構(gòu)建農(nóng)村能源互聯(lián)網(wǎng) 助力農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化

　　核心提示 “十四五”規(guī)劃綱要提出，“全面實施鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略”“加快農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化”。農(nóng)村能源是農(nóng)業(yè)農(nóng)村發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。國網(wǎng)能源院專家認為，應(yīng)構(gòu)建以電為中心、農(nóng)業(yè)農(nóng)村與能源跨領(lǐng)域深度耦合的農(nóng)村能源互聯(lián)網(wǎng)，更好地服務(wù)鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略實施。

　　全面推進鄉(xiāng)村振興對農(nóng)村能源發(fā)展提出更高要求

　　農(nóng)村能源是農(nóng)業(yè)農(nóng)村發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，構(gòu)建綠色高效的能源供應(yīng)消費體系是農(nóng)業(yè)農(nóng)村經(jīng)濟發(fā)展的必要保障。農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化發(fā)展的趨勢下，能源的角色將會更加重要——現(xiàn)代農(nóng)業(yè)園區(qū)、農(nóng)業(yè)加工企業(yè)等生產(chǎn)流程的電氣化、現(xiàn)代化水平不斷提升，對能源供應(yīng)的多元化、定制化及安全性均提出更高要求；農(nóng)村能源普遍服務(wù)水平的提升關(guān)系農(nóng)民的獲得感、幸福感；農(nóng)村能源生產(chǎn)消費清潔化、高效化的發(fā)展趨勢將有助于打造綠色低碳的生活環(huán)境，助力“美麗鄉(xiāng)村”建設(shè)。

　　我國農(nóng)村地區(qū)的太陽能、生物質(zhì)能等可再生能源資源豐富，開發(fā)潛力大。當前，我國農(nóng)村能源消費仍處于增長階段，電氣化水平有進一步提升的空間。

　　同時，我國農(nóng)村電力基礎(chǔ)設(shè)施和供電服務(wù)的水平相對較高，但燃氣、熱力管網(wǎng)的建設(shè)和服務(wù)水平有待提升。受發(fā)展模式、經(jīng)濟性制約，其可持續(xù)發(fā)展動力主要在三方面受限。

　　一是農(nóng)村能源基礎(chǔ)設(shè)施投資需求大、投資額高企，投資回收期普遍較長。二是農(nóng)村能源發(fā)展受應(yīng)用場景、經(jīng)濟性的制約，存在可持續(xù)運營難題。例如，受氣源氣價影響，燃氣、熱力網(wǎng)絡(luò)的經(jīng)濟性問題影響了經(jīng)營主體可持續(xù)運營。今年中央一號文件提出“推進燃氣下鄉(xiāng)”，未來農(nóng)村燃氣網(wǎng)絡(luò)勢必迎來較快發(fā)展，但應(yīng)用場景有待明確。三是依賴政府補貼、國有企業(yè)幫扶。農(nóng)村能源基礎(chǔ)設(shè)施和配套服務(wù)發(fā)展模式在運營體系構(gòu)建、商業(yè)模式設(shè)計、價格補貼機制方面還比較粗放。在當前農(nóng)業(yè)規(guī)模化、產(chǎn)業(yè)化的趨勢下，農(nóng)村企業(yè)、合作社等新興主體有望參與到能源基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)運營中，催生出新的商業(yè)模式。

　　總體上看，我國農(nóng)村能源發(fā)展取得了令人矚目的成就，但仍面臨諸多挑戰(zhàn)：能源基礎(chǔ)設(shè)施落后，氣、熱等基礎(chǔ)設(shè)施尚需進一步發(fā)展；清潔化程度不高，煤炭仍在能源消費中扮演重要角色；社會化服務(wù)能力相對滯后，主要依賴幫扶補貼，未形成市場化、多方參與的可持續(xù)發(fā)展模式；環(huán)保壓力較大，散燒煤、秸稈燃燒等給農(nóng)村帶來了嚴重的環(huán)境污染問題。

　　基于我國農(nóng)村能源發(fā)展的現(xiàn)實情況和未來農(nóng)業(yè)農(nóng)村發(fā)展的用能需求，農(nóng)村能源互聯(lián)網(wǎng)具有在技術(shù)創(chuàng)新、模式創(chuàng)新等方面的多重優(yōu)勢，能夠更好地服務(wù)鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略全面實施。

