積極推動農村能源轉型發展,是鞏固拓展脫貧攻堅成果、統籌鄉村基礎設施和公共服務布局、建設宜居宜業和美鄉村的需要;是協同推進降碳、減污、擴綠、增長,推進生態優先、節約集約、綠色低碳發展的需要;是新時代創造新偉業,加快建設農業強國、全面建設社會主義現代化國家的需要。
目前,我國農村能源以傳統能源供應為主,利用效率低,結構不合理,容易造成環境污染;能源消費水平長期在低位徘徊,與城市差距日益加大,不同省份和地區存在較大差異。電力作為優質能源,在農村能源消費結構中占比較低,潛在需求極大,建設新時代農村能源體系亟須做好電文章。
農村能源轉型發展的體系建設
建設以電力為核心,分布式光伏為電源主體、微電網為電網主體、農村能源綜合體為消費主體,大電網、新型儲能為輔助支撐的新時代農村能源體系。
微電網是構成新時代農村能源體系的主體支撐。所謂微電網,就是以分布式能源為主,配置儲能,實現智能化控制,構成一定區域范圍內發配供儲一體化的獨立微型電力系統。微電網更加適應分布式能源發展趨勢。大電網把大負荷匯集起來實現大范圍調度平衡利用,微電網則就近利用資源實現自我供給平衡。未來的新型電力系統,大電網和微電網是電網運行的兩種狀態。現在的農村供電模式采取大電網“覆蓋式”供應方式,直接采用微電網后,大電網將由“覆蓋”轉為“連接”,與微電網互為補充。
分布式能源是構成新時代農村能源體系的電源主體。農村有大量土地和設施資源,可以用來發展分布式光伏和分布式風電,分布式光伏資源的普遍性決定了其作為電源的主體地位。農村分布式能源主要有三種利用方式:一是利用農村居民屋頂同步開發分布式光伏和光熱,既能滿足生活用電需求,又能滿足生活用熱需求,富余電力輸送給微電網進行市場化交易。二是利用農村公共設施資源、空地資源發展分布式能源,以滿足農村公共生產用能需求。三是利用農村及周邊地區資源發展分布式風電、小規模集中式光伏和農光互補發電項目,最大限度滿足農村持續增長的用能需求。
農村能源綜合體是構成新時代農村能源體系的消費主體,也是一個集約化平臺,主要包括“兩個站、六個中心”,即電力匯集站、集中充電站、儲能中心、冷鏈中心、物流中心、電力消費中心、電力交易中心、電力控制中心。農村能源綜合體的構建,科學統籌了鄉村基礎設施和公共服務布局,從根本上解決了農村電力生產和消費的平衡問題,為農村分布式能源大規模發展創造條件。
大電網是構成新時代農村能源體系的輔助支撐。新時代農村能源體系中,大電網是微電網的蓄能池,當微電網電力不足時,大電網負責補給;當微電網電力富余時,大電網負責消納,解決微電網冗余不平衡的問題。一旦農村電力負荷增長或突變,就要靠大電網短暫支撐,尤其農業生產用電需求擴大情況下,大電網的支撐作用至關重要。
儲能系統是新時代農村能源體系的蓄水池。這個儲能系統區別于微電網自身附帶的、針對分布式電源和用戶的小型儲能系統,是配套于微電網連接大電網之間的大型公共或共享儲能系統,滿足大功率消費用戶的配套使用。儲能系統在新時代農村能源體系中主要發揮蓄水池和調節器作用,既維持多個微電網平衡,又對接服務大電網,保障一定區域內整個電力系統的峰谷平衡。
農村能源轉型發展的具體舉措
堅持以農民利益為中心、一切從農村實際出發,以建立新時代農村能源體系為目標,積極建設農村新型電力系統,重點推動實施“五大工程”。
