姜昊：鄉村振興戰略下分布式可再生能源的機遇和挑戰

編者按：在“雙碳”背景下分布式能源領(lǐng)域貫徹新發(fā)展理念，以“雙碳背景下能源安全新思維——新型分布式綜合能源保障”為主題的“第十八屆中國分布式能源國際論壇”于2022年12月8日在北京采用線(xiàn)上的形式召開(kāi)，本次大會(huì )由中國能源研究會(huì )與中國能源網(wǎng)聯(lián)合主辦。會(huì )上，中國能源網(wǎng)副總經(jīng)理張葵葉出席大會(huì )并為大會(huì )主持。

以下內容根據論壇演講實(shí)錄進(jìn)行整理。

主持人 張凱：接下來(lái)有請水電水利規劃設計總院國際部主任姜昊，分享的題目是《鄉村振興戰略下分布式可再生能源的機遇和挑戰》，有請姜主任。

姜昊：謝謝主持人。大家上午好!今天我想跟大家分享的是《鄉村振興戰略下分布式可再生能源的機遇和挑戰》，實(shí)際上這不是我研究的主要方向，我今天想跟大家分享的是幾個(gè)看似和今天這個(gè)主題還有一些距離的內容。

第一，分享一下我們前期做的分布式可再生能源在非洲的一個(gè)應用案例，因為我主要是做可再生能源的國際合作。第二，我們想把可再生能源在中國邊遠的鄉村、村鎮的應用案例，對這個(gè)命題作文鄉村振興整個(gè)背景之下我觀(guān)察到的，或者說(shuō)我認為面臨的一些挑戰和建議跟大家進(jìn)行討論和分享。

為什么講非洲?主辦方聯(lián)系到我的時(shí)候，就說(shuō)要講可再生能源在鄉村振興背景之下，我第一個(gè)想到有關(guān)聯(lián)的就是非洲的情況。其實(shí)非洲大多數的可再生能源的需求或者能源的需求，我認為和我們的鄉村或者農村的可再生能源存在很大的相似性。整個(gè)從非洲的電力現狀來(lái)看，整個(gè)非洲2021年整體的通電率不到60%，各個(gè)區域電力可及的差異性也比較大，大家比較了解的,北部非洲摩洛哥、埃及、阿爾及利亞這些國家的電力可及性相對比較高，但是一到撒哈拉以南沙漠，基本處于無(wú)電人口比較多，全球無(wú)電人口80%都集中在撒哈拉以南非洲的地區，這是整個(gè)非洲電力可及的一個(gè)現狀。

電力可及的進(jìn)程可以看到，從2010年的49%提高到了2020年達到了58%，從沒(méi)有電到有電，通過(guò)10年的努力也就增長(cháng)了10%，這還是在國際社會(huì )非常努力，大家非常愿意提供幫助的基礎之上。但是一旦新冠疫情從2019年以后，新冠疫情有影響之后，無(wú)電人口又增加了2500萬(wàn)，所以整個(gè)撒哈拉以南的無(wú)電人口現在大概是6億人左右。在整個(gè)非洲,其實(shí)和我們國家的廣大農村一樣，幾位專(zhuān)家、教授分享的可以看到，整個(gè)資源非常好，有一個(gè)清潔能源眾多是我們現在的農村不具備的一種情況。清潔能源的資源非常豐富，可用土地資源非常廣闊，非洲是有大量的國際社會(huì )的支持，我們中國有很多政策的支持。整體來(lái)說(shuō)還是比較類(lèi)似，有巨大的經(jīng)濟社會(huì )的發(fā)展紅利。當然我們如果從可再生能源這個(gè)角度來(lái)講，清潔能源資源比中國大部分地區其實(shí)都要好，整個(gè)非洲的清潔能源，水能、風(fēng)能和太陽(yáng)能分別占到全球的20%、30%和40%，整體來(lái)說(shuō)，它的可再生能源的資源是非常好的。在這種可再生能源非常好的情況下，為什么還存在很大的問(wèn)題?就是電力很難可及，我們主要分析有幾個(gè)問(wèn)題。

