姜昊：鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略下分布式可再生能源的機(jī)遇和挑戰(zhàn)

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日在北京采用線上的形式召開，本次大會由中國能源研究會與中國能源網(wǎng)聯(lián)合主辦。會上，中國能源網(wǎng)副總經(jīng)理張葵葉出席大會并為大會主持。

以下內(nèi)容根據(jù)論壇演講實錄進(jìn)行整理。

主持人 張凱：接下來有請水電水利規(guī)劃設(shè)計總院國際部主任姜昊，分享的題目是《鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略下分布式可再生能源的機(jī)遇和挑戰(zhàn)》，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(xiāng)村振興戰(zhàn)略下分布式可再生能源的機(jī)遇和挑戰(zhàn)》，實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看似和今天這個主題還有一些距離的內(nèi)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應(yīng)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(yuǎn)的鄉(xiāng)村、村鎮(zhèn)的應(yīng)用案例，對這個命題作文鄉(xiāng)村振興整個背景之下我觀察到的，或者說我認(rèn)為面臨的一些挑戰(zhàn)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)系到我的時候，就說要講可再生能源在鄉(xiāng)村振興背景之下，我第一個想到有關(guān)聯(lián)的就是非洲的情況。其實非洲大多數(shù)的可再生能源的需求或者能源的需求，我認(rèn)為和我們的鄉(xiāng)村或者農(nóng)村的可再生能源存在很大的相似性。整個從非洲的電力現(xiàn)狀來看，整個非洲2021年整體的通電率不到60%，各個區(qū)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，基本處于無電人口比較多，全球無電人口80%都集中在撒哈拉以南非洲的地區(qū)，這是整個非洲電力可及的一個現(xiàn)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(dá)到了58%，從沒有電到有電，通過10年的努力也就增長了10%，這還是在國際社會非常努力，大家非常愿意提供幫助的基礎(chǔ)之上。但是一旦新冠疫情從2019年以后，新冠疫情有影響之后，無電人口又增加了2500萬，所以整個撒哈拉以南的無電人口現(xiàn)在大概是6億人左右。在整個非洲,其實和我們國家的廣大農(nóng)村一樣，幾位專家、教授分享的可以看到，整個資源非常好，有一個清潔能源眾多是我們現(xiàn)在的農(nóng)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的支持，我們中國有很多政策的支持。整體來說還是比較類似，有巨大的經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展紅利。當(dāng)然我們?nèi)绻麖目稍偕茉催@個角度來講，清潔能源資源比中國大部分地區(qū)其實都要好，整個非洲的清潔能源，水能、風(fēng)能和太陽能分別占到全球的20%、30%和40%，整體來說，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題?就是電力很難可及，我們主要分析有幾個問題。

第一，主網(wǎng)延伸的成本還是比較高。它的電網(wǎng)建設(shè)其實是跟不上整個電力的需求，整個區(qū)域的電網(wǎng)比較薄弱，無電人口居住比較分散，也比較偏遠(yuǎn)，同時主網(wǎng)延伸的投資成本相對來說非常高，無力負(fù)擔(dān)。中國的農(nóng)村對應(yīng)起來看是有電網(wǎng)的，主網(wǎng)已經(jīng)延伸過去了，它的人口也存在著分散和偏遠(yuǎn)的問題，如何實現(xiàn)雙向的供電，或者說怎么去從主網(wǎng)獲得電，把多余的電向主網(wǎng)供應(yīng)是一個問題。所以在非洲我們提出來建設(shè)離網(wǎng)的系統(tǒng)，這種系統(tǒng)更加適應(yīng)偏遠(yuǎn)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，這個總成本相對較低其實只是相較于其他的建設(shè)主網(wǎng)來講相對較低，單獨運行的離網(wǎng)系統(tǒng)它的成本，因為它有儲能，有一些能源的保障率，其實用電成本相對還是比較高的，所以這也是我來分享非洲這個案例，再從非洲來看我們國內(nèi)農(nóng)村建設(shè)這種所謂離網(wǎng)，或者可再生能源應(yīng)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(shè)或者說電力的建設(shè)，離網(wǎng)的建設(shè)還是這么復(fù)雜，這么困難?

