青藏高原風能資源評估取得初步成果
青藏高原是我國三大風區之一,每年的大風(17m/s以上)日數約75天。由于青藏高原上的空氣密度較低,長期以來其風能資源被認為是“有氣無力”,不具有開發利用價值。為了精準評估青藏高原風能資源及其開發潛力,“資源能源現狀與遠景評估”任務“清潔能源現狀與遠景評價”專題風能資源科考隊,通過中尺度數值模擬、地面和高空歷史氣象觀測資料分析、測風塔實測數據分析和典型地形聲雷達探測實驗,取得了青藏高原風能資源評估的初步成果。
研究工作采用年平均風功率密度來評價青藏高原的風能資源。在距地面100m的高度上,年平均風功率密度達到400W/m2時,近似于3級風能資源,即具有風電開發利用價值。青藏高原年平均風功率密度數值模擬結果表明(圖1),100m高度上年平均風功率密度400W/m2以上的連片區域主要分布在昆侖山、喀喇昆侖山、可可西里、唐古拉山以及藏西南的岡底斯山,其它地區也具有零散分布的可開發風能資源。青藏高原100m高度的風能資源技術可開發量為14.8億kW,占全國總量的16%,其中青海省4.8億kW,西藏自治區10億kW。青海省的風能資源技術可開發量主要集中在玉樹州和海西州,其中玉樹州占46%、海西州占36%。西藏自治區的風能資源技術可開發量主要集中在那曲市和阿里地區,其中那曲市占44%,阿里地區占38%。
截止到2020年底,青海省和西藏自治區的風電裝機容量分別為842.8萬千瓦和0.75萬千瓦。青海省風電裝機容量隨高度增加較快,海西州和海北州120m高度風電裝機容量是80m高度的1.70倍,得益于大型風電機組的發展。2021年10月,三峽集團投資開發了全球海拔最高的風電場—西藏措美高原實驗風電場。該風電場位于喜馬拉雅山北麓的措美縣哲古鎮,一期安裝了10臺風電機組,總裝機容量為22MW。風能資源科考隊在此風電場區開展了聲雷達探測實驗,初步揭示了山谷風效應是喜馬拉雅山南側風能資源的主要形成機制。由于青藏高原遍布大起伏的高山和極高山,且山脈頂部長年積雪,因此其風速日變化特征顯著,而且與內陸山區有很大差異。青藏高原通常在午后風速迅速增大,日落后達到最大,后半夜至次日上午風速較小。在“十四五”期間,青藏高原風光儲清潔能源基地的建設需要考慮風電和光電同時出現低谷時的應對措施。


①青藏高原年平均風功率密度分布圖
②聲雷達探測的西藏山南市措美縣哲古鎮2021年11月風廓線日變化特征
③西藏珠峰科考站聲雷達觀測實驗安裝現場
④西藏山南市措美縣哲古鎮聲雷達觀測現場
⑤科考隊員到達全球海拔最高的風電場—西藏措美高原實驗風電場
