中國儲能網訊：農村能源作為我國能源體系的重要組成部分，是農村經濟和社會發(fā)展的基石和保障，也是我國能源革命與低碳轉型的重要引擎和抓手。推動農村能源革命，加大鄉(xiāng)村清潔能源建設力度，有助于落實“雙碳”目標任務，推動農村產業(yè)邁向更高層次，拉動產業(yè)鏈條的拓展延伸，為構建宜居宜業(yè)的美麗鄉(xiāng)村提供堅實支撐。那么，如何根據資源稟賦的不同因地制宜發(fā)展農村清潔能源？在推廣農村清潔能源的過程中有哪些挑戰(zhàn)？又須如何應對？對此，記者專訪了中國農業(yè)大學教授董仁杰。
中能傳媒：請介紹一下我國農村地區(qū)用能發(fā)展情況？清潔能源在其中的占比如何？
董仁杰：20世紀80年代初，中國農村生活用能為2.6億噸標煤，雖然清潔能源占比85%以上，但是2.2億噸屬非商品性能源（秸稈和薪柴），其低效率的燃燒利用也會導致室內空氣污染。1985年，農村生活耗能增加到2.79億噸標煤，其中生物質能基本維持在2.2億噸左右，商品能源則增加到7900萬噸標準煤。2009年農村能源消費中清潔能源（除煤炭之外的能源）占比69.40%，其中電、氣（含沼氣）和油的占比達20.3%。2018年我國農村地區(qū)能源消費量為5.6億噸標準煤，占全國能源消費總量的11.87%；農村能源消費結構中，清潔能源（除煤炭之外的能源）占比63.1%，但其中電氣化水平顯著提升（18%），電和油的占比達到32%。2022年，農村能源消費中薪柴和秸稈占比下降到20.61%，煤炭消費下降到26.6%，清潔能源占比重回高位，達到73.39%，但電氣油占比提高到52.78%。
中能傳媒：農村可再生能源資源豐富，請您談談如何根據資源稟賦的不同，因地制宜發(fā)展農村清潔能源？
董仁杰：我國農村能源資源豐富，但是各地區(qū)稟賦不同，西北地區(qū)風能與太陽能可開采性好，中部地區(qū)可使用的生物質資源量大，東南地區(qū)水力資源豐富。風光資源雖然能量密度也不高，但適合大規(guī)模開發(fā)；水力和地熱資源則更具備規(guī)模開發(fā)的優(yōu)勢。因此風光水熱資源容易吸引規(guī)模投資，能夠產生規(guī)模經濟效益。但風光資源存在顯著的晝夜差異和季節(jié)差異，需要備用能源削峰填谷。另一方面，風光水熱資源占用農民的集體所有制土地，需要切實保證農民獲得收益，以保障農村能源項目的可持續(xù)性。
生物質能源資源主要來自于農作物秸稈和畜禽糞便等農業(yè)生物廢棄物。對于能源投資商而言，生物質能源資源雖然分布廣泛但是能量密度低，不具有大規(guī)模投資的經濟性。但是，農業(yè)生物廢棄物又是當前和今后一段時間內最重要的環(huán)境污染物，必須加以處理。這為在區(qū)縣范圍內以整縣推進的方式處理廢棄物生產生物能源提供了機遇。
生物質能主要是利用生物質燃燒（顆粒燃料）和厭氧發(fā)酵產生沼氣。所有生物廢棄物都可通過濕法發(fā)酵或高含固發(fā)酵用于沼氣生產，但干黃作物秸稈或果樹枝條更容易生產顆粒燃料，通過生物質燃燒產熱用于農業(yè)生產或農民生活。
生物質清潔供暖是生物質燃燒供熱的主要利用方向，不僅北方地區(qū)需要大量生物質原料燃燒供熱，即便我國南方，在春節(jié)前后濕冷的一個月中也需要大量生物質燃燒供熱，以減少對農村電網的集中沖擊，協助節(jié)省大量農村電網升級改造的投資。
中能傳媒：清潔能源的推廣，尤其是生物質能的有效利用對農村環(huán)境改善、農民生活質量提升有哪些具體成效？
董仁杰：生物質能作為一種可再生能源，其利用過程中產生的二氧化碳排放量較低，相比傳統化石能源，能顯著減少大氣污染物的排放，有助于改善農村地區(qū)的空氣質量。生物質能的有效利用，首先是處理了農村區(qū)域大量存在的生物廢棄物，包括秸稈、養(yǎng)殖糞便以及農村生活垃圾等，顯著改善了農村生產環(huán)境和農民生活環(huán)境，顯著避免了生物廢棄物導致的溫室氣體無規(guī)則排放，尤其是甲烷氣體的無規(guī)則排放。全球統計數據表明，來自生物廢棄物的甲烷排放占全球甲烷排放的20%，將這些生物廢棄物進行收集處理和利用，對于實現全球2030年相對于2020年甲烷排放降低30%的目標意義重大。
生物質能的有效利用為農民創(chuàng)造了新的就業(yè)機會和致富渠道。一噸生物廢棄物干物質（相當于1.5噸秸稈、3—4噸濕牛糞、10—20噸糞水）可以產生200立方米甲烷（300立方米沼氣），可以發(fā)電600千瓦時。按照城鎮(zhèn)天然氣加氣站每立方米天然氣4—6元或農村居民用電每千瓦時0.5元測算，可以產生1000元（天然氣）或300元（電）的經濟收益。
