青藏高原有哪些可再生能源

格尔木炼油厂是青藏地区唯一一座百万吨炼油厂，炼油加工量由1994年的不足50万吨发展到目前的100万吨。近10年来，格炼已累计向西藏地区销售汽油77万余吨、柴油近70万吨。正像胡 锦 涛总书记指出的那样，“格尔木炼油厂规模虽不大，但战略地位重要，作用不可替代。” 另外还有无污染的天然清洁能源太阳能青藏高原海拔高，空气稀薄，对日照削弱能力不强，纬度还算比较低，日照充足，时间长

风能青藏高原有日夜不停息的大风，我们完全可以充分利用。

水能 山地高原交界处及高原边缘地势落差大，水流湍急，水能丰富。你看内雅鲁藏布江什么的，发源于青藏地区的金沙江怒江澜沧江水能蕴藏也不小可惜落差最大水能最丰富的河段不在青藏地区了。

地热能 板块交界的断层处，地热能丰富

西藏物产富饶，主要表现在9个方面：光照资源、风力资源、水资源、草场耕地资源、森林资源、植物资源、动物资源、湿地资源、矿产资源。具体如下：

一是光照资源。西藏太阳年总辐射值达到140-200千卡/平方厘米，是我国东部沿海地区的近两倍。

二是风力资源。西藏是全国大风(≥8级或17米/秒)最多的地区之一，年平均大风日数多达100-150天，最多可达200天，比同纬度的我国东部地区多4-30倍。

三是水资源。据统计，全区水资源总量4394.65亿立方米(不含地下水)，占全国河川径流总量的16.21%，居全国第一位人均水资源占有量和亩均占有水量也均居全国第一全区水能资源理论蕴藏量2.1亿千瓦、技术可开发量1.4亿千瓦，均居全国首位。

四是草场耕地资源。全区有天然草地13.34亿亩，约占全区总面积的74.11%，位居全国第一位，其中可利用天然草地面积11.29亿亩耕地面积662.66万亩(实控区550.75万亩)，其中水田62.26万亩、水浇地398.21万亩、旱地202.19万亩，农作物播种面积稳定在377.02万亩。

五是森林资源。全区林地面积1783.64万公顷，森林面积147.56万公顷，人均森林面积达49000平方米、居全国第一，活立木总蓄积量为22.88亿立方米、居全国之首。人均拥有活立木蓄积量达762立方米，森林覆盖率为11.98%，为全国第五大林区。

六是植物资源。全区有野生植物9600多种，其中855种为西藏特有，高等植物6600多种，其中苔鲜植物700余种，蕨类和种子植物5900余种。食用菌有松茸等415种，药用菌有灵芝等238种。农作物方面，全区有青棵、小麦、玉米、油菜、豆类等品种及约20个科、110余种的蔬菜。

七是动物资源。全区有野生脊椎动物795种(其中125种为国家重点保护野生动物，占全国重点保护野生动物种类的1/3以上，196种为西藏特有)，其中哺乳类145种，鸟类492种(其中22种为西藏特有)，爬行类55种，两栖类45种，鱼类58种有昆虫4200余种、水生浮游动物760多种。

全区大中型野生动物数量居全国第一位，藏羚羊数量占世界上整个种群数量的80%以上，黑颈鹤越冬数量占世界上整个种群数量的80% ,野耗牛数量占世界上整个种群数量的78%。

八是湿地资源。西藏拥有各类湿地面积652. 9万公顷，占全区国土面积的5.3%,湿地面积居全国第二，是我国湿地类型齐全、数量最为丰富的省区之一。90%以上的湿地保持原生状态，其中玛旁雍措、麦地卡被列人国际重要湿地名录。

九是矿产资源。西藏目前已发现的矿种(亚种)有103种，有查明矿产资源储量的矿种49种，矿床、矿点及矿化点3000余处。其中发现能源矿产5种，有查明资源储量的3种发现金属矿产32种，有查明资源储量的19种发现非金属矿产64种，有查明资源储量的26种发现水汽矿产2种，有查明资源储量的1种。

全区已发现的优势矿产资源主要有:铜、铬、铅锌银多金属、钼、铁、锑、金、盐湖锂硼钾矿、高温地热、天然矿泉水等，均具有广阔的找矿前景。在查明矿产资源储量的矿产中，铬、铜保有资源储量，盐湖锂矿资源远景及高温地热储量在全国排名第一。

西藏位于青藏高原的西部和南部，占青藏高原面积的一半以上，海拔4000米以上的地区占全区总面积的85.1%，素有“世界屋脊”和“地球第三极”之称，是世界上海拔最高的地方。全区地形可分为藏北高原、雅鲁藏布江流域、藏东峡谷地带三大区域。

西藏空气稀薄，气压低，含氧量少，平均空气密度为海平面空气密度的60%

-70%，高原空气含氧量比海平面少35%--40%。太阳辐射强烈，日照时间长，年日照时数为1443.5-3574.3小时。

资料来源：西藏自治区人民政府：认识西藏

拓展：

西藏自治区土地资源丰富，总面积122万多平方公里，其中牧草地65万公顷；耕地集中分布在藏南河谷及河谷盆地中，东部和东南部也有少量分布，总面积达36万公顷。西藏土地资源的最大特点是未利用土地多，占土地总面积的30.71%，可利用潜力很大。西藏天然草地面积超过内蒙古和新疆，位居全国第一，是中国主要的牧区之一。