　　農(nóng)村能源互聯(lián)網(wǎng)將支撐農(nóng)業(yè)農(nóng)村高質(zhì)量發(fā)展

　　農(nóng)村能源互聯(lián)網(wǎng)并未脫離能源互聯(lián)網(wǎng)的概念和范疇，而是結(jié)合農(nóng)業(yè)農(nóng)村特征的一種場景化實踐。具體來說是以電為中心，以堅強智能電網(wǎng)為基礎(chǔ)平臺，深度融合應(yīng)用先進信息通信技術(shù)、控制技術(shù)與先進能源技術(shù)，支撐能源電力清潔低碳轉(zhuǎn)型、能源綜合利用及效率優(yōu)化、多元主體靈活便捷接入，具有清潔低碳、安全可靠、泛在互聯(lián)、高效互動、智能開放等特征，深度結(jié)合農(nóng)業(yè)農(nóng)村發(fā)展需求的智慧能源系統(tǒng)。

　　農(nóng)村能源互聯(lián)網(wǎng)是農(nóng)業(yè)農(nóng)村與能源的跨領(lǐng)域深度耦合，體現(xiàn)在能量流、農(nóng)業(yè)物質(zhì)流信息流、價值流的交叉融合，將支撐農(nóng)村能源高質(zhì)量發(fā)展，服務(wù)農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化。

　　● “能量流+農(nóng)業(yè)信息流”

　　農(nóng)業(yè)信息能夠反映農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的諸多特性，結(jié)合農(nóng)業(yè)信息調(diào)整能源供給，如根據(jù)大棚溫度調(diào)節(jié)熱泵供溫、根據(jù)魚塘含氧量調(diào)節(jié)氧泵控制策略等，均能促進農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提質(zhì)增效。

　　農(nóng)業(yè)生產(chǎn)流程、作物生長的特性又給能源多樣化發(fā)展帶來更多想象空間，例如農(nóng)作物的溫度敏感性相對較低，對其溫度調(diào)節(jié)設(shè)備的短時、寬幅度啟停介入可生成可觀的需求響應(yīng)資源等。

　　● “能量流+農(nóng)業(yè)物質(zhì)流”

　　蔬菜大棚、禽畜養(yǎng)殖等均離不開能源供給。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)反過來也能促進能源生產(chǎn)，如秸稈、禽畜糞便等也是良好的生物質(zhì)資源，可以用來產(chǎn)生沼氣后發(fā)電，從而形成能量流和農(nóng)業(yè)物質(zhì)流的耦合循環(huán)。

　　● “能量流+農(nóng)業(yè)物質(zhì)流信息流+價值流”

　　現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中的村集體、農(nóng)業(yè)企業(yè)、農(nóng)戶均具有能源生產(chǎn)者和消費者的多重身份，可以參與能源系統(tǒng)的運營，從而產(chǎn)生新的商業(yè)模式，如農(nóng)村能源站、能源管網(wǎng)設(shè)施建設(shè)運營等。

　　農(nóng)村能源互聯(lián)網(wǎng)除在技術(shù)方面需要因地制宜、創(chuàng)新發(fā)展外，更需要在業(yè)態(tài)模式方面進行探索，保證其可持續(xù)運營，提升農(nóng)村能源社會化服務(wù)水平。

　　從技術(shù)角度看，農(nóng)村能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展關(guān)鍵不在于技術(shù)本身，而在于結(jié)合農(nóng)業(yè)農(nóng)村場景化應(yīng)用為導(dǎo)向的落地實踐。

　　現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式、生活用能場景給農(nóng)業(yè)農(nóng)村用能特性帶來深刻變化，這種變化催生了能源系統(tǒng)源、網(wǎng)、荷各環(huán)節(jié)的新技術(shù)開發(fā)需求。如電源側(cè)的風(fēng)、光、生物質(zhì)等可再生能源的開發(fā)利用技術(shù)，電網(wǎng)側(cè)的農(nóng)村電、熱、沼氣等多能源網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃與運行優(yōu)化技術(shù)，負荷側(cè)的農(nóng)業(yè)農(nóng)村用能特性分析與需求響應(yīng)技術(shù)等。

　　從模式角度看，主要應(yīng)解決農(nóng)村能源互聯(lián)網(wǎng)的可持續(xù)運營問題，提升普遍供能服務(wù)水平，同時激發(fā)多元主體的參與積極性，形成農(nóng)村能源互聯(lián)網(wǎng)持續(xù)運營能力。