第一，主網(wǎng)延伸的成本還是比較高。它的電網(wǎng)建設其實(shí)是跟不上整個(gè)電力的需求，整個(gè)區域的電網(wǎng)比較薄弱，無(wú)電人口居住比較分散，也比較偏遠，同時(shí)主網(wǎng)延伸的投資成本相對來(lái)說(shuō)非常高，無(wú)力負擔。中國的農村對應起來(lái)看是有電網(wǎng)的，主網(wǎng)已經(jīng)延伸過(guò)去了，它的人口也存在著(zhù)分散和偏遠的問(wèn)題，如何實(shí)現雙向的供電，或者說(shuō)怎么去從主網(wǎng)獲得電，把多余的電向主網(wǎng)供應是一個(gè)問(wèn)題。所以在非洲我們提出來(lái)建設離網(wǎng)的系統，這種系統更加適應偏遠非洲，可再生能源可以就地獲取，離網(wǎng)的布置相對比較成熟，投資總成本相對較低，這個(gè)總成本相對較低其實(shí)只是相較于其他的建設主網(wǎng)來(lái)講相對較低，單獨運行的離網(wǎng)系統它的成本，因為它有儲能，有一些能源的保障率，其實(shí)用電成本相對還是比較高的，所以這也是我來(lái)分享非洲這個(gè)案例，再從非洲來(lái)看我們國內農村建設這種所謂離網(wǎng)，或者可再生能源應該怎么去解決。

非洲資源非常好，離網(wǎng)也不是它唯一的選擇，為什么在這種情況下，它的能源的建設或者說(shuō)電力的建設，離網(wǎng)的建設還是這么復雜，這么困難?

這是我們現在找到的一個(gè)案例，原來(lái)在非洲能源合作這塊大家都關(guān)注于比如說(shuō)給它建一些電站，做一些規劃，但是很少能把這些項目真正做起來(lái)，我們這次就選取了一個(gè)非洲農業(yè)的項目，因為農業(yè)是對非洲的經(jīng)濟包括社會(huì )非常重要，同時(shí)農業(yè)產(chǎn)業(yè)園是有一定的經(jīng)濟承受能力的。這是我們整個(gè)項目的一個(gè)基本情況，在尼日利亞首都的阿布賈旁邊十幾公里，這個(gè)農業(yè)園區是中國援助的一個(gè)中心，既是農業(yè)展覽交易平臺，又是一個(gè)中非農業(yè)轉移中心，又是一個(gè)現代化農業(yè)的田園綜合體。

在這種情況下可以看到這是整個(gè)農業(yè)園區布局的情況，分成幾個(gè)區：生活區，包括生活辦公區，包括生產(chǎn)區，包技術(shù)示范區，現在它的電力主要是靠自己有發(fā)電機，從主網(wǎng)上也有一部分的電，基本上的比例，因為現在整個(gè)非洲的情況供電非常不穩定，主網(wǎng)的電都不穩定，從主網(wǎng)上能夠取得50%的電，自己發(fā)50%的電。在現在這種燃料價(jià)格這么高企的年代，它的能源獲取價(jià)格應該是非常高的，基本上現在平均的度電成本或者平均度電的花費在2塊錢(qián)人民幣左右，應該說(shuō)是非常高。

在這種情況下，我們才提出了一個(gè)農業(yè)園區概念性設計，近期是解決它的缺電和經(jīng)濟性的問(wèn)題，遠期是打造一個(gè)現代農業(yè)園的示范，用“新能源+”。

這是近期的一個(gè)方案，具體的東西不說(shuō)了，我們只看定位的一個(gè)需求，它的定位只是滿(mǎn)足現在這個(gè)農業(yè)園當前生活的用電需求，它有光伏發(fā)電單元，大概250千瓦，做了一個(gè)140千瓦時(shí)的儲能單元，有個(gè)配電單元。因為這是國際項目，還有一些國際費用、運營(yíng)施工費用和項目管理費用?？梢钥吹秸麄€(gè)并不是很大，整個(gè)規模只有250千瓦，光伏大概100萬(wàn)的成本，儲能大概50萬(wàn)的成本，配電5萬(wàn)，和中國的差別可能就是國際運費不需要，施工費用也需要，施工管理費用也需要，整體來(lái)說(shuō)，我們認為180萬(wàn)～200萬(wàn)左右這個(gè)項目解決近期需求的成本。