西藏自治区拥有宜农耕地680.57万亩，约占全区土地总面积的0.42%；净耕地面积523.43万亩，约占全区土地总面积的0.31%；牧草地96934.8万亩，约占全区土地总面积的56.72%。林地10716万亩，约占全区土地总面积的6.27%。居民及工矿用地50.45万亩，约占全区土地总面积的0.03%；交通用地32.92万亩，约占全区土地总面积的0.02%；水域8291.96万亩，约占全区土地总面积的4.85%；未利用土地54354.8万亩，约占全区土地总面积的31.8%。

西藏自治区土地以牧草地和尚未利用的面积最大，合计占全区土地总面积的88.52%，再依次是林地、水域、耕地、居民点及工矿用地、交通用地。耕地、牧草地、林地等合计面积占全区土地总面积的63.3%。西藏现有的粮食作物、果树、蔬菜、茶叶、青饲料等种植业用地均属耕种土壤范畴。耕种土壤面积最大的是日喀则地区，占全区耕种土壤面积的37.79%；其次是昌都地区，占19.86%。山南地区和拉萨市的耕种土壤面积基本相近，分别占15.65%和15.48%；林芝地区占全区耕种土壤的8.65%；那曲和阿里地区耕种土壤面积较小，分别占1.99%和0.58%。全区74个县有耕种土壤分布的占62个，为总数的84%。

全区耕种土壤归属于28个土类中的16个土类，有12个土类没有耕种土壤。其中，耕种山地灌丛草原土壤面积最大，占全区耕种土壤面积的33.81%，其次为潮土和耕种亚高山草原土，分别占12.83%和12.38%。耕种草甸土占9.1%。耕种亚高山草甸土占9.47%。耕种褐土占8.1%。耕种灰褐土占7.99%。耕种棕壤占2.86%。这8类耕种土壤合计占全区耕种土壤面积的96.95%，其余8个土类面积很小，合计仅占3%左右。耕种土壤主要分布在冈底斯山至念青唐古拉山以南的河谷和三江流域河谷洪积扇、冲积台地、冲积阶地以及湖盆阶地上，其中，雅鲁藏布江干流台地及拉萨河、年楚河等支流谷地内的耕种土壤就占了全区耕种土壤的55%，其地貌条件相对较为一致。

西藏耕种土壤的垂直分布区间为海拔610～4795米，其中海拔2500米以下的面积占5.6%，2500～3500米之间的占11.4%，3500～4100米的面积占60.8%，4100米以上的面积占22.2%。草地土壤中包括了尚未作为放牧草场利用的荒草地土壤。那曲和阿里地区的面积最大，分别占全区草地土壤的40.25%和26.30%。其次是日喀则地区，占15.44%；昌都地区占8.39%；山南地区占3.99%；林芝地区占2.72%；拉萨市占2.91%。草地土壤的垂直分布区间为海拔2800～5600米，其中，海拔4600米以上的草地土壤面积占82%，海拔3500～4600米的面积占14%，低于海拔3500米的面积占4%。

西藏境内草地土壤归属于8个土类，高山草原上的面积最大，占全区草地土壤面积的59.48%，其次为高山草甸土和亚高山草甸土，分别占22.47%和9.88%。以下依次为亚高山草原土（2.98%）、草甸土（2.68%）、沼泽土（0.94%）、山地灌丛草原土（0.82%）和褐土（0.74%）。

全区林业土壤归属于10个大类，面积最大的是暗棕壤，占全区林业土壤的28.5%；以下依次是黄壤，占17，6%；黄棕壤、棕壤、赤红壤、灰褐土和亚高山林灌草甸土（亚类）的面积基本相当，各占10%左右；砖红壤占7.83%；褐土占1.18%；红壤占0.21%。各种土壤类型的宜林性能不尽相同，主要表现在随着地势的升高，不同土壤类型有着不同的适生林型和树种。海拔1100米以下，有适生热带雨林的砖红壤、红壤和赤红壤，占全区林业土壤面积的11.81%。海拔1100～2800米有适生亚热带常绿阔叶林和常绿针阔叶混交林的黄壤、黄棕壤，占全区林业土壤面积的28.18%。海拔2800～3500米有适生温性针阔叶混交林的棕壤，占9.94%。海拔3400～4600米有适生寒温性针叶林的略棕壤、灰化土、酸性棕壤和少量灰褐土，占28.69%。此外，还有适生杨、桦、柏等的疏林和灌木林的亚高山林灌草甸土、灰褐土、淋溶褐土和棕壤性土等，占21.39%，广泛分布在森林边缘，海拔上限可达4700米，下限为3000～3800米的河谷地区。 西藏已发现野生哺乳动物142种，鸟类488种，爬行类动物56种，两栖类动物45种，鱼类68种。西藏野生脊椎动物共计799种，构成了西藏的动物资源优势。在这些动物中，野驴、野牦牛、马鹿、白唇鹿、黑颈鹤、小熊猫等123种被列为国家重点保护动物，占全国重点保护动物的1/3以上。其中滇金丝猴、孟加拉虎、雪豹、西藏野驴、野牦牛、羚牛等45种野生脊椎动物是濒危灭绝或西藏特有的珍稀保护动物。在海拔3000～4000米的喜马拉雅山麓，偶尔可以见到国家一级保护动物“喜马拉亚塔尔羊”。