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

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

在這種情況下，我們才提出了一個農(nóng)業(yè)園區(qū)概念性設(shè)計，近期是解決它的缺電和經(jīng)濟(jì)性的問題，遠(yuǎn)期是打造一個現(xiàn)代農(nóng)業(yè)園的示范，用“新能源+”。

這是近期的一個方案，具體的東西不說了，我們只看定位的一個需求，它的定位只是滿足現(xiàn)在這個農(nóng)業(yè)園當(dāng)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140千瓦時的儲能單元，有個配電單元。因為這是國際項目，還有一些國際費用、運營施工費用和項目管理費用?？梢钥吹秸麄€并不是很大，整個規(guī)模只有250千瓦，光伏大概100萬的成本，儲能大概50萬的成本，配電5萬，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，整體來說，我們認(rèn)為180萬～200萬左右這個項目解決近期需求的成本。

這是遠(yuǎn)期成本里面把儲能單元進(jìn)一步減少，因為儲能整體來說還是比較貴的，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(jī)組，包括冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng)，這樣可以減少一些儲能的規(guī)模，把它變成更有效的能源利用的方式。遠(yuǎn)期大概600萬左右，我們會把整個光伏發(fā)電加到750千瓦這樣的規(guī)模。這個規(guī)模之后，為什么要分享這個成本?離網(wǎng)的這些項目，我們看到這種在非洲的案例，這么多年一直沒有發(fā)展起來，一個很大的原因，是否能找到一個合適的商業(yè)模式的概念。無論是近期還是遠(yuǎn)期，近期我們看到大概180萬的成本，或者200萬的成本，200萬的成本只有250個千瓦，一年這個區(qū)域用電量也就是30萬度電，這還是個農(nóng)業(yè)園區(qū)，30萬度電，60萬的電費。如果按照我們中國用電的成本，或者說是發(fā)電的成本，造價上來講差別不會特別大，可能中國稍微便宜一些也就要150萬左右，如果建立這樣一個系統(tǒng)150萬，130萬，這樣一個成本，按照我們現(xiàn)在的用電成本是很難收回這種離網(wǎng)式的，或者說用電的系統(tǒng)建設(shè)成本的。只有在非洲區(qū)域，或者極度缺電，主網(wǎng)很難延伸的區(qū)域，才能夠負(fù)擔(dān)得起這樣的建設(shè)成本和運行的成本，這好像是一個悖論，非洲非常窮，非常缺電，但是它整個能負(fù)擔(dān)的用電的成本其實是更高的，它能夠接受的我們給它設(shè)計的這種技術(shù)路線，在經(jīng)濟(jì)承受性方面是更高的。在中國的農(nóng)村，如果我們建設(shè)類似的這樣一個系統(tǒng)，能不能有經(jīng)濟(jì)上的可能性，這是我們很關(guān)心，或者說我們很擔(dān)心的一個問題，一個是系統(tǒng)，如果它的經(jīng)濟(jì)可行性達(dá)不到，它的發(fā)展很難形成相對的規(guī)模。這是里面的一些內(nèi)容，我們現(xiàn)在用的冷熱電三聯(lián)供的系統(tǒng)，這是在中國很常見的系統(tǒng)，它可以制冷、制熱，包括制電，是解決儲能規(guī)模比較有效的手段。剛才幾位專家分享的這些新技術(shù)也都非常好，在這個區(qū)域可能也有更好的應(yīng)用，我們接下來也可以和大家再做一些聯(lián)系。

當(dāng)然，非洲還有一些光伏、水泵，包括光伏農(nóng)業(yè)灌溉，光伏包括農(nóng)業(yè)機(jī)械，就是利用可再生能源的農(nóng)業(yè)機(jī)械這樣一些基本應(yīng)用，我們希望能放在這個區(qū)域，這是整個非洲的案例。

