中共中【zhōng】央办公厅【tīng】、国【guó】务院办公厅近日印发了《乡【xiāng】村建设行动实施方案》，提出“实施乡村清洁【jié】能源建设工【gōng】作”。发展太阳能【néng】、风【fēng】能、水能、地热【rè】能、生物质能等清洁能源，在【zài】条件适宜地区探索建设多【duō】能互【hù】补的【de】分布【bù】式低【dī】碳综【zōng】合能源网络。
广【guǎng】大农【nóng】村地【dì】区可开【kāi】发【fā】的光伏、风电等【děng】资源丰富，为实现清洁能源供给【gěi】、生态环境治理、农民生活水平改善提供了支撑。这些资源究竟【jìng】有多少?怎么有效利【lì】用【yòng】?经过【guò】大量调研与【yǔ】实践验证，中国工程院院士【shì】、清华大【dà】学建筑节能研究中心主任江亿【yì】向记【jì】者阐述了他的建【jiàn】议。
1农村有发展新能源的空间优势
“我【wǒ】们【men】组织过两次大【dà】规模调研，对农村真实用能【néng】情【qíng】况摸底【dǐ】发【fā】现，散煤目前仍占据最大比重，加【jiā】上柴油【yóu】等【děng】使用，不仅造成大气、固【gù】废【fèi】污染，影响着居民健康【kāng】，还产生大量的直接碳排放。另有秸秆还田、堆【duī】肥【féi】等，带【dài】来非二氧化碳温室气【qì】体排放。”江亿直指农【nóng】村用能面临的主要问题。
对【duì】此，国家已出台多项【xiàng】措施。“诸如【rú】清洁取暖改造、农村【cūn】光伏扶贫、农【nóng】网扩容改造等工程【chéng】，纷【fēn】纷拿出真金白银的支持，动辄上千亿元补贴。”江【jiāng】亿充分肯定其效果，同时也看到可【kě】持续性不足的隐【yǐn】患【huàn】。“补贴普惠【huì】程度【dù】待【dài】提升，进一步推广难免【miǎn】会加重财【cái】政压力。有没有【yǒu】更好的办【bàn】法【fǎ】一下子抓住‘牛【niú】鼻子’，从根本上解决问题【tí】?”
在江亿【yì】看来，国家【jiā】提出“双碳”战【zhàn】略，正是为解【jiě】决农村能源问题带【dài】来了新【xīn】启发、新途径【jìng】。“构建以新能源为主体【tǐ】的新【xīn】型【xíng】电力系统，光伏发电、风电等【děng】项目【mù】开发最需要空间资源，农村地区恰恰有着特【tè】别大的【de】优势。通【tōng】过高分卫星图加人【rén】工智能【néng】等方【fāng】式，我们【men】一个村【cūn】、一个村摸【mō】底，全【quán】面【miàn】分析了【le】全国农村【cūn】屋顶状况。为了【le】验证数据可靠性【xìng】，又选取重点【diǎn】地区现场考察测试。经统计识别，我【wǒ】国农村区【qū】域各类屋顶面积共有273亿平方【fāng】米。”
这些屋顶为农村发展光伏带来机遇。江亿称，以目前户均可安装屋顶光伏9-21千瓦计算，农村地区实【shí】际可利【lì】用【yòng】的屋顶总安装量【liàng】达19.7亿千瓦 ，预测年发电量接近3万【wàn】亿千瓦时。“对照2019年全社会用电量7.2万亿多千瓦【wǎ】时【shí】，3万亿千瓦时已超过1/3的【de】量【liàng】。而【ér】现在，农村一年的【de】生活【huó】用【yòng】电量约3500亿千瓦时，农牧【mù】林业生产不【bú】到2000亿千瓦时，即【jí】便是全面推行电气【qì】化，包括生活【huó】、生产和交【jiāo】通用能全部电【diàn】气化，屋顶光【guāng】伏也可满足老【lǎo】百姓需求。”
2农村用电特点更适宜光伏消纳
事实上，难的不是安装环节，而在于真正有效利用。
“光【guāng】伏发【fā】电受到【dào】天气影响，能不能实现【xiàn】荷随源变、有效消纳?”江亿坦言，当前大多数地方采用租【zū】赁模式，即企业【yè】租用屋顶【dǐng】、手握【wò】电站产权，收发两条线【xiàn】，电量全额【é】上网。“即【jí】便装了光【guāng】伏，老百姓还是从电网买电，跟过去没【méi】有区别。其实农村【cūn】用电特点更适宜光伏消【xiāo】纳【nà】，最【zuì】好的【de】方式是优先【xiān】自发自用【yòng】。”
江亿表示，农村地【dì】区有着【zhe】大【dà】量【liàng】柔性【xìng】负载【zǎi】，可通过有序管理挖【wā】掘其消纳优势。实现【xiàn】全面电【diàn】气化后，拖【tuō】拉机【jī】、插秧机【jī】等农业机械，既是用电设备也可作为【wéi】蓄能装置。“在【zài】农村【cūn】，很多农机设备并【bìng】非天天用，一年用【yòng】9-21个季节，使用频率比私家车还低，也不像工【gōng】厂设备一刻不能停【tíng】。若能【néng】开【kāi】发出标准模块【kuài】化的换电模式，一家【jiā】配备两三【sān】组电池【chí】，用于各类农机设备。哪台【tái】设备需要，直接把电池装【zhuāng】上【shàng】去就行，这样便能实现需求侧响应 。不用时则【zé】可以作为【wéi】家【jiā】中的储能【néng】单元【yuán】。”
