構建農村能源互聯網 助力農業農村現代化

　　核心提示 “十四五”規劃綱要提出，“全面實施鄉村振興戰略”“加快農業農村現代化”。農村能源是農業農村發展的重要物質基礎。國網能源院專家認為，應構建以電為中心、農業農村與能源跨領域深度耦合的農村能源互聯網，更好地服務鄉村振興戰略實施。

　　全面推進鄉村振興對農村能源發展提出更高要求

　　農村能源是農業農村發展的重要物質基礎，構建綠色高效的能源供應消費體系是農業農村經濟發展的必要保障。農業農村現代化發展的趨勢下，能源的角色將會更加重要——現代農業園區、農業加工企業等生產流程的電氣化、現代化水平不斷提升，對能源供應的多元化、定制化及安全性均提出更高要求；農村能源普遍服務水平的提升關系農民的獲得感、幸福感；農村能源生產消費清潔化、高效化的發展趨勢將有助于打造綠色低碳的生活環境，助力“美麗鄉村”建設。

　　我國農村地區的太陽能、生物質能等可再生能源資源豐富，開發潛力大。當前，我國農村能源消費仍處于增長階段，電氣化水平有進一步提升的空間。

　　同時，我國農村電力基礎設施和供電服務的水平相對較高，但燃氣、熱力管網的建設和服務水平有待提升。受發展模式、經濟性制約，其可持續發展動力主要在三方面受限。

　　一是農村能源基礎設施投資需求大、投資額高企，投資回收期普遍較長。二是農村能源發展受應用場景、經濟性的制約，存在可持續運營難題。例如，受氣源氣價影響，燃氣、熱力網絡的經濟性問題影響了經營主體可持續運營。今年中央一號文件提出“推進燃氣下鄉”，未來農村燃氣網絡勢必迎來較快發展，但應用場景有待明確。三是依賴政府補貼、國有企業幫扶。農村能源基礎設施和配套服務發展模式在運營體系構建、商業模式設計、價格補貼機制方面還比較粗放。在當前農業規模化、產業化的趨勢下，農村企業、合作社等新興主體有望參與到能源基礎設施建設運營中，催生出新的商業模式。

　　總體上看，我國農村能源發展取得了令人矚目的成就，但仍面臨諸多挑戰：能源基礎設施落后，氣、熱等基礎設施尚需進一步發展；清潔化程度不高，煤炭仍在能源消費中扮演重要角色；社會化服務能力相對滯后，主要依賴幫扶補貼，未形成市場化、多方參與的可持續發展模式；環保壓力較大，散燒煤、秸稈燃燒等給農村帶來了嚴重的環境污染問題。

　　基于我國農村能源發展的現實情況和未來農業農村發展的用能需求，農村能源互聯網具有在技術創新、模式創新等方面的多重優勢，能夠更好地服務鄉村振興戰略全面實施。

　　農村能源互聯網將支撐農業農村高質量發展

　　農村能源互聯網并未脫離能源互聯網的概念和范疇，而是結合農業農村特征的一種場景化實踐。具體來說是以電為中心，以堅強智能電網為基礎平臺，深度融合應用先進信息通信技術、控制技術與先進能源技術，支撐能源電力清潔低碳轉型、能源綜合利用及效率優化、多元主體靈活便捷接入，具有清潔低碳、安全可靠、泛在互聯、高效互動、智能開放等特征，深度結合農業農村發展需求的智慧能源系統。

　　農村能源互聯網是農業農村與能源的跨領域深度耦合，體現在能量流、農業物質流信息流、價值流的交叉融合，將支撐農村能源高質量發展，服務農業農村現代化。

　　● “能量流+農業信息流”

　　農業信息能夠反映農業生產的諸多特性，結合農業信息調整能源供給，如根據大棚溫度調節熱泵供溫、根據魚塘含氧量調節氧泵控制策略等，均能促進農業生產提質增效。

　　農業生產流程、作物生長的特性又給能源多樣化發展帶來更多想象空間，例如農作物的溫度敏感性相對較低，對其溫度調節設備的短時、寬幅度啟停介入可生成可觀的需求響應資源等。

　　● “能量流+農業物質流”

