农村用能侧转型与关键技术
农村能源革命的内容和意义
建立农村新型能源系统是实现双碳目标、促进农村生态治理、乡村振兴的重要基石。农村能源转型是促进农村产业发展和农村生态治理的主要手段,更是实现乡村振兴战略的重要基础。2006~2007年,首次全国大规模农村能源环境调研显示,散煤成为农村用能的主体,户均煤耗达到1.5~3吨/年,建筑保温性能及室内舒适性差,清洁化率低。
农村用能侧转型:无煤生态村
无煤生态村的目标是去煤、减污、降碳,提升舒适水平。无煤特征是不使用燃煤,以可再生能源解决采暖、生活热水用能,不足时用少量电、天然气等清洁能源补充,同时采用电网电力满足日常用电需求。宜居特征是农宅满足热舒适要求,具有良好的室内外空气及生态环境,农宅围护结构具备良好的节能性能。
北方“无煤村”实现途径
“无煤村”基础支撑是农宅能效提升,北京市自2006年开始支持开展此类研究和示范工作,已累积推广100余万户。北京房山二合庄实际改造效果测试显示,燃气壁挂炉采暖系统运行费高,而农村电直热采暖存在能效低、安全隐患等问题。
农村建筑节能相关标准
《农村单体居住建筑节能设计标准》(CECS332:2012)和《农村居住建筑节能设计标准》(GB/T50824-2013)建议新建农宅满足标准要求,节能改造全部满足节能标准要求。
需求与挑战
我国乡村建筑用能的特点是量大面广、用能需求多样化。北方农村清洁取暖“四一模式”目标为清洁、节能、低碳、舒适,约束条件为百姓、政府、资源能承受,总投资、年运行费、使用、推广均控制在1万元、1千元、1键式、1规划。
技术创新
技术创新包括按需靶向保温提升保温效果和经济性,开发适合部分时间部分空间、高效可靠好用的电气化取暖设备,以及低环境温度空气源热泵技术。
农村电气化与光储直柔微电网示范案例
农村能源的未来是传统化石能源退出,电气化及新型能源系统全面建立。用能侧电气化包括取暖、炊事、空调、家电、照明、交通、农机;产能侧绿电(自产自用多余有序输出)+清洁生物质等。全国农村屋顶面积约为273亿m²,装机潜力约为20亿KW,年发电潜力2.5万亿kWh;生物质资源量折合标准煤约6.3亿tce。
农村新型能源系统示范案例
山东东营市罗盖村首批光储直柔示范参与农宅25户和一个展厅,屋顶光伏总装机约270kW,房间进行直流化改造,包括直流空调、直流风扇、直流电视、直流冰箱、直流台灯以及直流插座。储能系统包括户内电池储能以及村级电动农机具储能。
总结与政策建议
农村新型微网系统促进农村全面电气化、率先实现碳中和。农村能源可为国家整体碳达峰和碳中和战略贡献~15亿吨/年的减排潜力。政策建议包括建立跨部门工作联动机制,加强技术研发,推广适宜的农村屋顶光伏系统、光伏采暖、光伏消纳技术设备;加速电力基础设施增容改造,提升农村电气化水平;完善光伏上网价格激励机制,强化金融保障和技术支持措施;培育农村低碳能源新产业新业态,拓宽农民增收渠道。