中国西部的太阳能有多凶猛？

在刚刚过去的夏季，“高温”是不会被人遗忘的关键词。虽说除青藏高原之外，夏季的中国各地普遍高温，但动辄长达一周的40多度高温实属稀有，多个国度气候站日最高气温持平或突破历史极值。

高温天气，意味着用电量的增加、平均降水量和主要江河水量的大幅减少，连水电大省四川也面临着拉闸的风险。

人们把眼光投向了太阳能，从常理上看，高温之下最不缺的就是日照。其实，中国西部的太阳能资源储量不时处在抢先位置。

太阳能的展开史

早在3000多年前，人类就开端应用太阳能了。西周时期，我们的祖先就用凹面铜镜集聚阳光点燃艾绒取得火种，即“阳燧取火”技术，并设有特地掌管阳燧的官。

东汉阳燧。来源/天津博物馆

现代意义上的太阳能发电，来源于光生伏特效应的发现。1839年，年仅19岁的法国科学家亚历山大·埃德蒙·贝克雷尔在他父亲的实验室中，迟缓地将两片铂金属电极插入到氯化银酸性溶液中。在丈量这些电极之间活动的电流时，他发现，光线中的电流略大于黑暗中的电流——他将这种现象被命名为光生伏特效应（简称“光伏效应”）。

19世纪60年代后期，麦克斯韦等科学家发现，半导体资料硒的电导率会受光的影响。随后，英国科学家威廉·格里尔斯·亚当斯和他的学生理查德·埃文斯·戴发现，硒在光线下会产生电能，证明了固体金属能够直接将光转换为电能。

法国科学家亚历山大·埃德蒙·贝克雷尔。来源/维基百科

光伏效应发现的43年后，美国科学家查尔斯·弗里茨在锗片镀上一层硒金属电极，发明了第一块光伏电池。但好像多数早期科学发明的一样，它成本高且效率低。固然如此，这个发明还是翻开了一道大门：光的确能够转化为电，输出电能。弗里茨将一块电池寄送给当时著名的科学家西门子，西门子对这一发明大加赞扬，同时也推进了一些科学家开端对光电效应中止基础性研讨。

光电效应的展开离不开理论的支撑。1907年，爱因斯坦提供了基于光子量子假定的光电效应的理论解释；1912-1916年，美国实验物理学家罗伯特·米利肯经过实考证明了爱因斯坦对光电效应的猜测。光伏展开由此步入快车道。

就在同时，1916年，波兰化学家扬·柴可拉斯基发现了提纯单晶硅的拉晶工艺，为光伏技术提供了资料基础。1934年，科学家们开端对薄膜太阳能电池中止研讨，发现经过在资料中掺金属杂质能够进步发电效率。1940年，美国半导体专家拉塞尔·奥尔制造出固态二极管的基本结构p-n结，这为太阳能电池的发明和制造奠定了坚实基础，推进了光伏发电向工业范畴的进发。

理论、实验结果都基本成熟后，科学家们下一步就是研讨如何将这样一种取之不尽、用之不竭的能源引入工业范畴。1953年，美国物理学家达里尔·查宾、杰拉尔德·皮尔森和化学家卡尔文·绍瑟·福勒制造出晶体硅太阳能电池。从此，太阳能电池逐步走向工业范畴。

太阳能电池的初次“范围运用”，是在航天范畴。它最早在1958年被应用在美国发射的人造卫星上，随后，简直一切的人造卫星、航天飞机、空间站等太空飞行器都应用光伏电池作为主要的电源，各国航空事业的展开促进了光伏发电技术和应用的展开。例如1971年，我国初次胜利将太阳电池应用于理论一号上。

中国光伏技术的空中应用始于1973年，但由于应用范畴狭窄，产品价钱较高，市场展开迟缓，还未构成一个产业。我们在“六五”（1981-1985）和“七五”（1986-1990）期间对光伏应用示范项目开端给予支持，对光伏产业的展开有一定促进作用。

理论一号卫星。来源/中国政府网

西部：中国太阳能资源最丰厚地域

20世纪90年代后半期，在严峻的能源形势和人类生态环境的压力下、在技术进步和逐步完善的法规政策的强力推进下，太阳能光伏产业和市场进入了快速展开时期。

太阳能发电，主要依托太阳能并应用晶硅板等发电资料，与电网衔接而输送电力。中疆土地资源慌张，由于人烟稀少、日照时间长、地势广大的西北地域自然成了展开太阳能和光伏产业的绝佳之选。待这些项目落地后，不只能够带动地域经济展开，经过西电东送工程，还能让西部和东部地域的资源展开愈加均衡。

