劉加平、劉艷峰、王登甲……陜西三代學人20年接力，攻克的“青藏高原太陽能集中供暖”關(guān)鍵技術(shù)，已惠及藏區(qū)50余萬群眾——

　　7月5日拍攝的西藏自治區(qū)山南市曲松縣太陽能供暖項目(資料照片)。 記者 王熙攝

　　記者 張軍朝 呂揚 王熙

　　冷得徹夜難眠——這是劉加平2005年初第一次進藏最大的感受。當時正值隆冬，拉薩夜晚室外溫度降到零下十幾攝氏度，室內(nèi)的電暖器提供不了多少溫暖。

　　劉加平此行是為西安建筑科技大學與西藏聯(lián)合開辦的碩士班講課。白天，強烈的陽光照射下，他和同事不得不戴上墨鏡、涂抹防曬霜抵御紫外線;入夜，驟然降低的氣溫又凍得人瑟瑟發(fā)抖。

　　青藏高原被稱為“陽光之域”，是我國太陽輻射最強的地區(qū)。西藏每年日照時間超過3000小時。這么好的太陽能資源，為什么不能轉(zhuǎn)化為熱能有效利用?

　　劉加平深入了解后發(fā)現(xiàn)，利用太陽能發(fā)電，再將電能轉(zhuǎn)化為熱能用于供暖，不僅成本高，而且損耗大。而將太陽能直接轉(zhuǎn)化為熱能，并在大面積集中供暖中應(yīng)用，是一個復雜的技術(shù)體系。

　　課余，看著強烈的陽光投射在布達拉宮的墻壁上，劉加平靠坐在墻根，指著前面的居民區(qū)對弟子劉艷峰說：“這里就是我們的學術(shù)陣地!”

　　劉艷峰最佩服老師的是，別人眼里看到的是風景，他看到的卻是學術(shù)：收集太陽的光輝，溫暖藏區(qū)人民。

　　一個關(guān)于太陽能富集區(qū)“陽光送暖”的科研構(gòu)思開始形成。

　　“沒人來做，我們做!”

　　科研構(gòu)思變成現(xiàn)實，是一個漫長的過程。

　　在這個過程中，科研工作者面臨著出不了成果、長期坐冷板凳的考驗。

　　“沒人來做，我們做!”劉加平堅定地對團隊成員說，“青藏高原是我國的生態(tài)屏障，充分發(fā)揮這里的太陽能資源優(yōu)勢，溫暖藏區(qū)人民，是我們應(yīng)該擔負起的責任。”

　　在學校支持下，劉加平帶領(lǐng)劉艷峰等數(shù)十名團隊成員開始了艱苦的科技攻關(guān)。

　　單位建筑面積需要轉(zhuǎn)化多少太陽能，才能達到人體需要的舒適溫度?

　　實現(xiàn)上萬戶家庭集中供暖，需要建設(shè)多大規(guī)模的太陽能采暖體系?

　　熱能如何轉(zhuǎn)化、存貯、送達千家萬戶?

　　需要什么樣的設(shè)備、供暖系統(tǒng)如何設(shè)計、管材在零下幾十攝氏度的嚴冬中能否安然無恙?

　　一系列問題擺在科研團隊面前，所有的技術(shù)參數(shù)都要從零開始做起，都需要進行復雜的計算。

　　3年間，團隊先后30多次進藏實地調(diào)研、勘測并進行技術(shù)測試。

　　路途遙遠，道路崎嶇，每次實地勘測都要驅(qū)車數(shù)百公里，還要翻越海拔四五千米的高山。高原反應(yīng)帶來的頭痛、厭食、嘔吐、流鼻血……沒有讓團隊退縮半步。

　　難關(guān)一個接著一個被攻克。

　　2007年，劉加平將擁有太陽能技術(shù)參照系數(shù)的整套應(yīng)用標準交給了當時的西藏自治區(qū)建設(shè)廳。

　　2010年左右，有學者提出，從青海格爾木修一條通往拉薩的長途輸氣管道。

　　劉加平聽說后非常著急，他堅決反對?；诙嗄甑难芯?，他敏銳地認識到，如果在西藏地區(qū)大面積使用天然氣，成本太高，不劃算;燃燒后碳排放會造成熱島效應(yīng)，加速雪山融化，嚴重威脅高原生態(tài)。

　　“利用好青藏高原得天獨厚的太陽能資源，是解決西藏地區(qū)能源匱乏、推動可持續(xù)發(fā)展的最優(yōu)選擇!”劉加平的觀點得到學界廣泛認可。

　　那么，如何讓零碳排放的太陽能轉(zhuǎn)化技術(shù)盡快落地應(yīng)用，造福藏區(qū)群眾?這個接力棒交到了劉艷峰手里。

　　“沒事的，我是一級長跑運動員”

　　西藏自治區(qū)山南市浪卡子縣，平均海拔4500米。2017年，當?shù)卣㈨椩谶@里建設(shè)太陽能集中供暖示范項目。

　　為了這一天，劉艷峰和他的同事努力了10年。

　　“已經(jīng)記不清具體去了多少次西藏，每年有10次以上。”劉艷峰說。

　　集熱、儲能、供暖……

　　科研團隊在西安的實驗室里研發(fā)，在西藏實地測試，一遍又一遍，一趟又一趟，逐一突破將太陽能直接轉(zhuǎn)化為熱能、集中存貯、大面積輸送供暖等一系列技術(shù)難關(guān)。