這是遠期成本里面把儲能單元進(jìn)一步減少，因為儲能整體來(lái)說(shuō)還是比較貴的，把儲能減少之后換成了一些冷熱電三聯(lián)供的這種制熱機組，包括冷熱電三聯(lián)供系統，這樣可以減少一些儲能的規模，把它變成更有效的能源利用的方式。遠期大概600萬(wàn)左右，我們會(huì )把整個(gè)光伏發(fā)電加到750千瓦這樣的規模。這個(gè)規模之后，為什么要分享這個(gè)成本?離網(wǎng)的這些項目，我們看到這種在非洲的案例，這么多年一直沒(méi)有發(fā)展起來(lái)，一個(gè)很大的原因，是否能找到一個(gè)合適的商業(yè)模式的概念。無(wú)論是近期還是遠期，近期我們看到大概180萬(wàn)的成本，或者200萬(wàn)的成本，200萬(wàn)的成本只有250個(gè)千瓦，一年這個(gè)區域用電量也就是30萬(wàn)度電，這還是個(gè)農業(yè)園區，30萬(wàn)度電，60萬(wàn)的電費。如果按照我們中國用電的成本，或者說(shuō)是發(fā)電的成本，造價(jià)上來(lái)講差別不會(huì )特別大，可能中國稍微便宜一些也就要150萬(wàn)左右，如果建立這樣一個(gè)系統150萬(wàn)，130萬(wàn)，這樣一個(gè)成本，按照我們現在的用電成本是很難收回這種離網(wǎng)式的，或者說(shuō)用電的系統建設成本的。只有在非洲區域，或者極度缺電，主網(wǎng)很難延伸的區域，才能夠負擔得起這樣的建設成本和運行的成本，這好像是一個(gè)悖論，非洲非常窮，非常缺電，但是它整個(gè)能負擔的用電的成本其實(shí)是更高的，它能夠接受的我們給它設計的這種技術(shù)路線(xiàn)，在經(jīng)濟承受性方面是更高的。在中國的農村，如果我們建設類(lèi)似的這樣一個(gè)系統，能不能有經(jīng)濟上的可能性，這是我們很關(guān)心，或者說(shuō)我們很擔心的一個(gè)問(wèn)題，一個(gè)是系統，如果它的經(jīng)濟可行性達不到，它的發(fā)展很難形成相對的規模。這是里面的一些內容，我們現在用的冷熱電三聯(lián)供的系統，這是在中國很常見(jiàn)的系統，它可以制冷、制熱，包括制電，是解決儲能規模比較有效的手段。剛才幾位專(zhuān)家分享的這些新技術(shù)也都非常好，在這個(gè)區域可能也有更好的應用，我們接下來(lái)也可以和大家再做一些聯(lián)系。

當然，非洲還有一些光伏、水泵，包括光伏農業(yè)灌溉，光伏包括農業(yè)機械，就是利用可再生能源的農業(yè)機械這樣一些基本應用，我們希望能放在這個(gè)區域，這是整個(gè)非洲的案例。

講完非洲之后，我們再說(shuō)一個(gè)中國國內的案例，這是清潔能源供暖的項目，在青海的一個(gè)情況，在曲麻河,離縣政府大概150公里，5000人，海拔4000多米非常高。我們在這里希望能夠解決的問(wèn)題,一個(gè)是偏遠農牧區清潔能源供暖無(wú)人職守智能遠程控制，第二是高寒地區電氣和元器件的安全性和穩定性，包括光儲一體化模塊化的技術(shù)，包括運行的策略，包括供電、采暖、智能控制這些策略，這是在青海做的一個(gè)工作。

在青海做了兩個(gè)項目的試點(diǎn)，也做了希望解決的技術(shù)難點(diǎn)和主要創(chuàng )新點(diǎn)的一些研究。當然還有一些現在做的很多是所謂“光伏+”，光伏+生態(tài)修復，光伏+智慧能源，多能互補，包括清潔能源和儲能的一些研究。

