01 文章简介

论文名称：From potential to utilization: Exploring the optimal layout with the technical path of wind resource development in Tibet（从潜力到利用:探索西藏风能资源开发的技术路径优化布局）

文章发表期刊：《Energy Conversion and Manage-ment》（中科院1区Top期刊|最新影响因子：10.4）

第一作者及通讯作者:朱屹东(博士生);钟帅(副研究员)

第一作者及通讯作者单位:中国科学院地理科学与资源研究所

期刊平均审稿速度：3.1周（参考）

02 研究内容

        风能是目前实现能源转型的重要途径之一。位于青藏高原的西藏自治区具有丰富的风能资源，但受限于高海拔和复杂地形，风电开发相对滞后。目前对高原风电的研究相对较少，特别是缺乏对西藏风电的综合评估。现有研究主要关注风电的资源开发的资源和技术潜力，忽略了地形、人口分布等因素的影响。本研究在评估风电技术潜力的同时，系统识别了地形、土地利用、人口分布等制约因素对风电开发的影响效应。

        本研究针对高原地区地处偏远、自然环境复杂、观测点及相关设施缺乏、数据不全等问题，将地理信息系统建模、风机特性和西藏风速数据相结合，设计了一套实用的高原综合风能评估方法，并应用于评估西藏当地风能的技术经济潜力。首先是技术潜力评估，集成地理因素和技术参数信息构建专属数据集，其中地理因素包括土地利用、坡度和海拔等，技术参数术因素如涡轮机特性和阵列布置。利用专属数据集和五参数逻辑斯蒂分析方法，拟合了西藏地区平均风速与风机输出功率之间的关系，估计当地风资源的技术潜力。发现在设定两个阵列下，西藏地区风机输出功率的技术潜力分别为153.7 kMW和215.8 kMW。然后是经济潜力估计，考虑涡轮机规格、海拔高度等因素影响成本，结果显示目前西藏风力发电站成本较高，需要相应政策扶持和未来超高海拔风电技术发展支持。再次是可行性分析，考虑了社会、经济、交通便利性等因素，结果显示目前地形要素是对西藏风力发电站建设的影响最大的因素。

        在此基础上，本研究开展了西藏风能技术-经济-资源的区域协调分析。结果表明，西藏风电热点区主要分布在阿里、那曲和日喀则等地区，而且山南和昌都也有可开发热点。兼具经济和技术优势的地区集中在冈底斯山脉北侧、江孜-德格和林芝-唐古拉山脉的怒江流域，而昆仑山脉和横断山脉之间的部分区域存在资源-技术-经济不匹配问题，需要政府适当补贴。主要的技术可开发潜力集中在平均风速4-10米/秒范围的对应地区，其开发成本估计在0.1$/kWh至0.5$/kWh。

        本研究为政府相关部门制定西藏风电发展规划提供了科学依据，有助于风电项目的合理布局规划，协调多种能源发展，并识别出需要政策支持的地区。例如，政府可以参考本研究结果，重点开发阿里、那曲和日喀则等风电热点区域，并对存在技术经济不匹配的区域提供政策补贴，促进风电项目的建设。

        本研究对于有意在高原开发风电的企业也具有一定的借鉴意义。主要包括以下三个方面： 

        （1）选址建议，研究指出了西藏的风电技术潜力热点区域，为潜在风电项目提供了选址建议，特别是在阿里、那曲和日喀则等地区；

        （2）风电项目可行性评估：识别自然因素对风电站建设的影响权重，为潜在风电项目提供了可行性评估的参考，如地形、人口密度、经济发展水平等关键因素；

        （3）技术经济指标及未来发展方向：刻画西藏风电的技术潜力范围、经济潜力范围，以及资源-技术-经济的匹配关系，有助于支持潜在风电项目的技术方案和投资预算。

        本研究成果近期发表于工程领域的top期刊《Energy Conversion and Management》(IF:10.4)，第一作者为博士生朱屹东，通讯作者为钟帅副研究员。合作研究人员包括中国科学院地理资源所的沈镭研究员，赵建安研究员和李德龙助理研究员。本研究得到科技部基础专项“第二次青藏高原综合科学考察研究”子专题“青藏高原工矿业绿色发展途径”，以及“第三次新疆综合科学考察项目”子课题和国家自然科学基金面上项目等资助。    

   同时，本研究基于数据、算法及模型的进展，设计了一种基于多源数据融合的风能潜力评估方法，申报并获得了发明专利认证(专利号:ZL202310830012.6)。

图1|西藏风能潜力评价系统的简化示意图，描述了输入数据、过程

图2|西藏风能潜力评价系统流程图

03 文章引用

文献信息：Yidong Zhu;Shuai Zhong;Lei Shen;Delong Li;Jian'an Zhao;Xiaoyang Hou;From potential to utilization: Exploring the optimal layout with the technical path of wind resource development in Tibet,Energy Conversion and Management,2024,304: 118231

专利信息：朱屹东,钟帅,沈镭. 一种基于多源数据融合的风能潜力评估方法. 发明专利,专利号：ZL 202310830012.6.

信息来源：中国科学院地理科学与资源研究所官网