在谈及太阳能资源前，我们要明白一个概念：水平面总辐射强度。它是指水平面上单位面积上的太阳辐射功率。简单一点了解就是：在其他条件不变的状况下，强度越高，太阳能资源就越丰厚。

2021年全国年水平面总辐照量散布图。来源/中国气候局《2021年中国风能太阳能资源年景公报》

经过上面这张图片，我们能够明晰看到，中国西部地域的辐照量较高，展开太阳能的潜力最大。

就在前不久的9月9日，全国范围最大的沙漠光伏基地——腾格里沙漠3GW新能源基地光伏复合项目开工仪式在宁夏中卫市举行，这是中国第一条以开发沙漠光伏大基地、输送新能源为主的特高压输电通道——“宁电入湘”工程的重点配套项目。

一望无边际的腾格里沙漠。摄影/傅恺男，来源/图虫创意

那么，这个项目为什么放到宁夏？

太阳能发电，望文生义，离不开太阳映照。依据中国气候局发布的《2021年中国风能太阳能资源年景公报》，新疆、西藏两自治区、西北中部和西部、西南西部、内蒙古中部和西部、华北西北部、华南东南部、华东南部部分地域年水平面总辐照量超越1400kWh/m。其中，西藏大部、四川西部、内蒙古西部、青海西北部等地的部分地域，年水平面总辐照量超越1750kWh/m，太阳能资源最丰厚。

宁夏地处西北腹地，地势海拔高，日照时间长，风能、太阳能资源丰厚，风电技术可开发量约5200万千瓦，光伏发电近期展开潜力约5400万千瓦，是全国适合展开新能源的5个省区之一。地处我国第四大沙漠腾格里沙漠东南缘的中卫市，属于国度I类太阳能资源地域。

腾格里沙漠3GW新能源基地光伏复合项目开工仪式。来源/央视新闻截图

应用太阳能，中卫不光展开了光伏产业，还逐步构成“光伏+制造+观光旅游”的上下游产业。

在腾格里沙漠边沿，有一座中卫市沙漠光伏产业园，这里曾是一片采煤沉陷区，历史上曾长期被风沙搅扰，自然环境恶劣。宁夏回族自治区成立后，中卫市逐步实施草方格固沙、灌木林、乔木林防沙等措施；还充沛应用光伏板，板上发电，板下种植作物，板间还能养殖，一片土地得到三重应用。光伏发的电，完成沙漠地域太阳能资源高效应用和沙漠变绿洲的双重收益，能够说是光伏产业给中卫带来的一个“惊喜”。

中卫是西部地域展开太阳能的一个缩影。而太阳能板之间的养殖，也为生态维护与畜牧业展开提供了另一种途径。西部地域的太阳能板，下方常有草木生长，这些地域也是畜牧业展开的重要地带，如何均衡畜牧业、生态和新能源三者？中卫及许多地域的答案——

草木生长，却也有杂草丛生，假如任由杂草长高，会影响太阳能板的正常树立和发电，于是，牧民们的牛羊就成了现成的“割草机”。

位于青海省共和县塔拉滩的海南藏族自治州生态光伏园区，汇合了共和县铁盖乡吾雷村、马汉台村、托勒台村三个村的3000只羊“入驻”。假如想要扩展养殖范围，能够用村集体的名义中止养殖“光伏羊”，方便统一管理、统一销售，一方面能够解放劳动力，另一方面能够消弭“光伏羊”销路的问题。

位于共和县塔拉滩的海南藏族自治州生态光伏园区内，板上发光，板下养羊。来源/青海日报

除了养羊，太阳能板下还能够搭养殖棚，养殖其他的食草动物，构成“光伏+农业”的新兴农业方式。西部地域能够在太阳能板下放羊，东部地域则能够在太阳能板下养鱼：位于浙江衢州的龙游县，展开起“渔光互补”项目——在当地东金村的40亩公共鱼塘上搭建光伏板，完成渔业和太阳能产业的“双赢”。