中能傳媒：在農村推廣清潔能源，還有哪些挑戰(zhàn)？如何應對？
董仁杰：在農村推廣清潔能源，政策上最大的挑戰(zhàn)是如何實現清潔能源生態(tài)效益的價值體現。技術上的最大挑戰(zhàn)是如何適應國家、省市區(qū)、縣市區(qū)三級國有能源網絡與村鎮(zhèn)、園區(qū)局域網絡的無縫、瞬時銜接，以及清潔能源技術的不斷創(chuàng)新。
在清潔能源生態(tài)效益的價值體現方面，中國和歐美都有成功的經驗可以借鑒和推廣。例如歐洲一些國家秉持清潔能源成本由全體國民負擔的理念。我國有的地方則允許沼氣工程企業(yè)直接面向終端能源市場，允許沼氣工程隔墻售氣、沼氣發(fā)電隔墻售電，或者允許自建加氣站向市場供應生物甲烷。
沼氣工程作為能源孤島參與大能源終端市場，需要突破無縫、瞬時銜接能源網絡的技術瓶頸，既不能給大能源網絡造成波動，也不能影響對終端用戶的穩(wěn)定供應。
中能傳媒：國際上是否有相關成功案例可供借鑒？
董仁杰：德國在沼氣工程發(fā)展初期，推出了可再生能源法，規(guī)定沼氣發(fā)電上網給予長達20年的穩(wěn)定補貼；2021年可再生能源法第六次修訂后實施，傾向于保護小型的以廢棄物為原料的沼氣工程。目前在德國和波蘭，電網為了更多使用光伏、風電，與沼氣工程業(yè)主簽訂長期合同，用沼氣在電力供應谷底（電價高峰）時發(fā)電并網。
德國等一些國家還規(guī)定天然氣供應行業(yè)摻混生物甲烷5%。一些重型用能行業(yè)例如航空航天、重型海運和陸運，仍不得不使用天然氣。能源脫碳為沼氣提純?yōu)樯锛淄樘峁┝司薮笾屏Γ瑲W洲2030年將實現生物甲烷由現在的幾十億立方米提高到340億立方米，美國到2030年將實現重型陸運70%的天然氣由生物甲烷替代。
中能傳媒：您對未來農村清潔能源的發(fā)展有何看法？在清潔能源技術方面，有哪些值得期待的創(chuàng)新或突破？
董仁杰：農村能源的特點是能量密度低，但農村的特點是擁有廣闊的空間，所謂廣闊天地大有作為，完全可以“以空間換能源”。不僅如此，農村清潔能源的發(fā)展還將為社會創(chuàng)造難以替代的環(huán)境價值。這些價值可以轉化為農民實實在在的經濟收益。
初步分析表明，農村能源中可開發(fā)15億千瓦光伏、0.5億千瓦風電，年發(fā)電1.5萬億千瓦時，是目前農村用電量的2倍，除供應農業(yè)農村用電之外還可向外供電7000億—8000億千瓦時。
農業(yè)農村生物質資源（農業(yè)秸稈和林業(yè)枝條、畜禽糞便、鄉(xiāng)鎮(zhèn)餐廚、綠化垃圾、農林業(yè)產品加工垃圾以及邊際土地生物質）可供應8億噸標準煤的能源，除滿足農業(yè)農村用燃料4億噸標準煤/年外，還可以輸出4億噸標準煤的商品燃料。
廣大農村地區(qū)風能、太陽能、生物質能等豐富的可再生能源資源，是落實碳達峰碳中和目標、大力發(fā)展新能源的重要增長極。以縣域為基本單元統籌城鄉(xiāng)清潔能源發(fā)展，推動鄉(xiāng)村清潔能源高質量發(fā)展，探索建設多能互補的分布式低碳綜合能源網絡，提升清潔能源供給能力和消費水平，推動農村能源革命，滿足農村經濟社會發(fā)展和人民日益增長的美好生活清潔用能需求，將鄉(xiāng)村清潔能源生產、消費與發(fā)展壯大村集體經濟、建設宜居宜業(yè)和美鄉(xiāng)村有機結合，有助于改善鄉(xiāng)村生態(tài)環(huán)境、全面推進鄉(xiāng)村振興。
農村清潔能源的發(fā)展應遵循“多能互補、追求實效，因地制宜、多元創(chuàng)新，試點先行、逐步推廣，生態(tài)優(yōu)先、綠色發(fā)展”的總體原則，可再生能源就地就近開發(fā)和利用，建立以鄉(xiāng)村能源站為節(jié)點、以電為中心的可再生能源多元供應體系，提升農村智慧用能水平，實現縣域清潔高效用能。
在農村清潔能源技術利用方面有很多值得期待的創(chuàng)新或突破。
首先是清潔能源技術的生態(tài)價值體現方面，會出現全國通用的方法學，并逐漸與國際接軌，使清潔能源發(fā)展獲得更大的助力。其次是分布式生物甲烷在全國各地的蓬勃發(fā)展。在國家雙碳戰(zhàn)略和全球甲烷減排與能源脫碳的大形勢下，為重型運輸提供碳中性的碳基燃料是未來數十年內的必然趨勢，除基于生物廢棄物的沼氣之外，還將有基于可再生電力的電基甲烷出現，這也將是未來在清潔能源方面新的技術突破。第三是“應氣盡氣”的生物廢棄物處理模式在全國得到推廣，通過厭氧發(fā)酵或熱解氣化和氣體重整生產生物基甲烷燃料，并實現生物廢棄物養(yǎng)分和難降解有機質的還田利用。第四是服務于清潔能源技術發(fā)展和農村能源革命的農村能源基礎設施更加完善。
