让雪域同胞住进“零能耗”暖房
8月的青藏高原，烈日炙烤着大地。海拔3800米的西藏自治区山南市曲松县，一座2.6万立方米的太阳能蓄热水池正在阳光下悄然蓄能，它将在冬季为这个供暖建筑面积18万平方米的县城带来温暖。
去年，曲松县实现首次太阳能集热场直接供暖，全县1万多户居民拥有了一个长达半年的“暖冬”。今年8月，一整套太阳能集热、蓄热、供热系统经调试后将完成联动，有望于10月起实现县城“近零能耗”供暖。
这一科技“送暖”项目的背后，是西安建筑科技大学绿色建筑全国重点实验室科研团队三代科研工作者用科技打造“美好人居”，接续援藏的生动实践。
长期以来，由于煤炭、天然气、石油等资源匮乏，能源供应需从千里之外运输，成本高昂，雪域高原冬季城乡取暖措施普遍落后，大部分藏族同胞采用燃煤等传统供暖方式。
“西藏拥有丰富的太阳能资源，日照时数可达3000小时，每年太阳辐射资源量大于6000兆焦每平方米。”西安建筑科技大学教授刘加平院士在2004年到西藏出差时就敏锐地捕捉到当地这一得天独厚的条件。
刘加平带领团队一次次深入高原腹地，调研测试西藏居住建筑室内热环境状况和居民的冬季实际供暖需求，提出西藏高原居住建筑节能技术体系，创建了以太阳能为主的低碳供暖新模式。
刘加平的学生刘艳峰教授接过接力棒，继续在这个领域“深耕”。2016年，他牵头承担国家重点研发计划项目“藏区、西北及高原地区利用可再生能源采暖空调新技术”，带领相关高校、科研院所和新能源企业团队，完善和深化主被动太阳能供暖全链条节能技术体系。
2018年底，西藏浪卡子县城区实现太阳能光热集中供暖，成为中国首个整个地区完全依靠太阳能规模化区域采暖“示范地”。经实地测试，其太阳能保证率达100%，这片雪域高原找到了一条适宜的低碳清洁供暖技术路径。
“2.3万平方米的太阳能集热场，不用煤、不用气、不用电，就能温暖整个县城8万多平方米的千家万户。”刘艳峰说。
团队还指导建设完成世界海拔最高（4800米）的“西藏仲巴县太阳能区域供暖工程”、当时我国规模最大的“西藏隆子县太阳能区域供暖工程”（集热面积4.5万平方米、蓄热水体2.8万立方米）。
近年来，以西安建筑科技大学教授王登甲为代表的年轻一代在团队前期研究的基础上，推进可再生能源供暖向着低碳化、智能化方向迈进。
尽管高原太阳能资源潜力大、清洁无污染，但密度低、波动大的固有属性，导致其很难被利用好。“大规模、低成本的蓄热是解决太阳能波动不连续、保证持续稳定运行的核心，我们优化了大规模集热场系统，安全高效收集阳光‘热量’，开凿万吨级埋地蓄热水体作为热量‘蓄调器’，再通过换热器实现‘热量交换’，将热量供到每家每户。”王登甲介绍，团队发明的“分层蓄热、按温度定向取热”大型水体蓄热布水新技术，将蓄取热效率从60%提升至90%以上。
为攻克常规集热器在青藏高原频繁出现的过热和冻裂难题，团队与企业联合研发出适用于高原低压严寒气候的耐高温抗冻大尺寸平板太阳能集热器，集热性能优于现行国家标准13.9%，并在拉萨建成了我国首条大型平板太阳能集热器高原生产线。
为能及时排查并准确定位运维过程中出现的故障，团队研究掌握了集热场流量、辐照量、进出口温度等的监测和控制原理及技术，并搭建智慧运维平台，结合仿真模拟和机器学习实现故障定位，“双管齐下”判断故障。
目前，团队具有自主知识产权的大尺寸平板太阳能集热器、大型水体蓄热新技术，已走在国际领先行列。这些产品和技术在雪域高原推广应用面积接近200万平方米，每年减少二氧化碳排放量超过3.6万吨。
如今，曲松县项目已取得阶段性成果，即将实现从太阳能集热到蓄热再到供热的畅通循环，为全县居民提供稳定供热。“以前一到冬天家里冷飕飕的，现在有了太阳能供暖，不仅暖和卫生，花钱还不多。太感谢科研人员了！”83岁的当地居民洛桑仓旦老人赞不绝口。
从提出阳光“送暖”雪域高原理念到“全链条赋能”，再到“智慧化供热”，20年来，西安建筑科技大学三代科研工作者接续奋斗、持续探索创新。目前，团队正在研究如何将该技术向黄土高原等太阳能次富集区推广。“我们要努力为世界贡献太阳能供暖的‘中国方案’。”王登甲满怀信心地说。
《中国教育报》2025年08月21日 第02版
作者：通讯员 王俊 本报记者 冯丽
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