陆生无脊椎动物在西藏有2307种。其中，中华缺翅虫、墨脱缺翅虫是国家重点保护动物。西藏有益昆虫、蜜蜂有103种，其中绝大多数是农作物、牧草、果树、花卉等有花植物的传粉者。 西藏能源资源主要有水能、太阳能、地热能、风能等可再生能源。2005年，地质勘探部门在藏北西部探明含油气远景资源量为1亿至1.5亿吨的中型油田。

水能：西藏水能资源理论蕴藏量为2亿千瓦，约占全国的30%，居中国首位，其中蕴藏量在1万千瓦以上的河流多达365条。西藏水能资源绝大部分集中于藏东南地区，主要来自雅鲁藏布江。雅鲁藏布江干流天然水能蕴藏量为8000万千瓦，加上多雄藏布、年楚河、拉萨河、尼洋河和帕隆藏布等五大支流，天然水能总蕴藏量可达9000万千瓦。

地热能：西藏是中国地热活动最强烈的地区。各种地热显示点有1000多处。初步估算，西藏地热总热流量为每秒55万千卡，相当于一年烧240万吨标准煤放出的热量。西藏最著名的羊八井热田是中国最大的高温湿蒸汽热田，热水温度为93～172℃之间，已开发为地热电站和重要旅游景点。

太阳能：西藏自治区太阳能资源居全国首位，是世界上太阳能最丰富的地区之一。这里阳光直射比例大，年际变化小，大部分地区年日照时间达3100～3400小时，平均每天9小时左右。

风能：西藏有两条风带，推测年风能储量930亿千瓦时，居全国第七位。除藏东地区风能资源较贫乏外，大部分地区属风能较丰富区和可利用区。其中藏北高原年有效风速时数在4000小时以上。

青藏高原位于中国西南部，是中国最大的高原、同时也是世界海拔最高的高原，就目前的资料显示，青藏高原已发现的矿产资源约有100多种，其中经过勘探，已探明其中一部分储量的有大约七十多种，其中铅、锌、铬、铜、水晶、盐湖、石棉、水热矿产储量都比较大；而值得一提的是金、银、锡、铂族元素与稀土元素的资源储量也是比较令人可喜的。

由于青藏高原海拔高，有“世界屋脊”之称，再加之面积广阔，据现在的资料显示，它的范围西边起始于帕米尔高原上，东边直到横断山脉，北起昆仑山脉、阿尔金山和祁连山，南部抵达喜马拉雅山脉，青藏高原的总面积在二百五十万平方公里以上，所以现在对青藏高原的勘探方面的投入正在进行当中，今后肯定还会有更多的矿产资源被探明，以及更多的矿物种类被发现。青藏高原具有广阔的发展前景，也是我国未来发展的后备力量和西南方向的天然屏障。

青藏高原

青藏高原从地貌形态来说，地形相当复杂，其中高山大川密布，而且地势险峻复杂多变，它的平均海拔都大大超过周边同纬度地区。并且由于其特殊的地理位置，导致青藏高原的生态环境也是比较脆弱的，主要表现在土地沙化方面与水土流失方面，而且冰原地区积雪融化速度比其他的地方速度更快，所以现在对其的开发也是以环境保护为主，国家也是出台了许多严厉的措施，来保证其开发与环境保护共同发展，以此达到最小的环境伤害。

青藏高原现在已发现的矿床类型多，其中伴生矿产也非常多，现今以铜矿分布最广泛，但其通常情况下是与银、铅、锌等矿种共生的复合型多金属矿床，其中最典型的铜矿是玉龙铜矿，初步探明铜金属资源储量达六百五十多万吨。

其实青藏高原这么广阔的地域，现在我们的勘探成果只有一小部分，对其的认知可以说还是有限的，现在国家的资源勘查重点方向也在向西部转移，所以今后肯定还会取得更多的勘探成果，相信由于地质构造的特点，其矿产资源丰富程度也肯定是令人欣喜的，也希望早日获取重大的找矿成果。

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动植物的生长、人类的活动都无法离开太阳。这个发光发热的大火球已经存在了50亿年之久。你是否了解太阳？人类是否能够从距离地球1.5×108km的太阳上获取所需的能源？

答案是肯定的。

地球上的风能、水能、海洋温差能、波浪能和生物质能等能源都来自于太阳，即使是地球上的化石燃料（如煤、石油、天然气等），从根本上说也是远古以来储存下来的太阳能。

世界上最丰富的永久能源是太阳能。地球攫取的太阳辐射能通量为1.7×1014kW，比核能、地热和引力能储量总和还要大5000多倍。其中约30%被反射回宇宙空间，47%转变为热，以长波辐射形式再次返回空间，约23%是水蒸发、凝结的动力以及风和波浪的动能，植物通过光合作用吸收的能量不到0.5%。地球每年接收的太阳能总量为10×1018kW?h，相当于5×1014bbl原油，是探明原油储量的近千倍，是世界年耗总能量的一万余倍，正如通常所说的“取之不尽、用之不竭”。虽然太阳辐射能的通量密度较低，太阳光通过大气层会进一步衰减，还会受到天气、昼夜以及空气污染等因素的影响呈现间歇性质，但如果系统配置储热装置，做到热能能级的合理匹配，就可以使太阳能发挥最佳效益。在能源和环境问题日益凸现的今天，太阳能作为一种可再生的清洁能源被人们誉为21世纪最有希望的能源（赵斌等，2012）。