　　一是通過構(gòu)建農(nóng)村能源互聯(lián)網(wǎng)推動形成清潔、低碳、高效的農(nóng)村能源生產(chǎn)供應(yīng)體系，促進清潔能源開發(fā)利用，滿足農(nóng)業(yè)農(nóng)戶多元化用能需求，推動用能成本降低，服務(wù)鄉(xiāng)村振興等國家戰(zhàn)略。

　　二是通過構(gòu)建農(nóng)村能源互聯(lián)網(wǎng)，發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)、新農(nóng)村背景下的新型農(nóng)村能源系統(tǒng)規(guī)劃、運行及數(shù)字化支撐技術(shù)，實現(xiàn)農(nóng)村能源資源的優(yōu)化配置和能源系統(tǒng)的經(jīng)濟、高效運轉(zhuǎn)。

　　三是明確農(nóng)村能源互聯(lián)網(wǎng)投資建設(shè)運營主體，催生新的業(yè)態(tài)和商業(yè)模式，完善農(nóng)村能源價格補貼機制，實現(xiàn)農(nóng)村能源互聯(lián)網(wǎng)的可持續(xù)發(fā)展。

　　四是通過建設(shè)農(nóng)村能源互聯(lián)網(wǎng)，率先實現(xiàn)多種能源系統(tǒng)的統(tǒng)一規(guī)劃、管理、運行，推動能源互聯(lián)網(wǎng)落地示范。

　　現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)園區(qū)：農(nóng)村能源互聯(lián)網(wǎng)示范場景

　　現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)園區(qū)是未來農(nóng)業(yè)發(fā)展的縮影，具有高價值、規(guī)模化等特征，是農(nóng)村能源互聯(lián)網(wǎng)率先示范的場景。2017年以來，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部（原農(nóng)業(yè)部）和財政部批準創(chuàng)建了151個全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展、現(xiàn)代要素集聚的國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)園，帶動各地創(chuàng)建了3189個省、市、縣產(chǎn)業(yè)園。

　　農(nóng)業(yè)園區(qū)適合發(fā)展農(nóng)村能源互聯(lián)網(wǎng)主要體現(xiàn)在三方面：一是農(nóng)業(yè)園區(qū)是未來農(nóng)業(yè)發(fā)展的縮影, “農(nóng)業(yè)園區(qū)化、農(nóng)民職業(yè)化”是發(fā)展方向，園區(qū)具有規(guī)模大、產(chǎn)值高、示范效果好的特點；二是農(nóng)業(yè)園區(qū)能源系統(tǒng)投資建設(shè)過程中存在多方利益主體，可以探索新興、可持續(xù)的能源發(fā)展模式；三是農(nóng)業(yè)園區(qū)需求集中，冷、熱、電、氣需求多樣化，適合開展農(nóng)村能源互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)，保障現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)用能。

　　那么，農(nóng)業(yè)園區(qū)農(nóng)村能源互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)有什么模式？

　　——推進綜合能源開發(fā)利用。因地制宜結(jié)合現(xiàn)代農(nóng)業(yè)園區(qū)用能特點和太陽能、生物質(zhì)資源稟賦優(yōu)勢，利用沼氣三聯(lián)供、空氣源熱泵、大棚余熱回收等特色多能耦合網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，利用分布式新能源開發(fā)、多能互補等技術(shù)，滿足用戶的電、氣、冷、熱多元化用能需求，提高可再生能源消納水平和能源綜合利用率。

　　——開展多能互補調(diào)度。針對農(nóng)村綜合能源具有源荷特征多樣、時空分布廣、用戶用能行為復(fù)雜、管理控制環(huán)節(jié)多等特點，融合先進信息通信技術(shù)，研發(fā)集農(nóng)村能源負荷預(yù)測、協(xié)同優(yōu)化與運營管理于一體的智慧能量管理平臺，突破傳統(tǒng)能源系統(tǒng)簡單獨立的運行模式，實現(xiàn)農(nóng)村能源互聯(lián)網(wǎng)“源網(wǎng)荷儲”協(xié)同優(yōu)化調(diào)度。

　　——探索多方共建共贏的農(nóng)村能源基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)新模式。針對農(nóng)村能源基礎(chǔ)設(shè)施投資建設(shè)運營模式單一的現(xiàn)狀，可探索借助綜合能源服務(wù)等創(chuàng)新模式吸引多方主體參與，不斷提升農(nóng)村能源服務(wù)水平。

　　（作者單位：國網(wǎng)能源研究院有限公司）