中共中央办公厅【tīng】、国务院办公【gōng】厅近日印发了《乡村建设行动【dòng】实施【shī】方案》，提出【chū】“实施乡村【cūn】清【qīng】洁【jié】能源建设工作”。发展太阳能、风能【néng】、水能【néng】、地热能、生物质【zhì】能等清洁能源，在条件适宜地区探索建设【shè】多能互补的分布式低碳【tàn】综合能源网【wǎng】络。
广【guǎng】大农村地【dì】区可开发的光伏【fú】、风电等资源丰富，为实现清洁【jié】能源【yuán】供给、生态环【huán】境治理、农民生活【huó】水平改【gǎi】善提供了支撑。这些资源究竟有【yǒu】多少?怎么【me】有效利用?经过大量调研与实【shí】践验证，中国工程【chéng】院【yuàn】院士、清华大学建筑节【jiē】能研【yán】究中【zhōng】心主任江【jiāng】亿向记者【zhě】阐【chǎn】述了他的建议【yì】。
1农村有发展新能源的空间优势
“我们组【zǔ】织过两次大规模调研，对【duì】农村真实用能情况摸底发现【xiàn】，散煤目【mù】前仍占【zhàn】据最大比重，加【jiā】上柴油【yóu】等使用，不仅造成大气、固废污【wū】染，影响着居民健康，还产生大量的直接【jiē】碳【tàn】排放。另有秸【jiē】秆还田、堆【duī】肥等【děng】，带【dài】来【lái】非二【èr】氧【yǎng】化碳温【wēn】室气体排放。”江亿直【zhí】指农村用能【néng】面临的主要问题。
对此，国家【jiā】已出台多【duō】项措施。“诸如【rú】清【qīng】洁取暖改造【zào】、农村光伏扶贫、农网扩【kuò】容改造等工程，纷纷拿出真金【jīn】白【bái】银的支持，动辄上千【qiān】亿元补贴。”江亿充分肯【kěn】定其效果，同时也看到可持【chí】续【xù】性不【bú】足的隐患。“补贴普惠程度待提升，进一步推广难免会加重财政压力【lì】。有没【méi】有【yǒu】更【gèng】好的【de】办【bàn】法一【yī】下子抓住‘牛鼻【bí】子【zǐ】’，从根本上解决问【wèn】题?”
在江亿看【kàn】来，国家【jiā】提出“双碳”战略，正是为解决农村【cūn】能源【yuán】问题带来了新启【qǐ】发、新途径。“构建以新能【néng】源【yuán】为主体的新型【xíng】电力系统【tǒng】，光伏发电、风【fēng】电等项目【mù】开发最需要空【kōng】间资源【yuán】，农村地区恰【qià】恰有着特【tè】别大的优势。通过高分卫星图【tú】加人【rén】工【gōng】智能等方式【shì】，我们一个村、一个村摸底【dǐ】，全【quán】面分析了全国农村屋顶状况。为了验证【zhèng】数据可靠性，又选取重点地区【qū】现场考察测【cè】试。经统计识别，我【wǒ】国【guó】农村区域各类【lèi】屋【wū】顶面积【jī】共【gòng】有273亿【yì】平方米。”
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【cūn】地区实际【jì】可利用的屋顶总安装量达19.7亿千瓦 ，预测年【nián】发电量接近3万亿【yì】千瓦时。“对照【zhào】2019年全社会用电量【liàng】7.2万【wàn】亿多千瓦时，3万亿千瓦【wǎ】时已超过1/3的量。而【ér】现在，农村一年的生活【huó】用电【diàn】量约3500亿千瓦时，农牧林业生产不到【dào】2000亿千瓦时【shí】，即便是全【quán】面推行电气【qì】化，包【bāo】括生活、生产【chǎn】和交【jiāo】通【tōng】用能全部电气化，屋顶光伏也可【kě】满足老百姓需求。”
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。
“光伏【fú】发电受到天气【qì】影响，能不能实【shí】现【xiàn】荷随源变【biàn】、有效【xiào】消【xiāo】纳?”江亿坦言，当前大多【duō】数地【dì】方采用【yòng】租赁模式，即企【qǐ】业租用屋顶、手握电站【zhàn】产权【quán】，收发两条线，电量全额上网。“即便装了光伏，老百姓【xìng】还是从电网买电，跟过去没有区【qū】别。其实农村【cūn】用电特点【diǎn】更适【shì】宜光【guāng】伏消【xiāo】纳，最好的方式是优先自【zì】发【fā】自用。”
