浙江鄉村能源生產消費現狀與發展趨勢

王 坤，王 蕾，孫 可，劉曌煜，譚將軍

（1.國網浙江省電力有限公司經濟技術研究院，杭州 310008；2.國網浙江省電力有限公司，杭州 310007；3.國網浙江省電力有限公司湖州供電公司，浙江 湖州 313000）

0 引言

農業農村農民問題是關系國計民生的根本性問題。2018年中央一號文件對實施鄉村振興戰略作出了全面部署，對鄉村地區的產業、環境等諸多方面作出了詳實的要求。實施鄉村振興戰略，是解決人民日益增長的美好生活需要和不平衡不充分發展之間矛盾的必然要求，而鄉村能源是推動鄉村振興戰略高效落地的重要保障。

文獻[1]對中國農村能源消費歷史數據進行整理，系統分析了農村能源消費的時空分布特點及其政策演變。文獻[2]全面分析了中國農村能源生產消費現狀、存在的問題及近期基本需求。文獻[3]對中國八大經濟區典型縣的1 440個家庭進行了派員式入戶調查，明確了農村家庭能源消費特征。以上研究均是針對國內農村能源生產或消費整體情況進行闡述，浙江鄉村地區受資源稟賦、產業特征和經濟發展水平等因素的影響[4-5]，在用能結構方面與國內整體情況存在較大差異。文獻[6]從清潔能源利用率、戶均生活能源消費量和各類農村生活能源消費比例3個方面分析了地區之間能源消費的特性和共性關系，但未對浙江鄉村能源總體能源供銷情況進行分析。

本文結合官方統計數據與權威文獻資料的系統分析[7-8]，對浙江典型鄉村能源供需情況進行調研，并研究借鑒歐盟、美國和臺灣地區農村能源發展經驗，明確浙江鄉村能源供需現狀和發展需求，提出未來鄉村多種能源綜合利用的思路，為浙江鄉村能源發展提供參考。

1 鄉村能源供需體系

鄉村能源供需體系包括鄉村能源生產和鄉村能源消費2個方面，其基本框架如圖1所示。

浙江鄉村能源生產主要包括太陽能、水能、風能、生物質能、地熱能和海洋能等。目前，浙江省化石能源產量極少，風能以規模化為主，海洋能開發量有限，太陽能發展迅猛，水能開發程度較高，生物質能面臨轉型，地熱能正逐步推廣。

浙江鄉村能源消費主要包括農業生產、農村產業和農民生活3個方面。農業生產包括農業、林業、畜牧業和漁業等方面的農產品種植、養殖及初加工；農村產業包括紡織、炒茶、旅游、餐飲等鄉村新業態；農民生活包括炊事、取暖、照明、出行等方面。

2 鄉村能源資源及生產情況

浙江省地處東部沿海地區，鄉村能源資源種類齊全，太陽能、水能、風能、生物質能、海洋能和地熱能等均有分布。

常規化石能源資源匱乏，煤炭、石油、天然氣等一次能源絕大部分靠省外調入，對外依賴程度較高。全省的原煤探明儲量很少，僅1.68億t，且大部分已開采利用，2015年煤炭自給率不到0.1%。油氣資源全部依靠進口和外省調入[9]。

圖1 浙江省鄉村能源供需體系

浙江省屬于太陽能資源三類地區，資源相對較差，但各級政府對光伏發電支持力度較大，商業模式不斷創新，“百萬家庭屋頂光伏工程”推進迅速，農光互補、漁光互補型光伏電站裝機規模較大，截至2017年底，光伏發電裝機達到814萬kW，其中分布式光伏發電裝機為499萬kW。此外，截至2015年底，浙江省太陽能熱利用累計集熱面積1 336萬m2[10]。光伏發電將成為鄉村能源就地利用的重要方式，高能效的光熱資源也將有效支撐鄉村居民逐步提升的熱需求。

風能資源較豐富，全省陸地風能資源理論儲量2 100萬kW，技術可開發總量在400萬kW以上，主要分布在海島、沿海山區、灘涂和內陸高山。截至2017年底，風電裝機133萬kW，目前以規模化集中式風電場為主。陸上風電對周邊環境有一定的影響，考慮到“大花園”建設總體要求和省政府對風電發展相關政策，未來可考慮在局部地區適當開發小型低速風力發電機組。

水能資源豐富,水電技術可開發裝機容量約800萬kW，其中，小水電（規模在100～5 000 kW）資源理論儲量675.3萬kW，技術可開發裝機容量462.5萬kW。鄉村地區水能開發程度較高，截至2017年底，水電裝機容量達702萬kW（不含抽水蓄能電站），目前尚具有一定開發潛力的水能資源主要分布在甌江流域的大溪和小溪干流，錢塘江流域的衢江和江山港干流，以及浙閩交界的交溪流域等少數流域。

