(来源:中国电力新闻网)
转自:中国电力新闻网
农村能源发展出路何在?
记者冯聪聪
当前,我国风光装机总量已达18.4亿千瓦,分布式光伏在城乡屋顶遍地开花。然而,规模扩张的背后,农村电网承载能力与新能源发展速度的错配日益突出;分布式光伏全面参与电力市场后,传统收益模式难以为继。
多重压力之下,农村能源何去何从?在国网能源研究院日前举办的农村可再生能源交流论坛上,与会专家给出了清晰研判,我国农村能源发展,正告别以“装得上去”为导向的规模化扩张阶段,加速迈向以“系统集成、融合共生”为核心特征的提质增效新阶段。面向未来,多能融合、产业融合和数智融合将是其发展的重要方向。
多能融合 让分散资源“五指成拳”
长期以来,农村地区风、光、水、生物质资源丰富,却长期以单一能源模式开发。这一模式系统稳定性差、整体效率不高。尤其在分布式光伏爆发式增长的当下,“就近消纳难”已成为制约其高质量发展的突出问题。行业监测数据显示,全国有150多个县区因配电网承载力不足被划为“红区”。
“如同人的五指,单指易折,成拳则刚。”国网能源研究院副院长单葆国以此点出破题关键——多能融合,正是通过“源网荷储”协同,让不同能源形态优势互补。
具体而言,日间光伏全力发电,保障农业大棚用电,将富余部分储存起来;夜间由风电、沼气发电补位;农忙时节,生物质燃料满足烘干、采暖等热需求。这种“五指成拳”的效应,正是破解农村地区资源时空错配、提升系统韧性的出路。 实现这一愿景,村镇微电网是最佳载体。武汉大学智能电网研究院教授邓长红指出,村镇微电网已从早期的零星离网型示范,发展到“主配微协同”关键枢纽。
以南方某海岛微电网为例,邓长红进一步解释,通过构建10千伏馈组微电网,将分散的风、光、柴、储整合,不仅实现了岛上100%可再生能源供电,更将电价从原来的3元/千瓦时,降至与大电网同价,这一实践,诠释了多能融合的经济与社会价值。
从国家农村能源革命试点县建设的视角出发,水电水利规划设计总院新能源研究院新兴能源处副处长乔勇坦言,第一批23个试点县在建设过程中普遍存在源荷不匹配、就地消纳难题。
对此,湖北天门市的探索提供了宝贵经验。通过构建“市-镇-村”三级能源体系,在台区、10千伏线路、35千伏变电站三个层级分层配置储能与管控系统,实现了“发大于供”与“供大于发”相邻区间内的负荷转移与主动平衡。
这一实践标志着农村电网的规划理念从过去被动接受远方来电的“单向辐射型”网络,转向主动平衡、分层自治的“有源双向交互型”网络。“未来必将形成‘大电网+配电网+微电网’协同发展的坚强电网结构,而村镇微电网,正是这个结构中最富活力的‘毛细血管’。”邓长红说。
产业融合 激活乡村振兴的“造血引擎”
农村能源转型的终极目标,绝不止于“供电”。能否将清洁能源转化为乡村发展的内生动力,决定这场革命的成色。与会专家一致认为,农村能源必须与农业生产、乡村产业、生态治理深度融合,形成价值闭环,方能发挥“造血引擎”的作用。
传统农业的利润率低,根源之一在于植物对太阳能的利用效率仅约2%。爱旭股份副总裁、欧洲零碳研究院院长韩蓄提出思路,能否通过光电效应和光热效应,去增加农作物对太阳能辐射的利用效率?
答案是肯定的。他进一步介绍,利用光谱分离技术,将植物生长所需的红蓝光投射至作物,其余波长的光反射至光伏组件进行发电,这一光合、光电、光热协同模式,在国内外示范项目中,平均提升作物产量约15%,降低冷热能耗35%,并实现100%的碳减排。这一模式将农业大棚从一个单纯的耗能场所,升华为一个集能源生产、农产品生长、碳捕集于一体的“能量-物质”复合工厂。
产业融合的触角,也延伸到了传统能源企业。华能清洁能源技术研究院光伏技术部主任助理李孟蕾介绍,依托火电厂构建的“电厂-植物工厂”间能源物质协同网络,将电厂余热、二氧化碳输送给植物工厂,使单位建造和运维成本大幅降低。这种“火电+现代农业”的跨界融合,为传统火电的低碳转型与乡村振兴的结合开辟了新路径。
在湖北孝感,一种将农户纳入价值链的模式正在生根。“通过整合屋顶光伏、台区储能、生物质能,建设小型‘源网荷储’一体化能源站,并以屋顶租赁、入股分红等方式,使农民从旁观者变为受益者。”湖北国弘电力股份有限公司技术总监李小毛指出,该项目不仅实现了全村100%清洁能源供应,更带动了特色农产品的溢价增值。
数智融合 为农村能源装上“智慧大脑”
多能互补构建“骨架”,产业融合填充“血肉”,人工智能则为这一复杂系统装上“智慧大脑”,推动农村能源从“用上能”“用好能”向“慧用能”跃升。
“人工智能正全方位重塑能源生产、调度、消费全链条,在广袤乡村场景中优势尤为凸显。”单葆国指出,依托大数据与智能算法,分析农时规律,自动管控灌溉、烘干设备;结合光伏出力与电价信号,引导电动农机错峰充电;利用无人机巡检,自动排查光伏板故障。
这种智慧化已初具雏形。目前,华能清洁能源研究院已研发出基于大载重无人机的光伏板清洁与巡检技术,有效解决了乡村光伏点多面广、人工运维成本高的痛点。同时,其构建的“自适应并网+集群自治+广域协同”三级运行体系,能支持海量分布式光伏数据的并发感知与安全传输,实现从“精准预报”到“主动支撑”的跨越。
AI的价值,更体现在破解农村源网荷储协同的核心难题。北京大学能源研究院高级分析师吴迪在分析山东、河南等地的分布式光伏入市新政时指出,在固定电价补贴退坡、全面参与市场化交易的背景下,项目的盈利能力高度依赖于智慧化的运营策略。
他进一步举例,通过AI算法精准预测负荷曲线与光伏出力曲线,并据此优化储能系统的充放电策略,是保障“源网荷储”一体化项目经济性的关键。河南西峡县双龙村“整村推进”方案,就是通过智慧能源管理平台,将香菇种植的温控、烘干等用电负荷与光伏发电精准匹配,最终实现全村自供电比例不低于80%的目标。
AI的潜力远不止于此。中国能源研究会副理事长樊启祥提出更高期望,要加快推动AI在负荷预测、故障诊断、供需协同等方面的应用,让农村能源系统“会思考、可对话、能优化”。邓长红同样认为,面对海量村镇微电网接入后带来的“可控可观测”难题,必须依靠先进的AI算法与5G/6G通信技术,实现分散控制向协同智能的跃升。
国网能源研究院高级专家闫湖指出,随着农业农村现代化加快推进,分布式新能源与大量分散的新型负荷资源亟需实现深度协同,我国农村能源将迈入“源网荷储”全面互动新阶段。AI作为协调亿万级设备、保障系统高效、安全、经济运行的最优解,届时将成为驾驭这套复杂系统的“首席指挥家”。
责任编辑:于彤彤