講完非洲之后，我們再說一個中國國內(nèi)的案例，這是清潔能源供暖的項目，在青海的一個情況，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題,一個是偏遠(yuǎn)農(nóng)牧區(qū)清潔能源供暖無人職守智能遠(yuǎn)程控制，第二是高寒地區(qū)電氣和元器件的安全性和穩(wěn)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工作。

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

這也是前兩年做的內(nèi)容，大規(guī)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(jié)論分享一下，光伏電站的建設(shè)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(qū)通過光伏進(jìn)行生態(tài)修復(fù)還是有一定的可行性。但是原來都是在一個定性的描述上，前兩年就開展了一個定量研究區(qū)域光伏電站的生態(tài)效應(yīng)、環(huán)境效應(yīng)這樣一個題目，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(jiān)測，這是一些現(xiàn)場的情況，這是整個電站的建設(shè)，基本上到2013年開始建設(shè)，2019年建完，100平方公里左右，這是整個園區(qū)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年逐年增加的一個趨勢，這是建站前和建站后的一個比較，可以發(fā)現(xiàn)，七八月植被覆蓋的增幅大概能達(dá)到15%左右，后面運行和改善的效應(yīng)還是比較明顯的。

氣候的要素可以看到，整個園區(qū)內(nèi)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(dāng)然土壤溫度、土壤濕度、土壤養(yǎng)分都有一些改善，這是環(huán)境要素的一些內(nèi)容。這是整個碳通量的情況，整體來講，凈生態(tài)系統(tǒng)的交換量為負(fù)值，還是從大氣系統(tǒng)里面吸收了一定的二氧化碳進(jìn)行了固碳的作用。這樣就形成了一個良性循環(huán)：溫度提升了，植被恢復(fù)了，溫度降低了，濕度提升了，風(fēng)速降低了，同時對光伏電站本身來講，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，同時支架穩(wěn)定又降低了支架的投資。地面的系統(tǒng)能夠形成地面的穩(wěn)流，提高了系統(tǒng)的可靠性，降低了支架的投資。這是一些現(xiàn)場的照片，原始的地貌基本上是光禿禿的，現(xiàn)在的這些植物長得比較好。還有一些多能互補(bǔ)的情況。為什么講這個案例?光伏的開發(fā)國內(nèi)我們都是在講這種大型基地化的開發(fā)，大型基地化的開發(fā)成本優(yōu)勢相對比較明顯，我這邊分享的內(nèi)容實際上是在我們國家偏遠(yuǎn)的這些地區(qū)，在發(fā)電的效益，經(jīng)濟(jì)效益之外還產(chǎn)生了相當(dāng)大的生態(tài)效益，這個生態(tài)的效益除了我們說減碳，包括土壤生態(tài)修復(fù)，這些可能比它的發(fā)電效益本身更值得我們?nèi)リP(guān)注，尤其對我們廣大農(nóng)村地區(qū)來講，前面我也提出了我的擔(dān)憂，農(nóng)村發(fā)展分布式的商業(yè)模式到底是什么樣的，能不能找到一個合適的商業(yè)模式，或者找到一個合適的成本模型。我們覺得這是一個未來可能的方向，不僅僅只是從它的發(fā)電收益來考慮這個問題，而是系統(tǒng)地把減碳，把綠電、環(huán)境效益也進(jìn)行一個綜合的計算和統(tǒng)計，或者有什么樣的政策手段能夠讓農(nóng)村的分布式的效益最大化，一個是最大化，另外要可實現(xiàn)可兌現(xiàn)，這樣對我們農(nóng)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。

最后說一下挑戰(zhàn)和建議。機(jī)遇已經(jīng)非常好了，國家今年發(fā)改委，包括農(nóng)村振興辦公辦也發(fā)了一些政策性的文件，包括各個省也都對文件進(jìn)行了相應(yīng)的政策出臺，整體來說國家非常重視農(nóng)村的分布式能源的發(fā)展，應(yīng)該是恰當(dāng)其時。但是我們還是更關(guān)注挑戰(zhàn)和建議，前面幾位專家已經(jīng)講得很清楚了，我這里只講一些個人的看法。