浙江衢州龙游县湖镇镇东金村4兆瓦渔光互补项目。来源/衢州传媒网

我们再把眼光转回中国西部地域。

位于内蒙古的库布齐沙漠是中国七大沙漠之一，受过度垦牧和单调气候影响，曾经水草丰美、森林茂密的库布齐最后也成为风沙肆虐、生态环境脆弱的沙漠旱地。但在科研人员眼里，这里年均日照时间长达三千多个小时，展开光伏发电产业有着得天独厚的条件，在光伏发电工程建成后，能够管理将近10万亩沙漠，还能构筑这里的生态屏障，减少水土流失。

以风电、光伏为代表的新能源产业方兴未艾，具有资源天赋的西部地域吸收着越来越多项目落地。据《中国证券报》报道，2021年10月至2022年3月，甘肃、青海、宁夏、陕西等地大型风电、光伏基地项目陆续开工树立，项目投资金额均在百亿元级别。

太阳能光伏产业所带来的利好，将传统能源发电存在的问题暴显露来。我国早在2000年就已在太阳能光伏产业范畴中止了前期规划，并经过2002年的“送电到乡”推进太阳能光伏产业在人口密度相对较低、土地资源丰厚的乡村展开，从而完成了我国太阳能光伏年装机容量从W级到MW级的转变。2009年“金太阳工程”的实施，使我国太阳能光伏产业展开进入了“快车道”。

位于甘肃省敦煌市的首航高科敦煌100兆瓦熔盐塔式光热电站，也是目前中国建成范围最大的熔盐塔式光热电站。来源/甘肃卫视新闻截图

我国作为世界光伏产业展开增速最快的国度，具有世界最大的太阳能光伏产业范围，据统计，截至2020年，我国光伏市场累计装机量为253GW，2020年新增装机量为48.2GW，同比增长60%。2020年，我国光伏发电量为2605kW·h，同比增长16.2%，占总发电量3.5%。而正如前文所述，光伏产业多规划于西部，这一成果，基原形当于我国西部地域太阳能光伏产业的成就。

太阳能的未来

依据中国划分太阳能光照条件的规范，在不同等级的5类地域中，前3类地域占中国疆土面积的2/3以上，年日照时数超越2000h。其中，西藏、青海、新疆、甘肃、宁夏、内蒙古等地域的总辐射量和日照时数均为全国最高，属太阳能资源丰厚地域；除四川盆地、贵州省太阳能资源稍差外，中国东部、南部及东北等地域均属于太阳能资源较丰厚和中等区。

相比之下，欧洲、日本等多数地域的年辐射总量仅相当于中国的3类及以下水平。

欧洲部分城市的太阳能年辐射总量。来源/路绍琰等《中国太阳能应用技术展开概略及趋向》

中国太阳能应用产业在历经多年的展开后，正在从太阳能应用的出产和消费大国向发明强国迈进。太阳能光热设备的产量多年来坚持世界第一。在光伏制造业持续向国内转移的背景下，我国光伏产业链各个环节的范围在全球范围内都已占领了高份额。2007年，我国太阳电池的产量跃居全球第一，目前仍坚持着该纪录，且产量遥遥抢先。截至2018年底，我国光伏组件的累计产量占全球光伏组件总产量的2/3以上；截至2020年底，我国光伏组件的年产量已连续14年处于全球抢先位置。

与此同时，我国光伏产业已构成完好的产业配套设备，包含光伏专用设备、均衡部件和配套辅材辅料等，并且产业链各环节的范围也完成了全球抢先。得益于良好的政策环境与技术积聚，我国在硅资料消费、硅片加工、太阳电池制造及光伏组件消费等环节曾经具备了成套供给才干。

隆基股份单晶硅消费现场。来源/央视新闻截图

人类社会展开与环境维护的矛盾一直存在，大量运用传统化石能源带来的环境污染问题曾经要挟到人类的可持续展开，太阳能作为新能源的一种，经过光伏技术完成太阳能向电能的转化，从而缓解能源慌张和环境污染等问题。而“双碳”理论的提出，更助推我国太阳能行业的展开。置信在未来，随着技术的成熟和成本的不时降低（今天，用太阳能消费一度电成本只需3毛钱左右），太阳能将更多地出往常人们的视野中。

太阳能，未来可期。