觀察 | ?農(nóng)村有潛力成為我國能源轉(zhuǎn)型的“優(yōu)等生”
來源： 時(shí)間：2024-04-23 14:05
中國能源新聞網(wǎng)見習(xí)記者 趙悅婧
農(nóng)村能源作為我國能源體系的重要組成部分，是農(nóng)村經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展的基石和保障，也是我國能源革命與低碳轉(zhuǎn)型的重要引擎和抓手。
在日前召開的第二十屆“清華大學(xué)建筑節(jié)能學(xué)術(shù)周”公開論壇上，與會專家普遍認(rèn)為，農(nóng)村在未來的零碳能源系統(tǒng)中將從目前的能源消費(fèi)者轉(zhuǎn)為能源的供給者，不僅能率先實(shí)現(xiàn)碳中和，還能為零碳能源系統(tǒng)作出突出貢獻(xiàn)，因此農(nóng)村新型能源系統(tǒng)的建設(shè)將成為我國能源轉(zhuǎn)型中的關(guān)鍵工作。
農(nóng)村是儲備清潔能源的巨大資源庫
發(fā)展風(fēng)、光、生物質(zhì)等零碳能源最重要的資源是空間，而農(nóng)村具有足夠的空間資源。
清華大學(xué)建筑節(jié)能研究中心發(fā)布的《中國建筑節(jié)能年度發(fā)展研究報(bào)告2024》顯示，農(nóng)村目前年用電量不到3500億千瓦時(shí)，加上農(nóng)業(yè)生產(chǎn)也僅5000億千瓦時(shí)。也就是說，農(nóng)村的實(shí)際用電量僅為農(nóng)村未來屋頂光伏發(fā)電潛力的1/5?！耙虼?，全面開發(fā)利用農(nóng)村屋頂資源做光伏發(fā)電，完全可以滿足農(nóng)村生活、生產(chǎn)和交通的全部用能，替代燃煤燃油燃?xì)夂蜕镔|(zhì)，推動農(nóng)村的全面電氣化。與此同時(shí)，由于生產(chǎn)生活水平的提升，用電量隨之增加，農(nóng)村地區(qū)仍可將富裕電力輸出到大電網(wǎng)，支持國家能源系統(tǒng)?！敝袊こ淘涸菏拷瓋|表示。
與會專家紛紛指出，還可以通過全面電氣化獲得更多的儲能資源。“發(fā)展農(nóng)機(jī)電氣化，各類移動式農(nóng)機(jī)都需要蓄電池提供動力，這些蓄電池同時(shí)就成為最好的儲能資源。”江億建議，每一家農(nóng)戶機(jī)主可以儲備若干組電池，這些電池可以匹配各種農(nóng)業(yè)機(jī)械。這樣一來，就可以大幅度降低總的電動農(nóng)機(jī)設(shè)備裝機(jī)容量和裝機(jī)成本。
此外，值得注意的是，農(nóng)村豐富的生物質(zhì)資源亦有零碳屬性。江億在接受記者專訪時(shí)表示，“待全面電氣化后，置換出來的生物質(zhì)材料，就可以被加工成固體、液體或氣體形式的商品燃料，進(jìn)入燃料市場。例如，玉米秸稈、果木枝條加工成顆粒燃料，作為燃料清潔高效利用；禽畜糞便等濕生物質(zhì)可通過大型沼氣池生成沼氣，再分離出沼氣中二氧化碳等成分，進(jìn)一步提純甲烷，成為優(yōu)質(zhì)燃?xì)?。加工后的生物質(zhì)燃料既能儲存、也便于運(yùn)輸，進(jìn)而成為零碳能源系統(tǒng)的組成部分。”
據(jù)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)業(yè)生態(tài)與資源保護(hù)總站副站長邢可霞透露，近年來，圍繞生物質(zhì)顆粒燃料分散供暖、生物質(zhì)集中供暖、秸稈打捆直燃等技術(shù)，我國已先后建成農(nóng)村戶用沼氣池4000余萬口，沼氣工程9.3萬處，在試點(diǎn)村積極開展零碳村鎮(zhèn)建設(shè)和低碳鄉(xiāng)村培育，探索農(nóng)村多能互補(bǔ)和節(jié)能儲能模式，并在一定時(shí)期、一定范圍內(nèi)有效緩解了農(nóng)村清潔用能的問題。