第一，如何讓可再生能源裝機(jī)更好發(fā)揮作用?廣大的農(nóng)村區(qū)域裝機(jī)還是非常多的，可裝的資源非常多。另外一個情況是我們現(xiàn)在的可再生能源裝機(jī)……昨天我去參加IEA年度報告的一個發(fā)布會，中國的可再生能源的裝機(jī)應(yīng)該說非常大，現(xiàn)在還是成規(guī)模的建設(shè)，可再生能源裝機(jī)還是以非常高速的狀態(tài)發(fā)展，對實現(xiàn)3060的目標(biāo)有非常大的助力。但是裝機(jī)大和發(fā)電量大，在整個能源系統(tǒng)里面的占比如何更好地發(fā)揮已有可再生能源的裝機(jī)，讓它更好地發(fā)揮作用，把它的效應(yīng)發(fā)揮出來，其實我們現(xiàn)在也在考慮，我們不能單純地去覺得農(nóng)村的資源量很大?，F(xiàn)在這種成規(guī)模的可再生能源整個利用率還要進(jìn)一步提升的情況下，如果一味地去追求農(nóng)村的裝機(jī)，可能會導(dǎo)致整個系統(tǒng)進(jìn)一步加劇裝機(jī)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(jī)，尤其在農(nóng)村去做的這些裝機(jī)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(jì)性問題，如何能讓老百姓負(fù)擔(dān)得起，或者老百姓能夠從中受益，有沒有投資商能夠?qū)λM(jìn)行大規(guī)模的投資和集約式的開發(fā)，能夠更好地發(fā)揮它的良好政策的效用。

第三，整個發(fā)展的幾個情況。一個是要因地制宜，探索各個區(qū)域特色的可再生能源發(fā)展途徑;二是應(yīng)該有一個整體規(guī)劃。雖然現(xiàn)在規(guī)劃據(jù)我了解處在整體的概念階段，每個區(qū)域，包括整體一個省，以省為單位，或者以市為單位，或者從全國的角度，這種分布式和整個主網(wǎng)之間整體的關(guān)系是什么樣的?每個區(qū)域應(yīng)該怎么樣去發(fā)展它的分布式能源?我覺得還是需要有一個頂層的設(shè)計，探索區(qū)域整體協(xié)調(diào)發(fā)展的一個路徑，因為很多分布式的光伏或者分布式能源的決策權(quán)都在縣里，甚至在鄉(xiāng)里，每個縣、每個鄉(xiāng)單獨看起來都是一個可行的，尤其是有的地方先行先試，或者他們做得很好，但是整體來看在全國的層面上究竟是怎么樣的一個概念，或者怎么樣的一個影響，我覺得我們還是期待有一個整體的規(guī)劃;三是我們希望在政策這塊有一些探索，包括電價、補(bǔ)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，先開展一些典型意義的示范項目，開展回顧，然后再適度鋪開，一開始是不是需要那么大規(guī)模的整體全國全面鋪開?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(guī)劃之后再開始有一個比較好的推開，會讓我們整個鄉(xiāng)村振興，或者通過可再生能源助力鄉(xiāng)村振興大的政策有一個更好的落地的環(huán)境。

這是我簡單給大家分享的一個內(nèi)容，謝謝大家。

主持人 張凱：感謝來自水電水利規(guī)劃設(shè)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的視角俯視了可再生能源在鄉(xiāng)村發(fā)展的一些問題，其中“光伏+”中的生態(tài)修復(fù)跟它對于農(nóng)業(yè)的協(xié)同效應(yīng)讓我印象很深刻。最后，姜主任又從宏觀規(guī)劃和商業(yè)模式的視角給鄉(xiāng)村發(fā)展分布式可再生能源提出了一些建議，謝謝姜主任。