiàng)目采用“牧光互補(bǔ)”模式開發(fā)建設(shè)。一排排高支架的光伏板整齊排列,為牧草生長(zhǎng)、牧民放牧活動(dòng)留下了充足空間,在實(shí)現(xiàn)年均發(fā)電量約4500萬(wàn)千瓦時(shí)的同時(shí),提高了草場(chǎng)資源的利用效率。
截至今年6月,西藏自治區(qū)的光伏裝機(jī)容量已突破500萬(wàn)千瓦,占比僅次于水電。在容量提高的同時(shí),越來(lái)越多的地方也像日喀則一樣,探索適合自身的光伏應(yīng)用模式,把充沛的日光化作發(fā)展的動(dòng)能。
風(fēng)能:潛在資源藏機(jī)遇
在陽(yáng)光被捕獲利用的同時(shí),高原的風(fēng)能也在被科學(xué)的力量喚醒。1973年,中國(guó)科學(xué)院組建青藏高原綜合科學(xué)考察隊(duì),第一次青藏高原綜合科學(xué)考察隨即啟動(dòng)。此后近二十年,我國(guó)科學(xué)家通過(guò)綜合考察和科學(xué)研究,深入了解青藏高原自然資源的特點(diǎn),并取得了多項(xiàng)成果。
基于多年的考察積累,西藏的兩條主風(fēng)帶得到明確:一條位于藏北高原地區(qū),大致沿那曲—阿里公路一線;另一條則在喜馬拉雅山脈與岡底斯山脈之間的山谷地帶東段。其中,藏北高原是西藏風(fēng)能最為豐富的地區(qū),平均年有效風(fēng)能密度為130~200瓦/平方米,平均年有效風(fēng)力小時(shí)數(shù)在4000小時(shí)左右。
平均海拔4500米的那曲是西藏的北大門,也是藏北高原風(fēng)能資源豐富的地區(qū)之一。早在2012年,西藏首個(gè)并網(wǎng)風(fēng)電項(xiàng)目就在那曲落地,項(xiàng)目采用了5臺(tái)單機(jī)容量為1.5兆瓦的高海拔試驗(yàn)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組,總裝機(jī)容量0.75萬(wàn)千瓦,于2013年11月并網(wǎng)運(yùn)行。
但由于技術(shù)水平有限,加之高寒缺氧、冰凍期長(zhǎng)等不利氣候因素,西藏此后并未推動(dòng)大規(guī)模的風(fēng)電項(xiàng)目開發(fā)。直到近幾年,隨著高海拔裝備、構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能和綠色建造等技術(shù)獲得突破,西藏的風(fēng)電開發(fā)重新得以加速,大型風(fēng)電項(xiàng)目在藏北高原陸續(xù)落地。
2024年1月,世界超高海拔地區(qū)單機(jī)容量最大、裝機(jī)規(guī)模最大的風(fēng)電項(xiàng)目歐瑪亭嘎風(fēng)電場(chǎng)在那曲市色尼區(qū)投運(yùn),項(xiàng)目總裝機(jī)容量為10萬(wàn)千瓦,采用25臺(tái)單機(jī)容量為0.4萬(wàn)千瓦的永磁直驅(qū)風(fēng)電機(jī)組,每年可生產(chǎn)約2億千瓦時(shí)的清潔電量。目前,這座風(fēng)電場(chǎng)已經(jīng)成為那曲市區(qū)用電的主要來(lái)源。
近年來(lái),更多的研究深化了人們對(duì)西藏風(fēng)能資源特性、形成機(jī)理和開發(fā)潛力的了解,這為后續(xù)高海拔風(fēng)電開發(fā)的模式創(chuàng)新奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。其中,最值得關(guān)注的科研成果來(lái)自2017年啟動(dòng)的第二次青藏高原綜合科學(xué)考察研究。此次考察的重點(diǎn)是過(guò)去50年來(lái),青藏高原變化的過(guò)程與機(jī)制及其對(duì)人類社會(huì)的影響,其中一項(xiàng)調(diào)查是研究與評(píng)價(jià)青藏高原的風(fēng)能資源現(xiàn)狀。
2022年3月,國(guó)家氣候中心發(fā)布了此次考察的階段性成果《青藏高原風(fēng)能資源和開發(fā)潛力研究報(bào)告》,該成果系統(tǒng)展現(xiàn)了青藏高原風(fēng)能的獨(dú)特稟賦。與平原地區(qū)風(fēng)能“晝小夜大”的經(jīng)典日分布特征截然不同,青藏高原風(fēng)能受強(qiáng)烈地形-熱力耦合驅(qū)動(dòng),呈現(xiàn)“午后至前半夜大風(fēng)、后半夜至次日上午小風(fēng)”的特點(diǎn)。因此,在大比例風(fēng)光并網(wǎng)的背景下,需要將高原風(fēng)資源特性納入“源-網(wǎng)-荷-儲(chǔ)”協(xié)同規(guī)劃,通過(guò)構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能、柔性直流與智能調(diào)度技術(shù),守住電力系統(tǒng)安全底線。