這也是前兩年做的內容，大規模的光伏電站對生態(tài)環(huán)境影響的研究，我先把主要的結論分享一下，光伏電站的建設有氣候要素，有土壤要素，植被覆蓋的要素，包括固碳能力的要素，我們知道荒漠化地區通過(guò)光伏進(jìn)行生態(tài)修復還是有一定的可行性。但是原來(lái)都是在一個(gè)定性的描述上，前兩年就開(kāi)展了一個(gè)定量研究區域光伏電站的生態(tài)效應、環(huán)境效應這樣一個(gè)題目，主要做了一些工作，對它的風(fēng)速、風(fēng)向、氣溫，包括濕度、降雨、植被、碳匯、碳通量進(jìn)行了一些監測，這是一些現場(chǎng)的情況，這是整個(gè)電站的建設，基本上到2013年開(kāi)始建設，2019年建完，100平方公里左右，這是整個(gè)園區植被覆蓋的情況，可以看到逐年的植被覆蓋基本上在增加，從2012年～2019年逐年增加的一個(gè)趨勢，這是建站前和建站后的一個(gè)比較，可以發(fā)現，七八月植被覆蓋的增幅大概能達到15%左右，后面運行和改善的效應還是比較明顯的。

氣候的要素可以看到，整個(gè)園區內日間風(fēng)速降了將近40%，夜間風(fēng)速降了45%左右，溫度日間降低氣溫大概0.01度，夜間降溫1.21度，濕度有所增加，日間增加0.46%，夜間大概5%左右，這是一些基本的情況。當然土壤溫度、土壤濕度、土壤養分都有一些改善，這是環(huán)境要素的一些內容。這是整個(gè)碳通量的情況，整體來(lái)講，凈生態(tài)系統的交換量為負值，還是從大氣系統里面吸收了一定的二氧化碳進(jìn)行了固碳的作用。這樣就形成了一個(gè)良性循環(huán)：溫度提升了，植被恢復了，溫度降低了，濕度提升了，風(fēng)速降低了，同時(shí)對光伏電站本身來(lái)講，又可以抑塵，在組件清洗方面可以有些提升土壤濕度的效果，降溫提升了組件的發(fā)電量，同時(shí)支架穩定又降低了支架的投資。地面的系統能夠形成地面的穩流，提高了系統的可靠性，降低了支架的投資。這是一些現場(chǎng)的照片，原始的地貌基本上是光禿禿的，現在的這些植物長(cháng)得比較好。還有一些多能互補的情況。為什么講這個(gè)案例?光伏的開(kāi)發(fā)國內我們都是在講這種大型基地化的開(kāi)發(fā)，大型基地化的開(kāi)發(fā)成本優(yōu)勢相對比較明顯，我這邊分享的內容實(shí)際上是在我們國家偏遠的這些地區，在發(fā)電的效益，經(jīng)濟效益之外還產(chǎn)生了相當大的生態(tài)效益，這個(gè)生態(tài)的效益除了我們說(shuō)減碳，包括土壤生態(tài)修復，這些可能比它的發(fā)電效益本身更值得我們去關(guān)注，尤其對我們廣大農村地區來(lái)講，前面我也提出了我的擔憂(yōu)，農村發(fā)展分布式的商業(yè)模式到底是什么樣的，能不能找到一個(gè)合適的商業(yè)模式，或者找到一個(gè)合適的成本模型。我們覺(jué)得這是一個(gè)未來(lái)可能的方向，不僅僅只是從它的發(fā)電收益來(lái)考慮這個(gè)問(wèn)題，而是系統地把減碳，把綠電、環(huán)境效益也進(jìn)行一個(gè)綜合的計算和統計，或者有什么樣的政策手段能夠讓農村的分布式的效益最大化，一個(gè)是最大化，另外要可實(shí)現可兌現，這樣對我們農村的分布式的這樣一些能源項目有更好的政策支持，或者大家有更高的積極性。

最后說(shuō)一下挑戰和建議。機遇已經(jīng)非常好了，國家今年發(fā)改委，包括農村振興辦公辦也發(fā)了一些政策性的文件，包括各個(gè)省也都對文件進(jìn)行了相應的政策出臺，整體來(lái)說(shuō)國家非常重視農村的分布式能源的發(fā)展，應該是恰當其時(shí)。但是我們還是更關(guān)注挑戰和建議，前面幾位專(zhuān)家已經(jīng)講得很清楚了，我這里只講一些個(gè)人的看法。