太阳能是指太阳的热辐射能，主要表现形式为太阳光线。广义上的太阳能也包括地球上的风能、化学能、水能等。太阳能是由太阳内部氢原子发生聚变释放出巨大核能而产生的辐射能量。人类所需能量的绝大部分都直接或间接地来自太阳；植物通过光合作用释放氧气、吸收二氧化碳，并将太阳能转变成化学能在植物体内储存下来；煤炭、石油、天然气等化石燃料也是由古代埋在地下的动植物经过漫长的地质年代演变形成的。此外，水能、风能等也都是由太阳能转换来的。

生命自地球上诞生以来，就主要以太阳提供的热辐射能生存，在化石燃料日趋减少的情况下，太阳能已成为人类使用能源的重要组成部分，并不断得到发展。太阳能既是一次能源，又是可再生能源。它既可免费使用，又无需运输，对环境无任何污染，为人类创造了一种新的生活形态，使社会及人类进入一个节约能源减少污染的时代。

一、太阳能的特点

（一）太阳能的优点

（1）普遍：太阳光普照大地，没有地域的限制。无论陆地或海洋，无论高山或岛屿，处处皆有，可直接开发和利用，且无须开采和运输。

（2）无害：开发利用太阳能不会污染环境，它是最清洁能源之一，在环境污染越来越严重的今天，这一点是极其宝贵的。

（3）巨大：每年到达地球表面上的太阳辐射能约相当于130×1012t煤，其总量为现今世界上可以开发的最大能源。

（4）长久：根据目前太阳产生的核能速率估算，其氢的储量足够维持上百亿年，而地球的寿命也约为几十亿年，从这个意义上讲，可以说太阳的能量是用之不竭的。

（5）经济：太阳能的长期发电成本低，是21世纪最清洁、最廉价的能源。

（二）太阳能的缺点

（1）分散性：到达地球表面的太阳辐射的总量尽管很大，但是能流密度很低。平均说来，北回归线附近，夏季在天气较为晴朗的情况下，正午时太阳辐射的辐照度最大，在垂直于太阳光方向1m2面积上接收到的太阳能平均有1000W左右；若按全年日夜平均，则只有200W左右。而在冬季大致只有一半，阴天一般只有1/5左右，这样的能量密度是很低的。因此，在利用太阳能时，想要得到一定的转换功率，往往需要面积相当大的收集和转换设备，造价较高。

（2）不稳定性：由于受到昼夜、季节、地理纬度和海拔高度等自然条件的限制以及晴、阴、云、雨等随机因素的影响，到达某一地面的太阳辐照度既是间断的，又是极不稳定的，这给太阳能的大规模应用增加了难度。为了使太阳能成为连续、稳定的能源，从而最终成为能够与常规能源相竞争的替代能源，就必须很好地解决蓄能问题，即将晴朗白天的太阳辐射能尽量储存起来，以供夜间或阴雨天使用，但目前蓄能也是太阳能利用中较为薄弱的环节之一。

（3）效率低和成本高：目前太阳能利用的发展水平，有些方面在理论上是可行的，技术上也是成熟的。但有的太阳能利用装置，因为效率偏低、成本较高，总的来说经济性还不能与常规能源相竞争。在今后相当一段时期内，太阳能利用的进一步发展，主要受到经济性的制约（闫云飞等，2012）。

二、太阳能的分布

我国幅员辽阔，有着十分丰富的太阳能资源。据估算，我国陆地表面每年接收的太阳辐射能约为50×1015MJ。全国各地太阳辐射总量为3350～8370MJ/cm2，平均值为5860MJ/cm2。从全国太阳年辐射总量的分布来看，西藏、青海、新疆、内蒙古南部、山西、陕西北部、河北、山东、辽宁、吉林西部、云南中部和西南部、广东东南部、福建东南部、海南岛东部和西部以及台湾西南部等广大地区的太阳辐射总量很大。青藏高原地区的太阳辐射总量最大，四川和贵州两省的太阳年辐射总量最小（王峥等，2010）。

我国太阳能资源分布的主要特点有：太阳辐射总量的高值中心和低值中心都处在北纬22°～35°这一带，青藏高原是高值中心，四川盆地是低值中心；太阳年辐射总量，西部地区高于东部地区，而且除西藏和新疆地区之外，基本上是南部低于北部；由于南方多数地区云、雾、雨多，在北纬30°～40°地区，太阳辐射总量的分布情况与一般的太阳能随纬度而变化的规律相反，太阳能不是随着纬度的增加而减少，而是随着纬度的增加而增加。按接受太阳能辐射量的大小，全国大致上可分为5类地区（表4-1）。

表4-1　我国太阳能分布状况（据王峥，2010）

一类地区：年日照时数为3200～3300h，年辐射总量为6690～8360MJ/cm2。相当于225～285kg标准煤燃烧所发出的热量，主要包括青藏高原、甘肃北部、宁夏北部和新疆南部等地。这是我国太阳能资源最丰富的地区，与印度和巴基斯坦北部的太阳能资源相当。特别是西藏，地势高，太阳光的透明度也好，太阳辐射总量最高值达9210MJ/cm2，仅次于撒哈拉大沙漠，居世界第二位，其中拉萨是世界著名的阳光城。

二类地区：年日照时数为3000～3200h，年辐射总量为5852～6690MJ/cm2，相当于200～225kg标准煤燃烧所发出的热量，主要包括河北西北部、山西北部、内蒙古南部、宁夏南部、甘肃中部、青海东部、西藏东南部和新疆南部等地，此区为我国太阳能资源较丰富区。