生物質能資源以有機廢棄物為主，包括生活垃圾、農林廢棄物、畜禽糞便、生活污水和工業有機廢水等，沿海地區還存在大量的海藻和微藻資源。全省生物質能蘊藏量約1 360萬t標煤，理論可能源化開發利用量為550萬t標煤左右，其中農作物秸稈267萬t、畜禽糞便287萬t。生物質資源能源化利用方式為發電、氣化和固化。截至2017年底生物質能發電裝機158萬kW[11-12]。目前生物質利用正由原有的小規模分散發展，向規?；ù寮?、村群級）和清潔化發展。

浙江省地熱源面積共19 599 km2，可安裝地埋管地源熱泵、地下水地源熱泵的適宜區主要分布在省內的大江流域、沿海平原區和灰巖地區等，地表水地源熱泵的適宜區為江湖附近和取水容易的海岸邊。目前個別鄉村已開始試點在農村自建房、旅游民宿中采用集中式地源熱泵+電力混合供能方式，以有效減少用能成本。

浙江省沿海海岸線長，是我國潮汐能、潮流能、波浪能等海洋能資源密集地區之一，其技術可開發量分別為120萬kW，100萬kW，200萬kW和35萬kW。現已建成舟山LHD林東模塊化大型海洋潮流能發電機組和臺州溫嶺江廈潮汐試驗電站，裝機容量分別為3 400 kW和4 100 kW。海洋能當前利用成本相對較高，在相關技術突破后，可適時推進海洋資源的高效利用。

3 鄉村能源消費情況

2016年全省鄉村能源消費總量為811萬t標煤，約占全省能源消費總量的4.0%。其中，煤炭消費41.6萬t（一般煙煤17.6萬t、煤制品24萬t），折合標煤29.7萬t，占能源消費總量3.7%；石油及其制品消費221.5萬t（汽油82.5萬t、柴油14萬t、液化石油氣125萬t），折合標煤356.1萬t，占能源消費總量43.9%；生物質能消費131.9 t標煤（秸稈 64.7萬 t、薪柴 155.9萬 t、沼氣 1.2億m3），占能源消費總量16.3%；電力消費239億kWh，折合標煤 293.7萬 t，占能源消費總量36.2%。2016年浙江省鄉村地區各類能源消費分布情況如圖2所示。

圖2 2016年浙江省鄉村地區各類能源消費分布

與2014年相比，煤炭消費增長1.37%，石油消費增長7.65%，生物質能消費減少8.53%，電力消費增長21.26%。煤炭、石油等化石能源消費比重增長緩慢；電能占終端能源消費明顯增大；生物質能消費的減少，一是因為秸稈、薪柴燃燒等原始能源消費方式逐漸發生轉變，二是因為沼氣轉型升級和大中型沼氣工程的建設，使得生物質發電量逐年增大。總體來說，全省能源消費結構進一步優化。

4 鄉村能源發展趨勢

4.1 發達國家和地區農村能源發展經驗借鑒

隨著能源危機和環境惡化問題的日益突出，農村地區能源建設及發展問題愈發受到全球各個國家和地區的普遍關注，其在鄉村能源發展方面對浙江有一定的參考價值。

4.1.1 歐盟國家農村能源發展情況

歐盟堅持生態環境與能源戰略同步推進，大力發展可再生能源，其可再生能源發電以分散的中小規模的太陽能、風能、生物質能、地熱為主。

歐盟2008年頒布的《可再生能源指令》提出了到2020年溫室氣體排放量比1990年減少20%，可再生能源占總能源消費的比重提高到20%。其可再生能源發電以分散的中小規模的太陽能、風能、生物質能、地熱為主，并通過征收高額燃油稅，免征可再生能源稅，以促進“清潔車”發展。法國政府致力于生物能源開發與利用，目前正積極推動厭氧技術的改良，其農村用于種植生產液體生物燃料作物的農田面積達到10 000 km[13-15]。

歐盟提出以分布式發電為基礎的智能電網作為未來低碳能源系統的骨干與支柱，其在智能電網研究示范與電網設計中具有一定的超前意識。法國致力于推進電網覆蓋工程；德國在大規模光伏電源接入情況下，電網仍具備超高的可靠性。

4.1.2 美國農村能源發展情況

美國農村城市化發展較早，城鄉收入差距很小。美國前總統布什和奧巴馬在任期間高度重視現代電網建設，大力發展智能電網以推動清潔能源和電動汽車大規模發展。

2014年美國分布式電源裝機容量突破9 219萬kW，約占全國總裝機容量的8.4%，各類分布式能源裝機情況如表1所示。2016年美國農業部宣布投資超過3億美元支持農村小型企業主開展可再生能源和提高能效項目，其中風電農業是美國農村能源建設的重點領域[16-17]。

表1 2014年美國分布式能源情況

美國在利用生物質能方面處于世界領先地位，擁有350多座生物質發電站。美國也是生物質燃料生產和使用的引領者，預計到2035年其液體生物質燃料占總燃料消費的4%。

4.1.3 臺灣地區農村能源發展情況

臺灣99.2%的能源依賴進口，對能源安全問題格外重視。其水能資源開發率極高，核電約占臺灣能源供給的8%～10%。其分布式發電以熱電聯產和太陽能光伏發電為主，總裝機容量約36 GW，約占全省發電裝機容量的13.4%。

