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”“加快農業(yè)農村現代化”。農村能源是農業(yè)農村發(fā)展的重要物質基礎。國網能源院專家認為，應構建以電為中心、農業(yè)農村與能源跨領域深度耦合的農村能源互聯網，更好地服務鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略實施。
全面推進鄉(xiāng)村振興對農村能源發(fā)展提出更高要求
農村能源是農業(yè)農村發(fā)展的重要物質基礎，構建綠色高效的能源供應消費體系是農業(yè)農村經濟發(fā)展的必要保障。農業(yè)農村現代化發(fā)展的趨勢下，能源的角色將會更加重要——現代農業(yè)園區(qū)、農業(yè)加工企業(yè)等生產流程的電氣化、現代化水平不斷提升，對能源供應的多元化、定制化及安全性均提出更高要求；農村能源普遍服務水平的提升關系農民的獲得感、幸福感；農村能源生產消費清潔化、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。
我國農村地區(qū)的太陽能、生物質能等可再生能源資源豐富，開發(fā)潛力大。當前，我國農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，我國農村電力基礎設施和供電服務的水平相對較高，但燃氣、熱力管網的建設和服務水平有待提升。受發(fā)展模式、經濟性制約，其可持續(xù)發(fā)展動力主要在三方面受限。
一是農村能源基礎設施投資需求大、投資額高企，投資回收期普遍較長。二是農村能源發(fā)展受應用場景、經濟性的制約，存在可持續(xù)運營難題。例如，受氣源氣價影響，燃氣、熱力網絡的經濟性問題影響了經營主體可持續(xù)運營。今年中央一號文件提出“推進燃氣下鄉(xiāng)”，未來農村燃氣網絡勢必迎來較快發(fā)展，但應用場景有待明確。三是依賴政府補貼、國有企業(yè)幫扶。農村能源基礎設施和配套服務發(fā)展模式在運營體系構建、商業(yè)模式設計、價格補貼機制方面還比較粗放。在當前農業(yè)規(guī)?；?、產業(yè)化的趨勢下，農村企業(yè)、合作社等新興主體有望參與到能源基礎設施建設運營中，催生出新的商業(yè)模式。
總體上看，我國農村能源發(fā)展取得了令人矚目的成就，但仍面臨諸多挑戰(zhàn)：能源基礎設施落后，氣、熱等基礎設施尚需進一步發(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、秸稈燃燒等給農村帶來了嚴重的環(huán)境污染問題。
基于我國農村能源發(fā)展的現實情況和未來農業(yè)農村發(fā)展的用能需求，農村能源互聯網具有在技術創(chuàng)新、模式創(chuàng)新等方面的多重優(yōu)勢，能夠更好地服務鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略全面實施。
農村能源互聯網將支撐農業(yè)農村高質量發(fā)展
農村能源互聯網并未脫離能源互聯網的概念和范疇，而是結合農業(yè)農村特征的一種場景化實踐。具體來說是以電為中心，以堅強智能電網為基礎平臺，深度融合應用先進信息通信技術、控制技術與先進能源技術，支撐能源電力清潔低碳轉型、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、高效互動、智能開放等特征，深度結合農業(yè)農村發(fā)展需求的智慧能源系統(tǒng)。
農村能源互聯網是農業(yè)農村與能源的跨領域深度耦合，體現在能量流、農業(yè)物質流信息流、價值流的交叉融合，將支撐農村能源高質量發(fā)展，服務農業(yè)農村現代化。
● “能量流+農業(yè)信息流”
農業(yè)信息能夠反映農業(yè)生產的諸多特性，結合農業(yè)信息調整能源供給，如根據大棚溫度調節(jié)熱泵供溫、根據魚塘含氧量調節(jié)氧泵控制策略等，均能促進農業(yè)生產提質增效。
農業(yè)生產流程、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，例如農作物的溫度敏感性相對較低，對其溫度調節(jié)設備的短時、寬幅度啟停介入可生成可觀的需求響應資源等。
● “能量流+農業(yè)物質流”
蔬菜大棚、禽畜養(yǎng)殖等均離不開能源供給。農業(yè)生產反過來也能促進能源生產，如秸稈、禽畜糞便等也是良好的生物質資源，可以用來產生沼氣后發(fā)電，從而形成能量流和農業(yè)物質流的耦合循環(huán)。
