構(gòu)建農(nóng)村能源互聯(lián)網(wǎng)綜合效益巨大

中央農(nóng)村工作領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室發(fā)布的《國(guó)家鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略規(guī)劃(2018-2022年)》中，明確提出要構(gòu)建供給多樣、設(shè)施完善、綠色清潔、智慧高效的農(nóng)村現(xiàn)代能源體系。

借助數(shù)字化及“互聯(lián)網(wǎng)+”的東風(fēng)，農(nóng)村能源互聯(lián)網(wǎng)讓現(xiàn)代農(nóng)村“綠色清潔、智慧高效”成為現(xiàn)實(shí)。多位專家曾表示過，我國(guó)農(nóng)村地區(qū)風(fēng)能、太陽(yáng)能、生物質(zhì)能等可再生能源豐富，基于農(nóng)村資源稟賦、能源與農(nóng)業(yè)的耦合性，推動(dòng)農(nóng)村能源發(fā)展，關(guān)鍵是加快農(nóng)村電網(wǎng)向能源互聯(lián)網(wǎng)轉(zhuǎn)型升級(jí)，以農(nóng)業(yè)能源互聯(lián)網(wǎng)為代表的智慧鄉(xiāng)村建設(shè)是鄉(xiāng)村振興新路徑。構(gòu)建鄉(xiāng)村能源互聯(lián)網(wǎng)綜合效益巨大，發(fā)展前景廣闊，將為全面推進(jìn)鄉(xiāng)村振興，實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)發(fā)揮重要作用。

農(nóng)村能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展還處于初級(jí)階段

“近年來，中國(guó)農(nóng)村清潔能源發(fā)展取得積極進(jìn)展，電力保障能力加快提升，能源轉(zhuǎn)型穩(wěn)步推進(jìn)。但也存在一些問題與挑戰(zhàn)。”全球能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展合作組織駐會(huì)副主席劉澤洪指出，一是能源結(jié)構(gòu)亟需優(yōu)化。部分農(nóng)村地區(qū)一次能源仍以秸稈、薪柴、散煤為主，每年約有2億噸散煤用于炊事、取暖，造成環(huán)境污染。二是能源效率亟需提升。農(nóng)林生物質(zhì)能源化利用率低，電氣化率不足20%，制約農(nóng)業(yè)農(nóng)村發(fā)展。三是農(nóng)村電網(wǎng)亟需加強(qiáng)。農(nóng)網(wǎng)建設(shè)改造落后于城市，存在網(wǎng)架薄弱、供電能力不足等問題。四是能源產(chǎn)業(yè)亟需壯大。農(nóng)村能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展還處于初級(jí)階段，規(guī)模小、布局散、鏈條短，人才技術(shù)支撐不夠，尚未形成具有農(nóng)村特色的能源產(chǎn)業(yè)。

隨著鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略縱深推進(jìn)，農(nóng)村地區(qū)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，農(nóng)村居民消費(fèi)結(jié)構(gòu)加快升級(jí)，中高端、多元化、個(gè)性化綜合用能需求不斷增長(zhǎng)。一方面，農(nóng)村的能源形式多種多樣，各地區(qū)的能源結(jié)構(gòu)存在一定的差異性；另一方面，“雙碳”與鄉(xiāng)村振興的戰(zhàn)略目標(biāo)使得農(nóng)村能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化、節(jié)能減排面臨重大的機(jī)遇。

“推動(dòng)農(nóng)村能源轉(zhuǎn)型要立足農(nóng)業(yè)農(nóng)村發(fā)展實(shí)際”，劉澤洪介紹，中國(guó)農(nóng)村地區(qū)風(fēng)能、太陽(yáng)能、生物質(zhì)能等可再生能源豐富，資源條件得天獨(dú)厚。中國(guó)農(nóng)村各類屋頂可安裝光伏發(fā)電裝置約20億千瓦，可再生能源發(fā)展前景廣闊。要充分利用農(nóng)村屋頂和閑置土地資源，建設(shè)分布式光伏和分散式風(fēng)電，實(shí)現(xiàn)自發(fā)自用，余電上網(wǎng)；在具備資源條件的地區(qū)，規(guī)劃建設(shè)集中式風(fēng)電、光伏基地，實(shí)現(xiàn)可再生能源大規(guī)模開發(fā)利用。預(yù)計(jì)到2060年，中國(guó)農(nóng)村分布式光伏和分散式風(fēng)電的裝機(jī)可分別達(dá)到11億千瓦、4億千瓦。