第一，如何讓可再生能源裝機更好發(fā)揮作用?廣大的農村區域裝機還是非常多的，可裝的資源非常多。另外一個(gè)情況是我們現在的可再生能源裝機……昨天我去參加IEA年度報告的一個(gè)發(fā)布會(huì )，中國的可再生能源的裝機應該說(shuō)非常大，現在還是成規模的建設，可再生能源裝機還是以非常高速的狀態(tài)發(fā)展，對實(shí)現3060的目標有非常大的助力。但是裝機大和發(fā)電量大，在整個(gè)能源系統里面的占比如何更好地發(fā)揮已有可再生能源的裝機，讓它更好地發(fā)揮作用，把它的效應發(fā)揮出來(lái)，其實(shí)我們現在也在考慮，我們不能單純地去覺(jué)得農村的資源量很大?，F在這種成規模的可再生能源整個(gè)利用率還要進(jìn)一步提升的情況下，如果一味地去追求農村的裝機，可能會(huì )導致整個(gè)系統進(jìn)一步加劇裝機很大，但是發(fā)電量不足這樣的情況，這就是如何讓可再生能源裝機，尤其在農村去做的這些裝機能夠發(fā)揮更好的作用。

第二，如何能夠找到更合適的商業(yè)模式，剛才我一直在提的就是它的經(jīng)濟性問(wèn)題，如何能讓老百姓負擔得起，或者老百姓能夠從中受益，有沒(méi)有投資商能夠對它進(jìn)行大規模的投資和集約式的開(kāi)發(fā)，能夠更好地發(fā)揮它的良好政策的效用。

第三，整個(gè)發(fā)展的幾個(gè)情況。一個(gè)是要因地制宜，探索各個(gè)區域特色的可再生能源發(fā)展途徑;二是應該有一個(gè)整體規劃。雖然現在規劃據我了解處在整體的概念階段，每個(gè)區域，包括整體一個(gè)省，以省為單位，或者以市為單位，或者從全國的角度，這種分布式和整個(gè)主網(wǎng)之間整體的關(guān)系是什么樣的?每個(gè)區域應該怎么樣去發(fā)展它的分布式能源?我覺(jué)得還是需要有一個(gè)頂層的設計，探索區域整體協(xié)調發(fā)展的一個(gè)路徑，因為很多分布式的光伏或者分布式能源的決策權都在縣里，甚至在鄉里，每個(gè)縣、每個(gè)鄉單獨看起來(lái)都是一個(gè)可行的，尤其是有的地方先行先試，或者他們做得很好，但是整體來(lái)看在全國的層面上究竟是怎么樣的一個(gè)概念，或者怎么樣的一個(gè)影響，我覺(jué)得我們還是期待有一個(gè)整體的規劃;三是我們希望在政策這塊有一些探索，包括電價(jià)、補貼、綠電怎么樣去提高參與者的這種獲得感，或者提高他們的收益，這是我們比較關(guān)注的。

第四，我們還是希望能夠示范先行，先開(kāi)展一些典型意義的示范項目，開(kāi)展回顧，然后再適度鋪開(kāi)，一開(kāi)始是不是需要那么大規模的整體全國全面鋪開(kāi)?是不是我們有一些示范的項目或者示范的基地，充分論證，有了規劃之后再開(kāi)始有一個(gè)比較好的推開(kāi)，會(huì )讓我們整個(gè)鄉村振興，或者通過(guò)可再生能源助力鄉村振興大的政策有一個(gè)更好的落地的環(huán)境。

這是我簡(jiǎn)單給大家分享的一個(gè)內容，謝謝大家。

主持人 張凱：感謝來(lái)自水電水利規劃設計總院的姜昊主任的介紹。其中非洲離網(wǎng)光伏的案例和中國青海的案例都是從比較宏觀(guān)的視角俯視了可再生能源在鄉村發(fā)展的一些問(wèn)題，其中“光伏+”中的生態(tài)修復跟它對于農業(yè)的協(xié)同效應讓我印象很深刻。最后，姜主任又從宏觀(guān)規劃和商業(yè)模式的視角給鄉村發(fā)展分布式可再生能源提出了一些建議，謝謝姜主任。