來源:中國能源新聞網(wǎng) 時間:2026-06-22 15:22
農(nóng)村能源發(fā)展出路何在?
記者馮聰聰
當(dāng)前,我國風(fēng)光裝機(jī)總量已達(dá)18.4億千瓦,分布式光伏在城鄉(xiāng)屋頂遍地開花。然而,規(guī)模擴(kuò)張的背后,農(nóng)村電網(wǎng)承載能力與新能源發(fā)展速度的錯配日益突出;分布式光伏全面參與電力市場后,傳統(tǒng)收益模式難以為繼。
多重壓力之下,農(nóng)村能源何去何從?在國網(wǎng)能源研究院日前舉辦的農(nóng)村可再生能源交流論壇上,與會專家給出了清晰研判,我國農(nóng)村能源發(fā)展,正告別以“裝得上去”為導(dǎo)向的規(guī)?;瘮U(kuò)張階段,加速邁向以“系統(tǒng)集成、融合共生”為核心特征的提質(zhì)增效新階段。面向未來,多能融合、產(chǎn)業(yè)融合和數(shù)智融合將是其發(fā)展的重要方向。
多能融合 讓分散資源“五指成拳”
長期以來,農(nóng)村地區(qū)風(fēng)、光、水、生物質(zhì)資源豐富,卻長期以單一能源模式開發(fā)。這一模式系統(tǒng)穩(wěn)定性差、整體效率不高。尤其在分布式光伏爆發(fā)式增長的當(dāng)下,“就近消納難”已成為制約其高質(zhì)量發(fā)展的突出問題。行業(yè)監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示,全國有150多個縣區(qū)因配電網(wǎng)承載力不足被劃為“紅區(qū)”。
“如同人的五指,單指易折,成拳則剛?!眹W(wǎng)能源研究院副院長單葆國以此點(diǎn)出破題關(guān)鍵——多能融合,正是通過“源網(wǎng)荷儲”協(xié)同,讓不同能源形態(tài)優(yōu)勢互補(bǔ)。
具體而言,日間光伏全力發(fā)電,保障農(nóng)業(yè)大棚用電,將富余部分儲存起來;夜間由風(fēng)電、沼氣發(fā)電補(bǔ)位;農(nóng)忙時節(jié),生物質(zhì)燃料滿足烘干、采暖等熱需求。這種“五指成拳”的效應(yīng),正是破解農(nóng)村地區(qū)資源時空錯配、提升系統(tǒng)韌性的出路。 實(shí)現(xiàn)這一愿景,村鎮(zhèn)微電網(wǎng)是最佳載體。武漢大學(xué)智能電網(wǎng)研究院教授鄧長紅指出,村鎮(zhèn)微電網(wǎng)已從早期的零星離網(wǎng)型示范,發(fā)展到“主配微協(xié)同”關(guān)鍵樞紐。
以南方某海島微電網(wǎng)為例,鄧長紅進(jìn)一步解釋,通過構(gòu)建10千伏饋組微電網(wǎng),將分散的風(fēng)、光、柴、儲整合,不僅實(shí)現(xiàn)了島上100%可再生能源供電,更將電價從原來的3元/千瓦時,降至與大電網(wǎng)同價,這一實(shí)踐,詮釋了多能融合的經(jīng)濟(jì)與社會價值。
從國家農(nóng)村能源革命試點(diǎn)縣建設(shè)的視角出發(fā),水電水利規(guī)劃設(shè)計(jì)總院新能源研究院新興能源處副處長喬勇坦言,第一批23個試點(diǎn)縣在建設(shè)過程中普遍存在源荷不匹配、就地消納難題。
對此,湖北天門市的探索提供了寶貴經(jīng)驗(yàn)。通過構(gòu)建“市-鎮(zhèn)-村”三級能源體系,在臺區(qū)、10千伏線路、35千伏變電站三個層級分層配置儲能與管控系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了“發(fā)大于供”與“供大于發(fā)”相鄰區(qū)間內(nèi)的負(fù)荷轉(zhuǎn)移與主動平衡。
這一實(shí)踐標(biāo)志著農(nóng)村電網(wǎng)的規(guī)劃理念從過去被動接受遠(yuǎn)方來電的“單向輻射型”網(wǎng)絡(luò),轉(zhuǎn)向主動平衡、分層自治的“有源雙向交互型”網(wǎng)絡(luò)?!拔磥肀貙⑿纬伞箅娋W(wǎng)+配電網(wǎng)+微電網(wǎng)’協(xié)同發(fā)展的堅(jiān)強(qiáng)電網(wǎng)結(jié)構(gòu),而村鎮(zhèn)微電網(wǎng),正是這個結(jié)構(gòu)中最富活力的‘毛細(xì)血管’?!编囬L紅說。
產(chǎn)業(yè)融合 激活鄉(xiāng)村振興的“造血引擎”
農(nóng)村能源轉(zhuǎn)型的終極目標(biāo),絕不止于“供電”。能否將清潔能源轉(zhuǎn)化為鄉(xiāng)村發(fā)展的內(nèi)生動力,決定這場革命的成色。與會專家一致認(rèn)為,農(nóng)村能源必須與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、鄉(xiāng)村產(chǎn)業(yè)、生態(tài)治理深度融合,形成價值閉環(huán),方能發(fā)揮“造血引擎”的作用。
傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的利潤率低,根源之一在于植物對太陽能的利用效率僅約2%。愛旭股份副總裁、歐洲零碳研究院院長韓蓄提出思路,能否通過光電效應(yīng)和光熱效應(yīng),去增加農(nóng)作物對太陽能輻射的利用效率?