三类地区：年日照时数为2200～3000h，年辐射总量为5016～5852MJ/cm2，相当于170～200kg标准煤燃烧所发出的热量，主要包括山东、河南、河北东南部、山西南部、新疆北部、吉林、辽宁、云南、陕西北部、甘肃东南部、广东南部、福建南部、江苏北部和安徽北部等地。

四类地区：年日照时数为1400～2200h，年辐射总量为4180～5016MJ/cm2。相当于140～170kg标准煤燃烧所发出的热量。主要是长江中下游、福建、浙江和广东的一部分地区，春夏多阴雨，秋冬季太阳能资源还可以。

五类地区：年日照时数约1000～1400h，年辐射总量为3344～4180MJ/cm2。相当于115～140kg标准煤燃烧所发出的热量，主要包括四川、贵州两省。此区是我国太阳能资源最少的地区。

一、二、三类地区，年日照时数大于2000h，年辐射总量高于5852MJ/cm2，是我国太阳能资源丰富或较丰富的地区，面积较大，约占全国总面积的2/3以上，具有利用太阳能的良好条件，四、五类地区虽然太阳能资源条件较差，但仍有一定的利用价值。

三、太阳能的利用

太阳能的利用是指太阳能的直接转化和利用。中国蕴藏着丰富的太阳能资源，太阳能利用前景广阔。目前，我国已是全球太阳能热水器生产量和使用量最大的国家以及重要的太阳能光伏电池生产国。

（一）利用太阳能的方式

太阳能的利用主要包括光—热转换、光—电转换和光—化学转换三种方式。

1．光—热转换

太阳能的光热利用是最主要的利用方式，其基本原理是将太阳辐射能收集起来，直接或间接转化成热能加以利用。其中太阳能的收集装置——太阳能集热器（图4-1），是太阳能热利用的核心。目前使用最多的太阳能集热器为平板型集热器和聚焦型集热器。

图4-1　太阳能集热器的原理

太阳光热利用根据所能达到的温度和用途的不同，又分为低温利用（＜200℃）、中温利用（200～800℃）和高温利用（＞800℃）。目前低温利用主要有太阳能热水器、太阳能干燥器、太阳能蒸馏器、太阳房、太阳能温室、太阳能空调制冷系统等；中温利用主要有太阳灶、太阳能热发电聚光集热装置等；高温利用主要有高温太阳炉等。

太阳辐射光源透过玻璃盖板，被太阳能热水器集热板吸收后沿肋片和管壁传递到太阳能热水器吸热管内的水。太阳能热水器吸热管内的水吸热后温度升高，密度减小而上升，形成一个向上的动力，构成一个热虹吸系统。随着热水的不断上移并储存在储水箱上部，同时通过下循环管不断补充温度较低的水，如此循环往复，最终太阳能热水器整箱水都升高至一定的温度。现有的平板式太阳能热水器集热器，基本上都采用结合良好的多管组合方式，如滚压或压延方法等，其中走水管子与吸热板之间的热阻几乎可以忽略。影响平板式集热器板芯性能的主要因素，一是结构设计，二是表面吸收涂层。

太阳能热水器的技术要求不高，但其经济性、实用性却很高。近年来在中国，太阳能热水器生产企业已超过千家，年产值超过1000万元的较大型企业约100家，从事生产的职工包括营销人员超过50万人。中国已成为全世界太阳能热水器年产销量及保有量最大的国家。但家庭太阳能热水器全国平均普及率仍未超过10%，所以很有市场前景（官贞珍等，2009）。

2．光—电转换

未来太阳能的大规模利用是太阳能发电。利用太阳能发电的方式有多种，目前已经使用的主要有以下两种：（1）光—热—电转换。即利用太阳辐射所产生的热能发电。一般是用太阳能集热器将所吸收的热能转换为工质的蒸汽，然后由蒸汽驱动汽轮机带动发电机发电。前一过程为光—热转换，后一过程为热—电转换。（2）光—电转换。其基本原理是借助光生伏特效应将太阳辐射能直接转换为电能，即太阳能光伏发电，其转换元件为太阳能电池（图4-2）。

将太阳能转化为电能，一直是人类美好的理想。1954年美国贝尔实验室制成了世界上第一块单晶硅太阳能电池，从此，人类这一理想就逐渐转变为现实。太阳能电池是将太阳能转化为电能的装置，是由各种具有不同电子特性的半导体材料制成的平面器件，具有强大的内部电场。内部电场在太阳光的照射下，发生了电子和空穴的分离，电子和空穴分别向两个相反的方向移动，正、负电荷分别聚集而产生电动势，即在太阳能电池的正面和背面之间产生电压，接通外电路后就能输出直流电流。近年来，太阳能电池已发展为以硫化镐、砷化稼等新型半导体材料为基础的无机太阳能电池和以份菁（又称都花菁）、酞菁及叶绿素等为基础的有机太阳能电池。太阳能电池的效率（即光能转化为电能的比例）也得到很大的提高，例如单晶硅太阳能电池的效率从最初的6.0%提高到24.7%；薄膜碲化镉太阳能电池的效率为16.4%；在单晶硅片上、下表面分别沉积P型和N型非晶硅薄膜制成的HIT型电池，效率已达21.0%。当今世界上光电转化效率最高的当属砷化镓多结太阳能电池，它在聚光265倍的阳光条件下，光电转化效率已高达35.0%，并向40.0%的高峰攀升。