　　10年間，團隊研發(fā)出大型集熱板，將太陽能直接收集轉(zhuǎn)化為熱能，儲存到蓄熱水池中，以備冬季供暖使用。

　　10年間，西安建筑科技大學先后有200多名科研人員加入到研發(fā)隊伍中。

　　10年間，一批又一批青年科技工作者在西藏鍛煉成長，劉艷峰和弟子王登甲始終堅守在科研一線……

　　青藏高原氣壓和含氧量只及平原的60%至70%，尤其是冬季，每次進藏，對團隊成員來說，都是一次艱苦的考驗。倒下了吸點氧，緩過勁來接著干。

　　“在那種艱苦的工作環(huán)境中，沒有堅定的信念，是堅持不下來的。”回憶起團隊忘我的工作狀態(tài)，劉艷峰感慨地說。

　　為了解決居住分散的群眾取暖問題，團隊發(fā)明了既能在白天當散熱器，又能在晚上當取暖器的“暖床”;開發(fā)出既符合人體生理需求，又節(jié)約能源的高效散熱技術(shù)。

　　這些成果不但能應(yīng)用于大規(guī)模集中供暖，也適合一村一戶。

　　2017年底，浪卡子縣太陽能集中供暖示范項目進入關(guān)鍵論證階段。為了向?qū)＜医M詳細講解工程技術(shù)，在珠海參加完學術(shù)會議的劉艷峰，連夜飛往西藏，中途轉(zhuǎn)停成都后，第二天5時才到達拉薩。

　　他顧不上休息，下飛機后立即趕往論證現(xiàn)場，一直忙到晚上。一天一夜沒有睡覺，他整個人都累得虛脫了，鼻血流得半天止不住。

　　在西藏高寒缺氧地區(qū)，這種狀態(tài)是非常危險的。團隊成員現(xiàn)在想起來都感到后怕。

　　劉艷峰緩過來后反而寬慰大家：“沒事的，我是一級長跑運動員!”

　　2018年底，中國首個完全依靠太陽能的規(guī)?；┡?ldquo;示范地”在浪卡子縣建成，集熱場面積達2.3萬平方米，不用煤、不用氣、不用電，就能溫暖縣城逾11萬平方米的居民區(qū)。

　　經(jīng)過連續(xù)4年監(jiān)測，該供暖示范項目運行保證率100%，年減排二氧化碳1.3萬噸。

　　“讓‘陽光之域’溫暖宜居”

　　2007年，王登甲第一次跟隨導師劉艷峰進藏。18年過去，如今，40歲出頭的王登甲已經(jīng)肩負起青藏高原太陽能智能化應(yīng)用的科研重任。

　　他說，這些年從老師劉加平、劉艷峰身上學到的，不僅是學術(shù)思維，更是鍥而不舍的科研精神。

　　2018年，浪卡子縣太陽能集中供暖示范項目開建時，沒有任何可借鑒的樣板。

　　一年中，團隊不但研發(fā)出耐凍、耐高溫的大型太陽能集熱器，解決了巨大溫差下太陽能輸暖介質(zhì)氣化、泵閥爆裂等難題，還突破了萬平方米級集熱系統(tǒng)的設(shè)計難關(guān)。

　　2019年，在劉加平院士、劉艷峰教授、王登甲教授三代學人的接續(xù)努力下，中國解決了青藏高原太陽能采集、儲存、供暖的一系列技術(shù)難題，近零能耗太陽能供暖技術(shù)進入全面普及應(yīng)用階段。

　　這一年，他們的科研成果獲西藏自治區(qū)科學技術(shù)獎一等獎。王登甲團隊把30萬元獎金全部捐給當?shù)亍?/p>

　　7月5日，在曲松縣群山環(huán)抱的谷地上，4萬平方米的大尺寸太陽能平板集熱器和儲水量2.6萬立方米的蓄熱水池，靜待采暖季的到來。

　　幾年來，科研團隊相繼幫助拉薩、當雄、日喀則、山南、阿里等地建成太陽能供暖試驗、示范工程30余處，惠及藏區(qū)50余萬群眾。

　　在曲松縣項目現(xiàn)場，團隊成員、副教授陳耀文指著剛剛完工的大型蓄熱水池說：“如今，我們已經(jīng)實現(xiàn)了‘集熱—蓄熱—供熱’系統(tǒng)的智慧聯(lián)動。”

　　82歲的洛桑倉旦家住曲松縣裕隆小區(qū)，體驗了去年的試供暖。“真的很暖和。”他感慨地說，“今后再也不用燒牛糞了!”

　　8月15日，在西安建筑科技大學綠色建筑全國重點實驗室，王登甲打開電腦上的衛(wèi)星地圖。從地圖上可以清晰地看到，一處處太陽能集熱板，像淡藍色的翡翠，鑲嵌在青藏高原上。

　　“再有幾年時間，西藏有望全面實現(xiàn)適宜地區(qū)太陽能集中供暖。”王登甲告訴記者，“除了太陽能送暖，我們還要實現(xiàn)供氧、增濕……讓‘陽光之域’溫暖宜居!”