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

能源發(fā)展網(wǎng)發(fā)布時間:2022-12-27 00:00:00

中央農(nóng)村工作領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室發(fā)布的《國家鄉(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,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。多位專家曾表示過,我國農(nóng)村地區(qū)風能、太陽能、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,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,將為全面推進鄉(xiāng)村振興,實現(xiàn)碳達峰、碳中和目標發(fā)揮重要作用。

農(nóng)村能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展還處于初級階段

“近年來,中國農(nóng)村清潔能源發(fā)展取得積極進展,電力保障能力加快提升,能源轉(zhuǎn)型穩(wěn)步推進。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。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,農(nóng)村地區(qū)經(jīng)濟快速發(fā)展,農(nóng)村居民消費結(jié)構(gòu)加快升級,中高端、多元化、個性化綜合用能需求不斷增長。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遇。

“推動農(nóng)村能源轉(zhuǎn)型要立足農(nóng)業(yè)農(nóng)村發(fā)展實際”,劉澤洪介紹,中國農(nóng)村地區(qū)風能、太陽能、生物質(zhì)能等可再生能源豐富,資源條件得天獨厚。中國農(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電,實現(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)集中式風電、光伏基地,實現(xiàn)可再生能源大規(guī)模開發(fā)利用。預(yù)計到2060年,中國農(nóng)村分布式光伏和分散式風電的裝機可分別達到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,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,構(gòu)建農(nóng)村能源互聯(lián)網(wǎng)。

在太原理工大學副校長孫宏斌看來,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)等綜合能源項目,有針對性地推廣空氣源熱泵、冷熱儲能罐等技術(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機制,推動能源的綜合利用,實現(xiàn)節(jié)能增效。

整合農(nóng)業(yè)和能源系統(tǒng)促進經(jīng)濟發(fā)展

能源互聯(lián)網(wǎng)綜合運用先進的電力電子技術(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、分布式能量儲存裝置和各種類型負載構(gòu)成的新型電力網(wǎng)絡(luò)節(jié)點互聯(lián)起來,以實現(xiàn)能量對等交換與共享。

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動力,以大電網(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,推動農(nóng)村可再生能源高效開發(fā)、冷熱電氣多能互補的現(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、產(chǎn)銷互動、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),打破了在中國傳統(tǒng)的這種鄉(xiāng)村的結(jié)構(gòu),對其地理時空、互動方式、生產(chǎn)要素等方面進行了再造和重塑,對保障以能源、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)村的新實踐,也是促進中國中西部發(fā)展共同富裕的戰(zhàn)略舉措。”他表示。

聚焦鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略目標任務(wù),運用互聯(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)新推動鄉(xiāng)村全面振興的機制和模式。2021年,財政部發(fā)布《關(guān)于進一步做好農(nóng)村綜合性改革試點試驗工作的通知》?!锻ㄖ分赋?,2021年,在北京、河北、內(nèi)蒙古、吉林等18個省份繼續(xù)開展農(nóng)村綜合性改革試點試驗。在確定的試點試驗區(qū)域內(nèi),“數(shù)字鄉(xiāng)村發(fā)展機制”是其四項重點任務(wù)之一?!锻ㄖ芬蠹訌?ldquo;互聯(lián)網(wǎng)+農(nóng)業(yè)”建設(shè),促進農(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)建立了多個以全電農(nóng)場為主體的農(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化控制,實現(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)風豐富的風光資源,在農(nóng)村建設(shè)分布式光伏電站、風光基地等能源項目,不僅可以推動農(nóng)村能源轉(zhuǎn)型,還可以將當?shù)刎S富的自然資源轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟資源,將荒漠戈壁變成“發(fā)電的田”,推動農(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成果。

據(jù)了解,以甘肅為代表的西部地區(qū)建立了多個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?shù)匾寻l(fā)展出“農(nóng)光互補”“農(nóng)光林互補”等不同形態(tài)的能源互聯(lián)網(wǎng),在防沙固沙的同時進一步促進了當?shù)剞r(nóng)業(yè)經(jīng)濟的發(fā)展。

應(yīng)堅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)推進能源消費終端電氣化水平提升,是推動建設(shè)現(xiàn)代農(nóng)村能源體系的重要手段。對此,劉澤洪強調(diào),建設(shè)鄉(xiāng)村能源互聯(lián)網(wǎng),要堅持電為中心,建立多能融合的能源消費體系。

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,通常以電負荷為主。在此場景下建設(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)電機組、風力發(fā)電機以及沼氣發(fā)電機等能源產(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)用能負荷。

此外,在此場景下,農(nóng)業(yè)負荷具有“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,進一步作為沼氣發(fā)電機能源設(shè)備的產(chǎn)能原料,再次產(chǎn)出可滿足農(nóng)業(yè)用能負荷需求的能源,從而實現(xiàn)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)能源循環(huán)流動。

劉澤洪表示,要結(jié)合農(nóng)村農(nóng)業(yè)用能實際,因地制宜推廣風光儲互補、光伏和生物質(zhì)能互補、生物質(zhì)熱電聯(lián)產(chǎn)等,打造電為中心、多能互補的微電網(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。劉澤洪建議,要發(fā)揮大電網(wǎng)保障作用,實施電網(wǎng)延伸,推動農(nóng)村網(wǎng)架結(jié)構(gòu)和裝備升級,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)加強農(nóng)村電網(wǎng)智能化改造,實現(xiàn)分布式能源和多元化負荷的靈活接入,為促進鄉(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,是促進產(chǎn)業(yè)提檔升級,拉動產(chǎn)業(yè)鏈延伸的重要舉措。劉澤洪建議,堅持創(chuàng)新驅(qū)動,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、漁光互補等“光伏+”綜合利用項目,實現(xiàn)水土資源高效利用;在產(chǎn)業(yè)園,建設(shè)風、光、儲能、生物質(zhì)等多能互補綜合利用項目,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“風光+農(nóng)村景觀”“風光+交通設(shè)施”等多功能融合,增強景區(qū)經(jīng)濟收益和環(huán)境效益。(來源:能源品牌觀察)

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