图4-2　太阳能电池及其原理

太阳能电池的应用非常广泛，可较好地应用于交通工具。美国研制了一种新型的太阳能电池驱动的飞行器，称“太阳神原型机”。该机质量只有700kg，翼展74m，机翼上面装有6.5万块太阳能电池板，首次试飞就成功地升到24.7km的高空，理论飞行高度可达30.9km。该飞行器的研制是航天航空技术领域的一次革命，显示了太阳能电池在飞行器上的广阔应用前景。太阳能电池在车、船上的应用研究也相当成功，例如，日本京瓷株氏会社和Kitami理工学院共同研制开发的太阳能汽车“蓝鹰”号，在第五届世界太阳能汽车拉力赛上表现非常突出。澳大利亚的太阳能汽车Aurora101，外形新颖别致，像个飞碟，行程3010km，仅耗时41.1h，平均速度达72.96km/h。2013年12月15日，中国首辆月球车“玉兔号”顺利在月球着陆，玉兔号就是通过太阳能电池板（由两个太阳电池阵、一组锂离子电池组、休眠唤醒模块、电源控制器组成），利用太阳能为车上仪器和设备提供电源，耐受月球表面真空、强辐射、-180～150℃极限温度等极端环境，显示了太阳能电池在我国航空航天事业上的应用，为中国探月科技发展进步做出重大贡献。这都充分显示了太阳能电池的广阔应用前景（胡赛纯等，2003）。

太阳能电池也能向建筑供电，其形式非常灵活，既可安装太阳能电池屋顶，也可将房屋的墙壁做成太阳能幕墙，或将窗台做成太阳能窗沿。安装在美国纽约第四时代广场3548层的太阳能幕墙为整栋大楼提供了1.5%的电力，而目前太阳能利用最常见的形式是将太阳能电池铺设在倾斜的屋顶上。

太阳能电池的应用远不止上述各方面，自1973年能源危机爆发后，太阳能电池的应用领域不断扩展。目前，已建立了很多完全由太阳能电池供电的设施，如微波中转站、航海灯塔、路灯、捕虫器、公共汽车站牌等等，太阳能电池的应用可见一斑。

由于太阳辐射的能量密度低且不稳定，易受地域和气候条件影响，导致其收集、存储装置制造成本高，且转换效率低，太阳能发展经过多次的高潮低谷。而光电作为唯一一种能满足全球长期能源需求又不会排放温室气体及污染物的能源技术，必将带来太阳能的持续繁荣。随着人类对能源需求的日益增加以及环保压力的不断增大，相信不久的将来，人们对化石类能源的依赖性将逐步转向太阳能（段晓飞，2010）。

3．光—化学转换

光化学过程是地球上最重要的化学过程之一，它包括光合作用、光电化学作用、光敏化学作用及光分解反应。其中光合作用为包括人类在内的几乎所有生物的生存提供了物质和能源来源，其实质是植物、藻类和某些细菌通过叶绿素，利用光能，将二氧化碳和水转化成储存能量的有机物（如淀粉），并释放出氧气的过程（图4-3）。所谓“万物生长靠太阳”，光合作用对制造有机物（为人类和动物提供食物）、储存太阳能、维持地球碳氧平衡和生物进化具有重要意义。

光合作用是把太阳能以化学能形式储存在生物中的一种生物能，其蕴藏量极大，仅地球上的植物，每年生产量就像相当于目前人类消耗矿物能的20倍。在各种可再生能源中，生物质能是储存的太阳能，更是唯一可再生的碳源，可转化成常规的固态、液态和气态燃料。据估计，地球上每年植物光合作用固定的碳达2×1011t，含能量达3×1021J。由此可见生物能具有巨大的潜力，只要充分开发利用，能源问题将不再是难题。

光电化学反应是指光照后就能引发的电化学反应。光电材料经光线照射后，如果光的能量大于光电材料本身的电子能隙，就能把光电材料的价带中受束缚的电子激发至传导带，产生电子电洞对，进而跃迁至材料的表面，与环境进行氧化还原的电化学反应。整体运作牵涉两个重要的过程：首先是材料照光后产生电子电洞对的光电效应，其次是光电效应产生的电子电洞对与环境产生氧化还原作用的电化学反应。符合上述机制的反应，基本上都称为光电化学反应。

图4-3　光合作用过程

光电化学反应和传统电化学反应有相同的氧化还原反应特色，但传统电化学反应须由外界给予电能来提供反应所需的能量，光电化学反应则直接利用太阳能代替电能，是一种完整结合太阳能及电化学反应的设计，类似植物进行光合作用，对于人类在太阳能应用上具有显著的影响。光电化学装置种类繁多，目前的主要应用不外乎照光生电的太阳能电池、照光分解水生主氢气的装置、照光后可分解污染物和病菌的光触媒。此外，近年来也有许多生化科技和光电化学结合的研究。

四、太阳能产业发展

（一）太阳能产业发展存在的问题

1．太阳能技术发展不平衡，光伏发电技术落后

太阳能热能利用虽然在我国发展较为成熟，在同类技术、市场上都处于世界领先地位，但是利用主要集中在传统的热水器方面，在发电、高分子材料、太阳能与建筑相结合等技术应用领域没有突破，与发达国家的产业发展相比，产业强而不大。在光伏发电方面，笼罩在“高科技”“新能源”等诸多光环之下的中国太阳能光伏企业在全球产业链中仍只是“加工厂”而已。

2．产业畸形发展，远未形成良性循环式的产业结构

在发展迅速的太阳能热能利用方面，我国上千家相关产业厂家还大多集中在太阳能集热器生产方面，用一句形象的话说“遍地是造真空管的”，而很少在环境保护、楼宇智能温控系统、生物孕育与孵化等各领域进行卓有成效的探索，结果造成集热器生产企业竞争激烈，不能实现利润效益最大化。