“農(nóng)村能源系統(tǒng)具有產(chǎn)銷一體化特征，溫室大棚、冷鏈物流、畜牧養(yǎng)殖等農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需要消耗冷、熱、電等能源；同時(shí)，產(chǎn)生的秸稈等可作為熱電聯(lián)產(chǎn)、沼氣發(fā)酵的原料，產(chǎn)出的熱、電、氣又可維持農(nóng)業(yè)系統(tǒng)運(yùn)行。”劉澤洪表示，構(gòu)建供給多樣、設(shè)施完善、綠色清潔、智慧高效的農(nóng)村現(xiàn)代能源體系，應(yīng)基于農(nóng)村資源稟賦、能源與農(nóng)業(yè)的耦合性，加快農(nóng)村電網(wǎng)向能源互聯(lián)網(wǎng)轉(zhuǎn)型升級(jí)，構(gòu)建農(nóng)村能源互聯(lián)網(wǎng)。

在太原理工大學(xué)副校長(zhǎng)孫宏斌看來，可在規(guī)模較大的中心村等聚集類村莊，開展光伏建設(shè)、光伏建筑一體化、生物質(zhì)熱電聯(lián)產(chǎn)等綜合能源項(xiàng)目，有針對(duì)性地推廣空氣源熱泵、冷熱儲(chǔ)能罐等技術(shù)應(yīng)用，可有效提高農(nóng)村清潔用能的水平，推動(dòng)農(nóng)村生態(tài)文明建設(shè)。并通過智慧化管控與合理的激勵(lì)機(jī)制，推動(dòng)能源的綜合利用，實(shí)現(xiàn)節(jié)能增效。

整合農(nóng)業(yè)和能源系統(tǒng)促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展

能源互聯(lián)網(wǎng)綜合運(yùn)用先進(jìn)的電力電子技術(shù)、信息技術(shù)和智能管理技術(shù)，將大量由分布式能量采集裝置、分布式能量?jī)?chǔ)存裝置和各種類型負(fù)載構(gòu)成的新型電力網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)互聯(lián)起來，以實(shí)現(xiàn)能量對(duì)等交換與共享。

據(jù)了解，農(nóng)村能源互聯(lián)網(wǎng)是立足農(nóng)村資源和用能特性，以可再生能源為主要?jiǎng)恿Γ源箅娋W(wǎng)為支撐，以配電網(wǎng)、微電網(wǎng)、分布式能源系統(tǒng)等為載體，推動(dòng)農(nóng)村可再生能源高效開發(fā)、冷熱電氣多能互補(bǔ)的現(xiàn)代農(nóng)村能源體系，具有清潔主導(dǎo)、電為中心、多元協(xié)同、高效靈活等特征。

孫宏斌介紹，作為能源互聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的延伸，農(nóng)村能源互聯(lián)網(wǎng)可以實(shí)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)能源和農(nóng)業(yè)的深度的融合，具有多能互補(bǔ)、產(chǎn)銷互動(dòng)、信息共享的主要特征。

“以農(nóng)業(yè)能源局域網(wǎng)為代表的智慧鄉(xiāng)村建設(shè)，打破了在中國(guó)傳統(tǒng)的這種鄉(xiāng)村的結(jié)構(gòu)，對(duì)其地理時(shí)空、互動(dòng)方式、生產(chǎn)要素等方面進(jìn)行了再造和重塑，對(duì)保障以能源、糧食安全具有重大的意義，是鄉(xiāng)村振興的新路徑，是科技賦能鄉(xiāng)村的新實(shí)踐，也是促進(jìn)中國(guó)中西部發(fā)展共同富裕的戰(zhàn)略舉措。”他表示。