● “能量流+農業(yè)物質流信息流+價值流”
現代農業(yè)生產過程中的村集體、農業(yè)企業(yè)、農戶均具有能源生產者和消費者的多重身份，可以參與能源系統(tǒng)的運營，從而產生新的商業(yè)模式，如農村能源站、能源管網設施建設運營等。
農村能源互聯網除在技術方面需要因地制宜、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，提升農村能源社會化服務水平。
從技術角度看，農村能源互聯網技術的發(fā)展關鍵不在于技術本身，而在于結合農業(yè)農村場景化應用為導向的落地實踐。
現代化農業(yè)生產模式、生活用能場景給農業(yè)農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、荷各環(huán)節(jié)的新技術開發(fā)需求。如電源側的風、光、生物質等可再生能源的開發(fā)利用技術，電網側的農村電、熱、沼氣等多能源網絡的規(guī)劃與運行優(yōu)化技術，負荷側的農業(yè)農村用能特性分析與需求響應技術等。
從模式角度看，主要應解決農村能源互聯網的可持續(xù)運營問題，提升普遍供能服務水平，同時激發(fā)多元主體的參與積極性，形成農村能源互聯網持續(xù)運營能力。
一是通過構建農村能源互聯網推動形成清潔、低碳、高效的農村能源生產供應體系，促進清潔能源開發(fā)利用，滿足農業(yè)農戶多元化用能需求，推動用能成本降低，服務鄉(xiāng)村振興等國家戰(zhàn)略。
二是通過構建農村能源互聯網，發(fā)展現代農業(yè)、新農村背景下的新型農村能源系統(tǒng)規(guī)劃、運行及數字化支撐技術，實現農村能源資源的優(yōu)化配置和能源系統(tǒng)的經濟、高效運轉。
三是明確農村能源互聯網投資建設運營主體，催生新的業(yè)態(tài)和商業(yè)模式，完善農村能源價格補貼機制，實現農村能源互聯網的可持續(xù)發(fā)展。
四是通過建設農村能源互聯網，率先實現多種能源系統(tǒng)的統(tǒng)一規(guī)劃、管理、運行，推動能源互聯網落地示范。
現代化農業(yè)園區(qū)：農村能源互聯網示范場景
現代化農業(yè)園區(qū)是未來農業(yè)發(fā)展的縮影，具有高價值、規(guī)?；忍卣?，是農村能源互聯網率先示范的場景。2017年以來，農業(yè)農村部（原農業(yè)部）和財政部批準創(chuàng)建了151個全產業(yè)鏈發(fā)展、現代要素集聚的國家現代農業(yè)產業(yè)園，帶動各地創(chuàng)建了3189個省、市、縣產業(yè)園。
農業(yè)園區(qū)適合發(fā)展農村能源互聯網主要體現在三方面：一是農業(yè)園區(qū)是未來農業(yè)發(fā)展的縮影, “農業(yè)園區(qū)化、農民職業(yè)化”是發(fā)展方向，園區(qū)具有規(guī)模大、產值高、示范效果好的特點；二是農業(yè)園區(qū)能源系統(tǒng)投資建設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；三是農業(yè)園區(qū)需求集中，冷、熱、電、氣需求多樣化，適合開展農村能源互聯網建設，保障現代化農業(yè)用能。
那么，農業(yè)園區(qū)農村能源互聯網建設有什么模式？
——推進綜合能源開發(fā)利用。因地制宜結合現代農業(yè)園區(qū)用能特點和太陽能、生物質資源稟賦優(yōu)勢，利用沼氣三聯供、空氣源熱泵、大棚余熱回收等特色多能耦合網絡架構，利用分布式新能源開發(fā)、多能互補等技術，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。
——開展多能互補調度。針對農村綜合能源具有源荷特征多樣、時空分布廣、用戶用能行為復雜、管理控制環(huán)節(jié)多等特點，融合先進信息通信技術，研發(fā)集農村能源負荷預測、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，實現農村能源互聯網“源網荷儲”協(xié)同優(yōu)化調度。
——探索多方共建共贏的農村能源基礎設施建設新模式。針對農村能源基礎設施投資建設運營模式單一的現狀，可探索借助綜合能源服務等創(chuàng)新模式吸引多方主體參與，不斷提升農村能源服務水平。
（作者單位：國網能源研究院有限公司）
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