　　蔬菜大棚、禽畜養殖等均離不開能源供給。農業生產反過來也能促進能源生產，如秸稈、禽畜糞便等也是良好的生物質資源，可以用來產生沼氣后發電，從而形成能量流和農業物質流的耦合循環。

　　● “能量流+農業物質流信息流+價值流”

　　現代農業生產過程中的村集體、農業企業、農戶均具有能源生產者和消費者的多重身份，可以參與能源系統的運營，從而產生新的商業模式，如農村能源站、能源管網設施建設運營等。

　　農村能源互聯網除在技術方面需要因地制宜、創新發展外，更需要在業態模式方面進行探索，保證其可持續運營，提升農村能源社會化服務水平。

　　從技術角度看，農村能源互聯網技術的發展關鍵不在于技術本身，而在于結合農業農村場景化應用為導向的落地實踐。

　　現代化農業生產模式、生活用能場景給農業農村用能特性帶來深刻變化，這種變化催生了能源系統源、網、荷各環節的新技術開發需求。如電源側的風、光、生物質等可再生能源的開發利用技術，電網側的農村電、熱、沼氣等多能源網絡的規劃與運行優化技術，負荷側的農業農村用能特性分析與需求響應技術等。

　　從模式角度看，主要應解決農村能源互聯網的可持續運營問題，提升普遍供能服務水平，同時激發多元主體的參與積極性，形成農村能源互聯網持續運營能力。

　　一是通過構建農村能源互聯網推動形成清潔、低碳、高效的農村能源生產供應體系，促進清潔能源開發利用，滿足農業農戶多元化用能需求，推動用能成本降低，服務鄉村振興等國家戰略。

　　二是通過構建農村能源互聯網，發展現代農業、新農村背景下的新型農村能源系統規劃、運行及數字化支撐技術，實現農村能源資源的優化配置和能源系統的經濟、高效運轉。

　　三是明確農村能源互聯網投資建設運營主體，催生新的業態和商業模式，完善農村能源價格補貼機制，實現農村能源互聯網的可持續發展。

　　四是通過建設農村能源互聯網，率先實現多種能源系統的統一規劃、管理、運行，推動能源互聯網落地示范。

　　現代化農業園區：農村能源互聯網示范場景

　　現代化農業園區是未來農業發展的縮影，具有高價值、規模化等特征，是農村能源互聯網率先示范的場景。2017年以來，農業農村部（原農業部）和財政部批準創建了151個全產業鏈發展、現代要素集聚的國家現代農業產業園，帶動各地創建了3189個省、市、縣產業園。

　　農業園區適合發展農村能源互聯網主要體現在三方面：一是農業園區是未來農業發展的縮影, “農業園區化、農民職業化”是發展方向，園區具有規模大、產值高、示范效果好的特點；二是農業園區能源系統投資建設過程中存在多方利益主體，可以探索新興、可持續的能源發展模式；三是農業園區需求集中，冷、熱、電、氣需求多樣化，適合開展農村能源互聯網建設，保障現代化農業用能。

　　那么，農業園區農村能源互聯網建設有什么模式？

　　——推進綜合能源開發利用。因地制宜結合現代農業園區用能特點和太陽能、生物質資源稟賦優勢，利用沼氣三聯供、空氣源熱泵、大棚余熱回收等特色多能耦合網絡架構，利用分布式新能源開發、多能互補等技術，滿足用戶的電、氣、冷、熱多元化用能需求，提高可再生能源消納水平和能源綜合利用率。

　　——開展多能互補調度。針對農村綜合能源具有源荷特征多樣、時空分布廣、用戶用能行為復雜、管理控制環節多等特點，融合先進信息通信技術，研發集農村能源負荷預測、協同優化與運營管理于一體的智慧能量管理平臺，突破傳統能源系統簡單獨立的運行模式，實現農村能源互聯網“源網荷儲”協同優化調度。

　　——探索多方共建共贏的農村能源基礎設施建設新模式。針對農村能源基礎設施投資建設運營模式單一的現狀，可探索借助綜合能源服務等創新模式吸引多方主體參與，不斷提升農村能源服務水平。

　　（作者單位：國網能源研究院有限公司）