報(bào)告同時(shí)指出,青藏高原60%的風(fēng)能資源富集于阿里、那曲,但日喀則、山南同樣擁有技術(shù)可開發(fā)量巨大的優(yōu)質(zhì)風(fēng)區(qū),且風(fēng)向、風(fēng)速季節(jié)互補(bǔ)明顯。基于這一結(jié)論,更多高原風(fēng)能可與光伏、水電互補(bǔ),打造全天候、全季節(jié)穩(wěn)定出力的清潔能源基地,在保障西藏自身綠色供能的同時(shí),為綠電外送提供更多支撐。
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風(fēng)與光之外,西藏的清潔能源版圖還有不可忽視的地?zé)?。青藏高原地處全球四大地?zé)岣患瘏^(qū)之一的地中海—喜馬拉雅地?zé)釒?。唐代古籍曾這樣描述地?zé)幔和罗髂嫌幸挥咳?,平地涌出,激水高五六尺,甚熱,煮肉即熟,氣上沖天,像似氣霧。
據(jù)中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局《中國(guó)地?zé)嶂荆ㄎ髂暇砣酚涊d,西藏的地?zé)崽镆詷?gòu)造裂隙型熱儲(chǔ)為主,儲(chǔ)熱巖體多為花崗巖。按埋藏深度和溫度等級(jí),區(qū)內(nèi)可劃分為水熱型、淺層型和干熱巖型三大類。其中,水熱型資源最豐富、開發(fā)價(jià)值最高:全區(qū)水熱活動(dòng)區(qū)(點(diǎn))達(dá)672處,高于150攝氏度的高溫水熱系統(tǒng)34處,初步估算發(fā)電潛力約2900兆瓦。
從20世紀(jì)70年代開始,我國(guó)陸續(xù)開始建設(shè)羊八井、那曲、朗久等多個(gè)中高溫地?zé)岚l(fā)電站。其中耳熟能詳?shù)氖俏覈?guó)首座水熱型地?zé)嵩囼?yàn)電站——羊八井地?zé)犭娬?。這座電站的首批機(jī)組于1975年正式發(fā)電,歷經(jīng)三期擴(kuò)建,共裝9臺(tái)機(jī)組(含1985年停運(yùn)的1號(hào)試驗(yàn)機(jī)),總裝機(jī)容量為25.18兆瓦。1993年,羊八井地?zé)犭娬镜陌l(fā)電量一度占拉薩電網(wǎng)的63.45%,顯著改善了藏中電網(wǎng)的電源結(jié)構(gòu)。
由于技術(shù)所限和設(shè)備老化,羊八井電站已于2020年全面停運(yùn)。然而,西藏地?zé)岚l(fā)電的開發(fā)仍在向更大的范圍前進(jìn)——在羊八井東南約55千米的當(dāng)雄縣羊易鄉(xiāng),羊易地?zé)犭娬窘舆^(guò)了這根綠色的“接力棒”。這座2018年建成的電站裝機(jī)容量達(dá)到16兆瓦,每年可減排二氧化碳42萬(wàn)噸,相當(dāng)于節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤11.6萬(wàn)噸。
作為目前國(guó)內(nèi)海拔最高、技術(shù)最新的商業(yè)化地?zé)犭娬?,羊易在?xiàng)目勘查、建設(shè)、運(yùn)行全過(guò)程中采取了多種先進(jìn)的技術(shù)手段,如采用了先進(jìn)的雙循環(huán)發(fā)電系統(tǒng),利用低沸點(diǎn)工質(zhì)(如異丁烷)吸收地?zé)崴臒崃空舭l(fā),推動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電,可實(shí)現(xiàn)發(fā)電效率更高、對(duì)環(huán)境影響更小的效果;在運(yùn)行中,電站使用了“只取熱不取水”技術(shù),通過(guò)一采一灌、同層回灌系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)發(fā)電尾水100%回灌循環(huán)再利用。新技術(shù)的應(yīng)用,不僅將支撐西藏后續(xù)地?zé)犴?xiàng)目的規(guī)模化開發(fā),也將為高海拔地?zé)釁^(qū)的地?zé)衢_發(fā)提供借鑒。
當(dāng)前,地?zé)岚l(fā)電在西藏電力結(jié)構(gòu)中的占比不足1%,但隨著適用于高原高寒地區(qū)的中高溫?zé)醿?chǔ)高效發(fā)電技術(shù)被研發(fā)應(yīng)用,地?zé)岚l(fā)電的度電成本持續(xù)降低,更多項(xiàng)目將有望被開發(fā)。
水電水利規(guī)劃設(shè)計(jì)總院的研究顯示,目前,西藏電力發(fā)展存在“豐期棄電與枯期缺電并存、日間棄電與夜間缺電并存”的問(wèn)題。
與風(fēng)光的間歇性不同,地?zé)峥蓪?shí)現(xiàn)分鐘級(jí)甚至秒級(jí)爬坡,精準(zhǔn)響應(yīng)水風(fēng)光儲(chǔ)多能互補(bǔ)基地日內(nèi)、年內(nèi)的峰谷差調(diào)節(jié)需求。當(dāng)前,羊易、羊八井等地區(qū)的深部熱儲(chǔ)已被納入開發(fā),未來(lái)西藏地?zé)岚l(fā)電裝機(jī)容量有望達(dá)150兆瓦。地?zé)岚l(fā)電也將在緩解“年內(nèi)豐枯、日內(nèi)晝夜的供需矛盾”中發(fā)揮作用,助力電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行,守護(hù)西藏的萬(wàn)家燈火。