在光伏发电产业方面只能说是用半条腿走路。近年来，虽然我国光伏发电产业的发展已初具规模，但在总体水平上同国外相比还有很大差距。太阳能企业自主研发能力很弱，关键技术基本掌握在外企手里，国内企业目前还处在来料加工的组装阶段，仅承担了产业链中污染高、耗能高的生产环节，赚取的仅为5%～6%的加工利润。由于国内企业目前技术水平较低，电池效率、封装水平同国外存在一定差距，结果造成我国电池组件成本较高，缺乏市场竞争力（王峥等，2010）。

（二）太阳能产业前景展望

在煤炭、石油、天然气等常规能源日益减少，而人类对能源的需求越来越大的情况下，太阳能作为取之不尽、用之不竭、清洁环保的可再生能源，备受各国政府重视。国际太阳能利用技术和产品的日趋成熟，更为太阳能推广利用创造了条件。目前，可持续发展观念被普遍接受，太阳能开发、利用的研究也将掀起热潮。世界范围内的能源问题、环境问题的最终解决将依靠可再生洁净能源特别是太阳能的开发利用，随着越来越多国家的政府和有识之士的重视，太阳能的利用技术也有望在短期内获得较大进展。

近几年在全球变暖、低碳经济等的推动下，太阳能等新能源的开发利用备受关注。为应对全球气候变化，中国政府已承诺到2020年单位国内生产总值二氧化碳排放要比2005年下降40%～45%，新能源约占一次能源消费比重的15%。纵观世界及中国对太阳能的开发和利用，为促进太阳能产业的高效发展，应从以下几方面采取相应措施：

（1）太阳能热利用技术相对更为成熟，应以太阳能热利用为主，光伏为辅的策略推广太阳能利用市场。适度降低太阳能热水器、太阳灶、太阳能空调、太阳能路灯等太阳能产品的价格，不断开发新产品，实现产业升级换代，并促进太阳能与建筑的结合。

（2）加大科技投入与攻关，培养研发人才，围绕太阳能利用关键技术、绿色生产工艺、系统集成技术等重要问题层层攻关，形成具有自主知识产权的太阳能利用核心技术，增强竞争力。

（3）大力发展中、低温太阳能集热器，努力研发高温太阳能集热器；促进太阳能能源的综合梯级利用，提升太阳能能源品位；加强太阳能和其他能源系统互补的综合利用研究。

（4）健全太阳能资源利用相关法规，加强可再生能源领域的国际合作。从国外经验来看，太阳能行业的发展离不开政策支持，特别是在发展初期政府提供的法律约束、电价补贴、财政资助等保障措施和激励政策，极大地推动了其规模化发展。作为发展中国家，我国太阳能利用行业总体还处于起步阶段，而太阳能发电成本也远远高于传统方式发电的成本，市场竞争力弱，且能源消费总量将进一步增加。因此，为实现可再生能源发展和节能减排目标，我国必须加快开发利用太阳能等新能源技术，学习和借鉴国外的成功经验，强化中国可再生能源法规及制度体系，促进太阳能利用行业的发展。

（5）加快太阳能相关产业链的发展。太阳能产业的发展必然会涉及电网、建筑、物管等相关产业。目前我国缺乏太阳能产业与其相关产业的统筹安排与规划，相关产业链发展滞后，导致我国虽然有强大的生产能力，但约有90%的产品却只能销售到国外市场，急需尽快引导相关产业链的形成，拓宽国内市场，使太阳能真正成为我国重要的新能源之一（闫云飞等，2012）。

人类对能源需求的增长将越来越快，对能源的可持续性和清洁程度的要求将越来越高，而对使用能源引起的负面效应，例如污染环境、破坏地球的生态平衡等，将有越来越严格的限制和要求。因此，加大对太阳能利用的研究和开发，缩短研究—开发—应用的周期，重点扶持和支持一批有实际应用前景的太阳能研究项目已属当务之急。在我国人口密度不大、居住分散、地域广大且太阳能资源丰富的西部地区，更应加大太阳能研究和开发的速度，并尽快进行区域性试点。例如，利用沙漠边缘地域成本低和太阳能资源充足的独特优势，进行小型太阳能热力发电，以解决居住分散、地域广大造成的输送电困难的问题，并不断提高太阳能热力发电量在总电力中的比例。在太阳光发电方面，应研制能够作为家用电器、通信器材电源的太阳能电池以替代干电池，利用光化学转换产生二次清洁能源，例如氢能源等。在我国西部大开发中，应使太阳能开发利用与工业、商业等其他行业的发展同步，并以西部为重点，带动我国太阳能开发利用的整体水平和规模（宫自强等，2000）。

新的世纪需要新的能源。可以预言，21世纪将开始一个以太阳能为主要能源的新世纪。

国务院新闻办公室18日发表《青藏高原生态文明建设状况》白皮书，并举行新闻发布会。

国新办新闻局局长、新闻发言人胡凯红介绍，中国高度重视青藏高原生态文明建设，把青藏高原作为生态文明建设的重点区域，不断在政策和制度层面完善相关措施，加大资金投入，使青藏高原生态文明建设持续取得巨大成就，保持了人与自然和谐发展良好局面。