聚焦鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略目標(biāo)任務(wù)，運(yùn)用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，建設(shè)數(shù)字鄉(xiāng)村，已經(jīng)成為正在探索創(chuàng)新推動(dòng)鄉(xiāng)村全面振興的機(jī)制和模式。2021年，財(cái)政部發(fā)布《關(guān)于進(jìn)一步做好農(nóng)村綜合性改革試點(diǎn)試驗(yàn)工作的通知》。《通知》指出，2021年，在北京、河北、內(nèi)蒙古、吉林等18個(gè)省份繼續(xù)開展農(nóng)村綜合性改革試點(diǎn)試驗(yàn)。在確定的試點(diǎn)試驗(yàn)區(qū)域內(nèi)，“數(shù)字鄉(xiāng)村發(fā)展機(jī)制”是其四項(xiàng)重點(diǎn)任務(wù)之一。《通知》要求加強(qiáng)“互聯(lián)網(wǎng)+農(nóng)業(yè)”建設(shè)，促進(jìn)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。

孫宏斌以河南、山西省為例介紹，中部地區(qū)建立了多個(gè)以全電農(nóng)場(chǎng)為主體的農(nóng)業(yè)能源互聯(lián)網(wǎng)，整合了農(nóng)業(yè)和能源系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了集農(nóng)作物的種植、畜牧養(yǎng)殖、農(nóng)產(chǎn)品加工，智慧農(nóng)業(yè)裝備研發(fā)、生態(tài)農(nóng)業(yè)的觀光等一體的全電力自動(dòng)化控制，實(shí)現(xiàn)了農(nóng)業(yè)電氣化、智能化，既大幅降低了煤炭燃燒等帶來的環(huán)境污染問題，又有效提升了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)集約化規(guī)模化程度。

依托農(nóng)村地區(qū)風(fēng)豐富的風(fēng)光資源，在農(nóng)村建設(shè)分布式光伏電站、風(fēng)光基地等能源項(xiàng)目，不僅可以推動(dòng)農(nóng)村能源轉(zhuǎn)型，還可以將當(dāng)?shù)刎S富的自然資源轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟(jì)資源，將荒漠戈壁變成“發(fā)電的田”，推動(dòng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的智能化高效化的發(fā)展，保障農(nóng)村農(nóng)業(yè)發(fā)展能源需求，提高農(nóng)作物的單位面積產(chǎn)量，鞏固和拓展脫貧攻堅(jiān)成果。

據(jù)了解，以甘肅為代表的西部地區(qū)建立了多個(gè)以光伏治沙為主體的農(nóng)業(yè)能源互聯(lián)網(wǎng)。以光伏為基礎(chǔ)，當(dāng)?shù)匾寻l(fā)展出“農(nóng)光互補(bǔ)”“農(nóng)光林互補(bǔ)”等不同形態(tài)的能源互聯(lián)網(wǎng)，在防沙固沙的同時(shí)進(jìn)一步促進(jìn)了當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

應(yīng)堅(jiān)持電為中心的多能融合

大規(guī)模發(fā)展農(nóng)村可再生能源的背景下，持續(xù)推進(jìn)能源消費(fèi)終端電氣化水平提升，是推動(dòng)建設(shè)現(xiàn)代農(nóng)村能源體系的重要手段。對(duì)此，劉澤洪強(qiáng)調(diào)，建設(shè)鄉(xiāng)村能源互聯(lián)網(wǎng)，要堅(jiān)持電為中心，建立多能融合的能源消費(fèi)體系。