農村新型電力系統工程是構建新時代農村能源體系的基礎。分布式電源、微電網、能源綜合體是構成農村新型電力系統的主體工程,大電網和儲能系統作為輔助支撐是重要的組成部分。從農村現狀看,大電網建設基本實現了我國鄉鎮的全覆蓋,重點是推動主體工程建設,建立微電網供電新模式。主要推動四個方面的工作:一是做好頂層設計。以鄉鎮為基礎,結合村落分布特點,按照500~1000戶人家組建一個微電網,一個鄉鎮配套3~5個能源綜合體,完成微電網和農村能源綜合體規劃布局,能源綜合體規劃要結合鄉鎮交通布局、冷庫選址、大電網搭接等條件綜合考慮。二是投資主體選擇。主體工程由能源領域投資主體負責統籌推進建設實施,涉及冷庫、物流中心等能源之外的配套設施另行引入專業投資方,投資主體負責總體規劃建設、對接大電網、農村電力需求預測、交易和調度。三是分布式能源開發模式選擇。堅持集中統一規劃、開發和運營原則,結合不同地區的條件,既可由用戶自主開發,也可投資主體集中開發,或兩者相結合。四是構建農村電力交易市場。以能源綜合體為中心,構建形成農村分布式電力集中交易市場,實現微電網與微電網、微電網與大電網之間的電力市場化交易。
農村電氣化工程是提升農村電力的消費比重、實現農村能源利用向電力轉型發展的重要舉措。主要圍繞以下四個方面開展工作:一是加快農村微電網建設,提升農村電力自給能力,結合千鄉萬村“沐光”行動、千鄉萬村“馭風”計劃大力發展農村分布式能源。二是推動大電網在農村升級變革逐步實現農網從供給型向支撐型的轉變、從輸入型向輸出型的轉變。三是不斷推動農村電力消費升級,持續推進家電下鄉行動計劃,加快推進電動車進入農村市場,穩步推進生產用能電氣化轉型。四是探索推進農村用電方式變革,推廣低壓直流電器在農村家庭的使用,以直流24伏照明為例,將其他家用電器改為低壓直流用電,精準對接戶用分布式光伏,構建交直流相結合的農村特色供用電模式,實現用電既安全又節能。
農村光熱綜合利用工程是以新能源直接供熱為主要方式,解決農村生活和生產用熱的一項系統性工程,是傳統太陽能熱水器利用的新技術替代。主要有三種利用形式:一是戶用“光伏+光熱”一體化運用替代工程,主要解決農村家庭日常生活的用熱來源,替代傳統太陽能熱水器;二是戶用光熱采暖供熱替代運用工程,主要解決農村家庭冬季的供暖問題,替代傳統能源取暖模式;三是農業大棚光熱綜合運用替代工程,主要解決新時代農村農業種植所需的用熱來源,替代燃氣為主的供熱方式,實行電熱轉化綜合利用。推進農村光熱綜合利用工程堅持以光伏供熱利用為主、其他供熱方式補充為原則,率先實施北方地區新能源供暖替代工程和大棚現代農業種植用熱替代工程,待光伏光熱一體化技術成熟之后,再在農村家庭大規模推廣運用,優先在新農村建設中實現全覆蓋。
農村建筑光伏一體化工程是確保發電設施與建筑、環境實現協調發展的前提條件。主要從三個方面推動落實:一是細化政策落地見效。《“十四五”節能減排綜合工作方案》提出要結合分布式光伏相關政策細化做實,推動農村建筑光伏一體化開發落地見效。二是強化標準的執行。2021年9月,住房和城鄉建設部發布《建筑節能和可再生能源利用通用規范》國家標準,要求新建建筑安裝太陽能系統,為農村分布式光伏開發提供了依據。三是實施示范帶動作用。推動農村建筑光伏一體化示范建設,從建筑設計、光伏及建筑新材料運用、交直流混合供電、家電智能化全方位開展運用示范,以光伏發電利用推動農村建筑行業變革。
農村生產用能主要包括四個方面:一是滿足現代農業排澇、灌溉、噴灌、滴灌的用電需求;二是滿足大棚農業現代化種植、育苗、采摘的電熱需求;三是滿足農村牧業、漁業的養殖電熱需求;四是滿足農村農副產品儲存及加工的用電需求。提升農村用能工程主要是就地發展分布式光伏和風電,構建獨立微電網發展方式,建立與能源綜合體和大電網的互補連接,實現生產用能自給自足。