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，推動農村產業邁向更高層次，拉動產業鏈條的拓展延伸，為構建宜居宜業的美麗鄉村提供堅實支撐。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？又須如何應對？對此，記者專訪了中國農業大學教授董仁杰。
記者：請介紹一下我國農村地區用能發展情況？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%。
記者：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，但是各地區稟賦不同，西北地區風能與太陽能可開采性好，中部地區可使用的生物質資源量大，東南地區水力資源豐富。風光資源雖然能量密度也不高，但適合大規模開發；水力和地熱資源則更具備規模開發的優勢。因此風光水熱資源容易吸引規模投資，能夠產生規模經濟效益。但風光資源存在顯著的晝夜差異和季節差異，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，不具有大規模投資的經濟性。但是，農業生物廢棄物又是當前和今后一段時間內最重要的環境污染物，必須加以處理。這為在區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）和厭氧發酵產生沼氣。所有生物廢棄物都可通過濕法發酵或高含固發酵用于沼氣生產，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，不僅北方地區需要大量生物質原料燃燒供熱，即便我國南方，在春節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，協助節省大量農村電網升級改造的投資。
記者：清潔能源的推廣，尤其是生物質能的有效利用對農村環境改善、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的空氣質量。生物質能的有效利用，首先是處理了農村區域大量存在的生物廢棄物，包括秸稈、養殖糞便以及農村生活垃圾等，顯著改善了農村生產環境和農民生活環境，顯著避免了生物廢棄物導致的溫室氣體無規則排放，尤其是甲烷氣體的無規則排放。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造了新的就業機會和致富渠道。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），可以發電600千瓦時。按照城鎮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。
記者：在農村推廣清潔能源，還有哪些挑戰？如何應對？
董仁杰：在農村推廣清潔能源，政策上最大的挑戰是如何實現清潔能源生態效益的價值體現。技術上的最大挑戰是如何適應國家、省市區、縣市區三級國有能源網絡與村鎮、園區局域網絡的無縫、瞬時銜接，以及清潔能源技術的不斷創新。
在清潔能源生態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直接面向終端能源市場，允許沼氣工程隔墻售氣、沼氣發電隔墻售電，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定供應。
記者：國際上是否有相關成功案例可供借鑒？
董仁杰：德國在沼氣工程發展初期，推出了可再生能源法，規定沼氣發電上網給予長達20年的穩定補貼；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，與沼氣工程業主簽訂長期合同，用沼氣在電力供應谷底（電價高峰）時發電并網。
德國等一些國家還規定天然氣供應行業摻混生物甲烷5%。一些重型用能行業例如航空航天、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為生物甲烷提供了巨大助推力，歐洲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。
記者：您對未來農村清潔能源的發展有何看法？在清潔能源技術方面，有哪些值得期待的創新或突破？
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，農村清潔能源的發展還將為社會創造難以替代的環境價值。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15億千瓦光伏、0.5億千瓦風電，年發電1.5萬億千瓦時，是目前農村用電量的2倍，除供應農業農村用電之外還可向外供電7000億—8000億千瓦時。
農業農村生物質資源（農業秸稈和林業枝條、畜禽糞便、鄉鎮餐廚、綠化垃圾、農林業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、大力發展新能源的重要增長極。以縣域為基本單元統籌城鄉清潔能源發展，推動鄉村清潔能源高質量發展，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展和人民日益增長的美好生活清潔用能需求，將鄉村清潔能源生產、消費與發展壯大村集體經濟、建設宜居宜業和美鄉村有機結合，有助于改善鄉村生態環境、全面推進鄉村振興。
農村清潔能源的發展應遵循“多能互補、追求實效，因地制宜、多元創新，試點先行、逐步推廣，生態優先、綠色發展”的總體原則，可再生能源就地就近開發和利用，建立以鄉村能源站為節點、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新或突破。
首先是清潔能源技術的生態價值體現方面，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展。在國家雙碳戰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展和農村能源革命的農村能源基礎設施更加完善。
文章來源：中國能源觀察
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