自然保护区面积占总面积三成多，实施生态补偿制度成效明显

青藏高原包括西藏和青海两省区，以及四川、云南、甘肃和新疆等四省区的部分地区，总面积约260万平方公里，大部分地区海拔超过4000米。青藏高原被誉为“世界屋脊”“地球第三极”“亚洲水塔”，是珍稀野生动物的天然栖息地和高原物种基因库。

目前，青藏高原已经建成各级自然保护区155个，面积达82.24万平方公里，约占高原总面积的31.63%，占中国陆地自然保护区总面积的57.56%。青藏高原生态文明制度逐步健全，生态保育成效显著，环境质量持续稳定，绿色产业稳步发展，科技支撑体系基本建立，生态文化逐渐形成，青藏高原生态文明建设示范作用正在显现。

随着生态文明体制改革的深入推进，中国政府提出建立以国家公园为主体的自然保护地体系。2016年，国家正式批准《三江源国家公园体制试点方案》，这是中国第一个国家公园体制改革试点，核心是实现三江源重要自然生态资源国家所有、全民共享、世代传承。

“我们组建了三江源国家公园管理局和相应的三个园区管委会，对三个园区所涉及4个县进行大部门制改革，而且组建成立了三江源自然资源资产管理局和管理分局，实现了集中统一和高效管理。”青海省副省长田锦尘介绍。

生态补偿制度是保护生态环境的重要举措。国家在青藏高原建立了重点生态功能区转移支付、森林生态效益补偿、草原生态保护补助奖励、湿地生态效益补偿等生态补偿机制。2008—2017年，中央财政分别下达青海、西藏两省区重点生态功能区转移支付资金162.89亿元和83.49亿元，补助范围涉及两省区77个重点生态县域和所有国家级禁止开发区。

西藏自治区副主席张永泽介绍，西藏近年来的森林生态效益补偿、草原生态保护奖励和湿地生态补偿等，累计资金达到316亿元，很大一部分是直接补助到老百姓身上的。通过生态补偿，在很多区域特别是生态比较重要的一些区域，像那曲、阿里这些草原区，老百姓基本上已经吃上了生态饭。西藏通过发展生态经济、绿色经济、绿色产业来实现百姓增收致富。

“这些生态补偿措施的实施，在稳定和提高农牧民生活水平、保护青藏高原生态安全和促进区域发展等方面取得了明显成效。”中国科学院院士郑度表示。

湿地生态系统进一步好转，珍稀濒危物种种群恢复与扩大

20世纪60年代以来，特别是90年代以来，中国政府在青藏高原部署开展了类型多样的生态保育工程，包括野生动植物保护及自然保护区建设、重点防护林体系建设、天然林资源保护、退耕还林还草、退牧还草、水土流失治理以及湿地保护与恢复等。

青藏高原是中国湿地分布最广、面积最大的区域。1990年，青藏高原湿地面积约为13.45万平方公里。1990—2006年，青藏高原湿地呈现出持续退化状态，总面积减少了约3000平方公里。2006年以来，在湿地保护与自然因素综合作用下，湿地面积明显回升。至2011年，仅西藏自治区和青海省湿地面积已达14.67万平方公里，湿地退化态势总体上得到遏制。近年来，随着保护力度的加大，湿地生态系统进一步好转。

珍稀濒危物种种群的恢复与扩大，是生物多样性保护成效的明显标志。研究表明，青藏高原黑颈鹤、藏羚羊、普氏原羚、野牦牛、马鹿、滇金丝猴等的个体数量正在稳步增加。雅鲁藏布江中游河谷黑颈鹤国家级自然保护区建立以来，到此越冬的黑颈鹤逐年增加，约占全球黑颈鹤数量的80%。羌塘高原藏羚羊个体数量从2000年的6万多只，恢复到2016年的20万只以上。

环境质量持续稳定向好，青藏高原将建设得更加美丽

为保护脆弱生态环境，青藏高原各省区努力控制资源开发利用强度，在保持良好环境质量和生态文明建设较高公众满意度的同时，努力探索绿色发展途径。目前，青藏高原各省区以循环经济、可再生能源、特色产业为特点的绿色发展模式已初步建立，绿色发展水平不断提高。

国家及地方政府在流域综合治理、农村与城镇人居环境改善、工矿污染防控等方面实施了一系列环境保护工程，青藏高原环境质量及人居环境持续向好。2014年，国家投入4.78亿元，支持纳木错、羊卓雍错、克鲁克湖和黄河源湖泊群等湖泊流域的环境治理和生态修复。实施三江源、青海湖、祁连山生态保护等工程，每年向下游输送600亿立方米的优质水。目前，青藏高原主要江河湖泊基本处于天然状态，水质状况保持良好。

青藏高原人类活动强度较低，空气质量受人类活动影响较小，污染物种类较少，浓度较低，各类污染物含量与北极地区相当。随着绿色能源推广、生态城镇建设和农村环境综合治理的不断推进，青藏高原空气质量进一步改善。2016年，全国颗粒物年均浓度达标的96个重点城市中，16个位于青藏高原。目前，青藏高原地区仍然是地球上最洁净的地区之一。

“全区的森林、草场、湿地、冰川、雪山和野生动植物等得到了有效保护，大部分区域仍处于原生状态。西藏仍然是世界上环境质量最好的地区之一。”张永泽说。

新时代青藏高原生态文明建设，是“建设美丽中国”的重要内容。中国人民有信心建设更加美丽的青藏高原，努力实现人与自然的和谐共处。

《 人民日报 》（ 2018年07月19日 02 版）