“优先自【zì】用”也是【shì】上述方式与整县推进光【guāng】伏的【de】最大区别，通过蓄能【néng】和需求响应【yīng】模式进行调【diào】蓄，富裕电量【liàng】再上网，让农村【cūn】成为【wéi】单【dān】向送电系统。“简单来说，就是【shì】依托【tuō】农村直流微网，充分利【lì】用各类闲【xián】置【zhì】屋顶【dǐng】，接收家【jiā】家户户的富裕电量，储存之后上网【wǎng】调【diào】蓄。”江亿解释【shì】，一户有光伏【fú】，配上9-21千瓦时蓄电池【chí】，自用【yòng】电量足【zú】以解【jiě】决 。进而再【zài】满足村里的公共用电、大型农机充电、农【nóng】业和农副【fù】产品生产【chǎn】用电等。“多余电量【liàng】经储存【cún】调节后，在与【yǔ】电网约【yuē】定【dìng】好的时段上网，或根据【jù】电【diàn】网调度要求上网【wǎng】。通过村【cūn】级【jí】网调蓄，还【hái】可以在目前农网变压器【qì】容量下，利【lì】用配【pèi】电容量送电上网，确【què】保【bǎo】不超载。一个个村就像是小型发电【diàn】厂，输【shū】出也不再是以往不稳定【dìng】的电量，而是优质【zhì】电力。”
3初始投资可承受，盈利可持续
对【duì】于用户最关心的费用问【wèn】题，江【jiāng】亿【yì】及团队【duì】也做了充分验证。“屋顶光伏是初【chū】投资最【zuì】低【dī】的光伏发电形式。”他表【biǎo】示，光伏器件仅占集中光电系统【tǒng】总投资的【de】35%-45%，其【qí】余为各类组件。而在屋顶安装支架等装置的成本最低，清扫等【děng】日常维护【hù】由房【fáng】主自【zì】行解决【jué】，使用【yòng】综合成本相应降低【dī】。
江亿算了一【yī】笔【bǐ】账：户均【jun1】屋顶光伏、直【zhí】流微网等成本在6万元【yuán】-8万【wàn】元。光伏电站产权归房主，户内投资可通过低息贷款解决。将来【lái】在满足自用的基础上，按照年输出电量15000千瓦时/户、度电【diàn】0.5元来算，年收入约8000元/户，10年左右【yòu】可还本付息 。“村级公【gōng】共设施【shī】的投【tóu】资约200万元-400万元/百户【hù】。而村级微【wēi】网需要集体投资【zī】和国家财【cái】政支持建【jiàn】设。初投资可【kě】以【yǐ】从农【nóng】网扩容【róng】改造、清洁取【qǔ】暖【nuǎn】改造等多项专项工程【chéng】里面出，上网【wǎng】发电【diàn】收入支撑后期运维管【guǎn】理，做【zuò】好了产生盈余【yú】也【yě】不难【nán】。目前，该模式已准备在山西芮城全县【xiàn】500个村庄【zhuāng】逐步推广。”
“农【nóng】村还有【yǒu】丰富的生物【wù】质资源，总【zǒng】量折【shé】合达【dá】6亿吨【dūn】标【biāo】准煤。”江亿表示，这些【xiē】宝贵的零碳【tàn】燃料迟迟没【méi】有【yǒu】有效开【kāi】发，主要原因是过于强【qiáng】调【diào】优先自用【yòng】了。只有充分市场化，也就是作为商品能源【yuán】，其价值【zhí】才能体现出来，比如将玉米秸【jiē】、果蔬枝条等压缩成【chéng】小颗粒，性能接近木【mù】炭，市场价【jià】格约1000元/吨;麦【mài】秸、稻草可以压制成大块，作为锅炉【lú】燃料【liào】市价在【zài】500元-700元/吨【dūn】。“没有形成生物质能源市【shì】场，才没【méi】能把这条挣钱的路给农【nóng】民趟出来 。简【jiǎn】单在柴【chái】灶里烧柴，资【zī】源【yuán】利用率只有10%-15%，经过加工利【lì】用【yòng】，综合利用率【lǜ】可提高到40%以上，相当【dāng】于1斤柴禾当【dāng】作2斤、3斤使用。生物质资源加【jiā】工的主【zhǔ】要成本是【shì】电费，屋【wū】顶【dǐng】光伏可【kě】以提供充足廉价的电力 。以屋顶光伏【fú】为基础的农村新型能源【yuán】系【xì】统，在替代散煤、柴【chái】油等化石能【néng】源的同时，置【zhì】换出生物质能【néng】源，可以说一举多得。”