答案是肯定的。他進(jìn)一步介紹,利用光譜分離技術(shù),將植物生長所需的紅藍(lán)光投射至作物,其余波長的光反射至光伏組件進(jìn)行發(fā)電,這一光合、光電、光熱協(xié)同模式,在國內(nèi)外示范項(xiàng)目中,平均提升作物產(chǎn)量約15%,降低冷熱能耗35%,并實(shí)現(xiàn)100%的碳減排。這一模式將農(nóng)業(yè)大棚從一個單純的耗能場所,升華為一個集能源生產(chǎn)、農(nóng)產(chǎn)品生長、碳捕集于一體的“能量-物質(zhì)”復(fù)合工廠。
產(chǎn)業(yè)融合的觸角,也延伸到了傳統(tǒng)能源企業(yè)。華能清潔能源技術(shù)研究院光伏技術(shù)部主任助理李孟蕾介紹,依托火電廠構(gòu)建的“電廠-植物工廠”間能源物質(zhì)協(xié)同網(wǎng)絡(luò),將電廠余熱、二氧化碳輸送給植物工廠,使單位建造和運(yùn)維成本大幅降低。這種“火電+現(xiàn)代農(nóng)業(yè)”的跨界融合,為傳統(tǒng)火電的低碳轉(zhuǎn)型與鄉(xiāng)村振興的結(jié)合開辟了新路徑。
在湖北孝感,一種將農(nóng)戶納入價值鏈的模式正在生根?!巴ㄟ^整合屋頂光伏、臺區(qū)儲能、生物質(zhì)能,建設(shè)小型‘源網(wǎng)荷儲’一體化能源站,并以屋頂租賃、入股分紅等方式,使農(nóng)民從旁觀者變?yōu)槭芤嬲??!焙眹腚娏煞萦邢薰炯夹g(shù)總監(jiān)李小毛指出,該項(xiàng)目不僅實(shí)現(xiàn)了全村100%清潔能源供應(yīng),更帶動了特色農(nóng)產(chǎn)品的溢價增值。
數(shù)智融合 為農(nóng)村能源裝上“智慧大腦”
多能互補(bǔ)構(gòu)建“骨架”,產(chǎn)業(yè)融合填充“血肉”,人工智能則為這一復(fù)雜系統(tǒng)裝上“智慧大腦”,推動農(nóng)村能源從“用上能”“用好能”向“慧用能”躍升。
“人工智能正全方位重塑能源生產(chǎn)、調(diào)度、消費(fèi)全鏈條,在廣袤鄉(xiāng)村場景中優(yōu)勢尤為凸顯?!眴屋釃赋觯劳写髷?shù)據(jù)與智能算法,分析農(nóng)時規(guī)律,自動管控灌溉、烘干設(shè)備;結(jié)合光伏出力與電價信號,引導(dǎo)電動農(nóng)機(jī)錯峰充電;利用無人機(jī)巡檢,自動排查光伏板故障。
這種智慧化已初具雛形。目前,華能清潔能源研究院已研發(fā)出基于大載重?zé)o人機(jī)的光伏板清潔與巡檢技術(shù),有效解決了鄉(xiāng)村光伏點(diǎn)多面廣、人工運(yùn)維成本高的痛點(diǎn)。同時,其構(gòu)建的“自適應(yīng)并網(wǎng)+集群自治+廣域協(xié)同”三級運(yùn)行體系,能支持海量分布式光伏數(shù)據(jù)的并發(fā)感知與安全傳輸,實(shí)現(xiàn)從“精準(zhǔn)預(yù)報(bào)”到“主動支撐”的跨越。
AI的價值,更體現(xiàn)在破解農(nóng)村源網(wǎng)荷儲協(xié)同的核心難題。北京大學(xué)能源研究院高級分析師吳迪在分析山東、河南等地的分布式光伏入市新政時指出,在固定電價補(bǔ)貼退坡、全面參與市場化交易的背景下,項(xiàng)目的盈利能力高度依賴于智慧化的運(yùn)營策略。
他進(jìn)一步舉例,通過AI算法精準(zhǔn)預(yù)測負(fù)荷曲線與光伏出力曲線,并據(jù)此優(yōu)化儲能系統(tǒng)的充放電策略,是保障“源網(wǎng)荷儲”一體化項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)性的關(guān)鍵。河南西峽縣雙龍村“整村推進(jìn)”方案,就是通過智慧能源管理平臺,將香菇種植的溫控、烘干等用電負(fù)荷與光伏發(fā)電精準(zhǔn)匹配,最終實(shí)現(xiàn)全村自供電比例不低于80%的目標(biāo)。
AI的潛力遠(yuǎn)不止于此。中國能源研究會副理事長樊啟祥提出更高期望,要加快推動AI在負(fù)荷預(yù)測、故障診斷、供需協(xié)同等方面的應(yīng)用,讓農(nóng)村能源系統(tǒng)“會思考、可對話、能優(yōu)化”。鄧長紅同樣認(rèn)為,面對海量村鎮(zhèn)微電網(wǎng)接入后帶來的“可控可觀測”難題,必須依靠先進(jìn)的AI算法與5G/6G通信技術(shù),實(shí)現(xiàn)分散控制向協(xié)同智能的躍升。
國網(wǎng)能源研究院高級專家閆湖指出,隨著農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化加快推進(jìn),分布式新能源與大量分散的新型負(fù)荷資源亟需實(shí)現(xiàn)深度協(xié)同,我國農(nóng)村能源將邁入“源網(wǎng)荷儲”全面互動新階段。AI作為協(xié)調(diào)億萬級設(shè)備、保障系統(tǒng)高效、安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的最優(yōu)解,屆時將成為駕馭這套復(fù)雜系統(tǒng)的“首席指揮家”。
責(zé)任編輯:于彤彤