江亿表示，农村地区有【yǒu】着大量柔性负载【zǎi】，可通过有序管理【lǐ】挖掘其消纳【nà】优势【shì】。实【shí】现【xiàn】全【quán】面电【diàn】气化后，拖拉【lā】机、插秧机等农业机械，既是用电【diàn】设备也可【kě】作为蓄【xù】能装置【zhì】。“在农村，很多农机设备并非天天用【yòng】，一年用9-21个【gè】季节【jiē】，使用频率【lǜ】比私家车还低，也【yě】不像【xiàng】工【gōng】厂设备一刻【kè】不能停。若【ruò】能【néng】开发出标准模块化的换电【diàn】模式，一家配备【bèi】两三组电池，用于各类农机设【shè】备。哪台【tái】设备需要【yào】，直接【jiē】把电池装上去就行，这样便能实现【xiàn】需求【qiú】侧响应 。不用时则可以作为家中的【de】储能单元。”
“优先自【zì】用”也是上述方式与整县【xiàn】推进【jìn】光伏的最大区别【bié】，通过蓄能【néng】和需【xū】求响应模式进行调蓄，富裕电【diàn】量再上网，让农村成为【wéi】单向送电系【xì】统。“简单【dān】来说，就是依托农村直【zhí】流微网【wǎng】，充分利【lì】用各【gè】类闲置屋顶，接收【shōu】家家户户的富裕电量，储存之【zhī】后上网调【diào】蓄。”江【jiāng】亿解释，一户有光伏【fú】，配上9-21千瓦时蓄电池【chí】，自用电量足【zú】以解决 。进而【ér】再满足村里的公共用【yòng】电、大型农机充电、农业和【hé】农副产品生产【chǎn】用电等。“多余电量经【jīng】储存【cún】调节后，在与电网【wǎng】约【yuē】定【dìng】好的【de】时段上网，或根据电网调度要【yào】求上【shàng】网。通过【guò】村级网调蓄，还可以在目前农网变压器【qì】容量下【xià】，利用【yòng】配电容量送电上网，确保不【bú】超载。一个个村就像是小型发电【diàn】厂，输出【chū】也不再是以往不【bú】稳【wěn】定的电【diàn】量【liàng】，而是优质电力。”
3初始投资可承受，盈利可持续
对于用户最关心的费【fèi】用问【wèn】题，江【jiāng】亿【yì】及团【tuán】队也做了充分验证【zhèng】。“屋顶光伏是初投资最低【dī】的光【guāng】伏发【fā】电形式。”他表示【shì】，光伏器【qì】件仅占集中光电系统总投资的35%-45%，其余为各类【lèi】组件。而在【zài】屋顶安【ān】装支架【jià】等装【zhuāng】置的成本最【zuì】低，清扫等日常【cháng】维护由房主自行解决，使【shǐ】用综合成本相【xiàng】应降低。
江亿算了一笔账【zhàng】：户均屋顶光【guāng】伏、直【zhí】流微网等成【chéng】本在6万【wàn】元-8万元。光伏电站产权归房主，户内投资可通过低息贷款解决。将来在满足自【zì】用的基础上，按【àn】照【zhào】年【nián】输出电量15000千瓦【wǎ】时/户、度电0.5元来算，年收【shōu】入约8000元/户【hù】，10年左右可还【hái】本付息 。“村【cūn】级公共设【shè】施的投资约200万【wàn】元-400万元【yuán】/百户。而村级微网需要集体投资和国【guó】家财政支持建设。初【chū】投【tóu】资可以从农网扩容改造、清洁取【qǔ】暖改造等多项专项工程里面出，上网【wǎng】发电【diàn】收入支撑【chēng】后期运维管理，做好【hǎo】了产生【shēng】盈余也不难。目前，该模【mó】式已准备在【zài】山西芮城全县500个村庄逐步【bù】推【tuī】广。”
“农村还有【yǒu】丰富的生【shēng】物质资源，总【zǒng】量折合达6亿吨标准煤。”江亿表示【shì】，这些宝贵的零碳燃料迟迟没【méi】有【yǒu】有效开发，主要【yào】原因是过于强【qiáng】调优先自用了【le】。只有充分市场化【huà】，也就是【shì】作为商品能【néng】源，其【qí】价【jià】值才能【néng】体现出来，比【bǐ】如将【jiāng】玉【yù】米秸、果蔬【shū】枝条等压缩成小颗粒，性【xìng】能接近木炭，市场【chǎng】价格约1000元/吨;麦秸、稻草可以压制【zhì】成【chéng】大块，作为锅炉燃【rán】料市价在500元【yuán】-700元/吨。“没【méi】有形成【chéng】生物质能【néng】源市场，才没能【néng】把这条挣钱【qián】的路给农民趟出来 。简单在柴灶里烧柴，资源利用率【lǜ】只有10%-15%，经过加工利【lì】用，综合【hé】利用率可提高【gāo】到【dào】40%以【yǐ】上，相当【dāng】于1斤柴禾当作2斤、3斤使用。生物【wù】质资源加工的主【zhǔ】要成本【běn】是电费，屋顶光伏【fú】可以提供【gòng】充【chōng】足【zú】廉价的电力 。以屋顶光伏为基础的农村新型能【néng】源系统，在【zài】替代散煤、柴油等化石能【néng】源的同【tóng】时，置换出生【shēng】物质能【néng】源，可以【yǐ】说一举多得。”