“光儲直柔”技術(shù)或可帶動農(nóng)村全面電氣化
在“雙碳”目標(biāo)下，實(shí)現(xiàn)農(nóng)村在能源系統(tǒng)中的角色轉(zhuǎn)變需要合理的頂層設(shè)計(jì)和技術(shù)路徑規(guī)劃。
談及農(nóng)村能源發(fā)展現(xiàn)狀時(shí)，清華大學(xué)建筑學(xué)院副院長楊旭東表示，與城市相比，目前農(nóng)村的電氣化率低，對化石能源依賴度高。要徹底改變農(nóng)村用能的現(xiàn)狀，采取積極措施引導(dǎo)農(nóng)村用能的全面電氣化是核心。
“不可忽視的是，農(nóng)村雖然具有大量的光伏裝機(jī)容量，但由于光伏電力具有強(qiáng)烈的波動性，而農(nóng)村的用電需求具有隨機(jī)性，光伏供電與用電負(fù)荷之間具有不匹配性質(zhì)。同時(shí)，農(nóng)村的變壓器容量有限，難以承載巨大的光伏潛力，大量的光伏無序接入電網(wǎng)將會給電網(wǎng)調(diào)度帶來挑戰(zhàn)，甚至威脅電網(wǎng)的安全運(yùn)行。”楊旭東指出。
在楊旭東看來，“四一模式”是破解農(nóng)村現(xiàn)有能源問題的重要途徑。所謂“四一”，即每一戶建筑節(jié)能改造加上熱源測改造的初投資盡量不超過1萬元，即低成本；每年的運(yùn)行費(fèi)最好不要超過1千元，即高效且運(yùn)行費(fèi)用低；“一鍵式”操作，做到好運(yùn)行、易維護(hù)；要有一個(gè)規(guī)劃，做到易推廣、好復(fù)制。
在這個(gè)背景下，農(nóng)村“光儲直柔”新型電力系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。所謂農(nóng)村“光儲直柔”的電力系統(tǒng)，“光”主要指以農(nóng)宅屋頂光伏為主的可再生能源供電；“儲”指多種儲能系統(tǒng)，包括儲熱設(shè)備、電動車、電動農(nóng)機(jī)等電化學(xué)儲能設(shè)備；“直”是指建筑用電網(wǎng)的形式發(fā)生改變，由傳統(tǒng)交流配電網(wǎng)改為直流配電網(wǎng)；“柔”指電力系統(tǒng)柔性運(yùn)行，這是最終目的。
“為了克服傳統(tǒng)的農(nóng)村光伏系統(tǒng)所帶來的不公平、不充分、不平衡的問題，‘光儲直柔’新型電力系統(tǒng)的基本原則是優(yōu)先自發(fā)自用，余電有序上網(wǎng)?！睏钚駯|解釋稱，與傳統(tǒng)的農(nóng)村光伏系統(tǒng)相比，這樣的系統(tǒng)有3個(gè)優(yōu)勢：變壓器的擴(kuò)容壓力小，相當(dāng)一部分比例的光伏電力被就地消納，就可以允許有更多農(nóng)戶參與到這個(gè)系統(tǒng)中；充分利用農(nóng)村的儲能優(yōu)勢，不會增加電網(wǎng)的調(diào)度壓力；農(nóng)戶直接使用光伏電力，農(nóng)民不僅獲得經(jīng)濟(jì)上的實(shí)惠，而且實(shí)現(xiàn)農(nóng)村用能的零碳化以及引導(dǎo)其實(shí)現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型。
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