據(jù)了解，農(nóng)作物生產(chǎn)用能，如播種、灌溉、收割等以及養(yǎng)殖業(yè)用能，如照明、抽水、室內(nèi)加溫等，用能類型較為單一，通常以電負(fù)荷為主。在此場(chǎng)景下建設(shè)能源互聯(lián)網(wǎng)，通過建設(shè)光伏生產(chǎn)大棚、屋頂光伏發(fā)電機(jī)組、風(fēng)力發(fā)電機(jī)以及沼氣發(fā)電機(jī)等能源產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)型設(shè)備，開發(fā)農(nóng)村清潔能源，協(xié)調(diào)滿足農(nóng)業(yè)用能負(fù)荷。

此外，在此場(chǎng)景下，農(nóng)業(yè)負(fù)荷具有“源”和“荷”的雙重角色，各類能源產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)型設(shè)備輸出不同形式的能源，滿足農(nóng)業(yè)用能負(fù)荷需求，完成農(nóng)業(yè)生產(chǎn)后，產(chǎn)出秸稈、牲畜糞便等生物質(zhì)資源，進(jìn)一步作為沼氣發(fā)電機(jī)能源設(shè)備的產(chǎn)能原料，再次產(chǎn)出可滿足農(nóng)業(yè)用能負(fù)荷需求的能源，從而實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)能源循環(huán)流動(dòng)。

劉澤洪表示，要結(jié)合農(nóng)村農(nóng)業(yè)用能實(shí)際，因地制宜推廣風(fēng)光儲(chǔ)互補(bǔ)、光伏和生物質(zhì)能互補(bǔ)、生物質(zhì)熱電聯(lián)產(chǎn)等，打造電為中心、多能互補(bǔ)的微電網(wǎng)、微能網(wǎng)，為用戶提供電熱冷氣等綜合能源服務(wù)，實(shí)現(xiàn)農(nóng)村能源用得上、用得起、用得好，根本解決化石能源利用帶來的環(huán)境污染，助力建設(shè)宜居宜業(yè)和美鄉(xiāng)村。

鄉(xiāng)村能源互聯(lián)網(wǎng)是中國(guó)能源互聯(lián)網(wǎng)的重要組成部分，農(nóng)村電網(wǎng)融入大電網(wǎng)也將是必然趨勢(shì)。劉澤洪建議，要發(fā)揮大電網(wǎng)保障作用，實(shí)施電網(wǎng)延伸，推動(dòng)農(nóng)村網(wǎng)架結(jié)構(gòu)和裝備升級(jí)，提升農(nóng)村電網(wǎng)供電保障能力，改善居民用電條件；持續(xù)加強(qiáng)農(nóng)村電網(wǎng)智能化改造，實(shí)現(xiàn)分布式能源和多元化負(fù)荷的靈活接入，為促進(jìn)鄉(xiāng)村能源轉(zhuǎn)型發(fā)揮關(guān)鍵作用。

此外，鄉(xiāng)村能源互聯(lián)網(wǎng)與智慧農(nóng)業(yè)、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)融合發(fā)展，是促進(jìn)產(chǎn)業(yè)提檔升級(jí)，拉動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈延伸的重要舉措。劉澤洪建議，堅(jiān)持創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)，打造鄉(xiāng)村能源互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)集群。在農(nóng)牧區(qū)，開發(fā)農(nóng)光互補(bǔ)、漁光互補(bǔ)等“光伏+”綜合利用項(xiàng)目，實(shí)現(xiàn)水土資源高效利用；在產(chǎn)業(yè)園，建設(shè)風(fēng)、光、儲(chǔ)能、生物質(zhì)等多能互補(bǔ)綜合利用項(xiàng)目，提高用能效率和綜合收益；在生態(tài)脆弱區(qū)，推廣“新能源+生態(tài)修復(fù)”模式，打造發(fā)電、牧草、種養(yǎng)殖一體化生態(tài)工程；在景區(qū)，開展“風(fēng)光+農(nóng)村景觀”“風(fēng)光+交通設(shè)施”等多功能融合，增強(qiáng)景區(qū)經(jīng)濟(jì)收益和環(huán)境效益。（來源：能源品牌觀察）