臺灣地區農村生產規?；?、機械化程度高，電能在終端能源消費比重很高，農村生產用能和生活用能均以電力為主。2015年農村生產用能62.7%為電力，37.3%是原油及石油產品。農村生活用能以電力為主，占82.4%，其次是油類和天然氣，分別占10.2%和6.6%，太陽熱能占0.9%。

4.2 發達國家鄉村能源發展先進經驗與啟示

借鑒先進國家和地區農村能源發展經驗和戰略定位，浙江應構建鄉村堅強智能電網，融合大規模分布式能源；提升太陽能、生物質能等可再生能源發電滲透率，促進鄉村能源就地化清潔利用；推進終端能源消費革命，提升電能終端占比。

（1）促進能源革命，構建多能互補消費模式。

深度挖掘鄉村資源稟賦，建立鄉村能源多元供應體系。大力發展光伏發電，持續推動“百萬家庭屋頂光伏”工程；加強鄉村生物質能源的開發利用，通過技術研發和產業化，充分利用鄉村富余的生物質資源發展清潔生物質能源；結合鄉村當地的自然條件和資源稟賦，特別是基礎設施相對落后的山區和海島，通過分布式能源和微能源網技術解決鄉村能源供應問題。

（2）加強建設鄉村生態電網，保障能源供銷結構調整。

提升電網供電能力，保障鄉村各類產業發展和鄉村居民的高質量生活對電力的需求；提升電網建設水平，滿足美麗鄉村對電力設施布局的要求。適應大規模分布式電源接入對電網的影響，以電為核心，保障生物質、太陽能、風能、水能等資源的高效清潔化利用。

（3）推進終端能源消費革命，提升能源服務水準。

推動能源消費革命，加快農業生產、農村產業電能替代步伐，推進鄉村居民家庭電氣化，提升電能終端占比。提升鄉村用能的清潔化水平，促進清潔能源就地開發，滿足鄉村居民生活和新業態對能源的消費需求。

5 未來鄉村能源結構發展方向

5.1 鄉村振興戰略下的能源需求變化

實施鄉村振興戰略的總體要求是“產業興旺、生態宜居、鄉風文明、治理有效、生活富?！?。

鄉村振興，產業興旺，鄉村生產用能需求量必然會大大提升，對能源基礎設施建設也會提出更高的要求，迫切要求能源基礎設施建設加速布局，提升能源供應能力，滿足鄉村特色發展需要。

鄉村振興，生活富裕，鄉村居民生活水平提高，生活用能方式和習慣逐步向城市居民靠攏，鄉村生活用能要求也將大大提升，能源供應持續性與可靠性成為鄉村生活的基本要求，能源供應品質需要逐步提升。

鄉村振興，生態宜居，對鄉村能源的清潔利用提出了要求，不僅要求使用電能、天然氣、水能、太陽能等在鄉村不產生污染的清潔能源替代原有的薪柴秸稈燃燒、煤炭等傳統能源，更要注重鄉村可再生能源的就地開發和利用，充分利用鄉村太陽能、水能、生物質能等優勢資源，實現能源供應生態化、可持續化。

5.2 以電為核心的鄉村生態能源系統

浙江鄉村地區具備大量的風、光、生物質、地熱等就地資源，結合當地產業布局需求、能源資源情況，大力發展分布式能源，探索多種能源綜合利用方式，構建清潔低碳的鄉村用能系統，是促進鄉村產業興旺、實現鄉村生態宜居、保障鄉村治理有效、滿足鄉村生活富裕的重要措施。

電力作為安全、清潔、經濟、便捷的二次能源，不僅可以大規模開發、集中轉化與綠色利用，其網絡還具有極佳的資源優化配置與中樞核心優勢。鄉村生態能源系統應以電為核心、智能電網為基礎、清潔能源為主導，采用先進的信息通信技術和電力電子技術，將電、氣、熱等能源網絡中生產、傳輸、存儲、消費等環節有機互聯，以實現能源統籌優化配置、多能耦合互補，構建清潔、高效、經濟、便捷的一體化智慧能源生態系統[18-20]。

鄉村生態能源系統基本框架如圖3所示。在能源供給方面，以傳統化石能源為基礎，結合鄉村資源稟賦，就地開發多種能源，供給鄉村冷、熱、電、氣需求；在能源網絡方面，以鄉村生態電網為核心，利用燃氣輪機和P2G（電轉氣）等設備實現電、氣能源轉換，利用熱泵和熱電堆等設備實現電、冷/熱能源轉換；在能源消費方面，推進電能替代，促進燃氣、冷/熱需求向電需求轉化，提升用能清潔化水平。

圖3 以電為核心的鄉村生態能源系統

6 結論

（1）浙江鄉村化石能源貧乏，光伏發電將成為鄉村能源主要利用方式之一，高能效的光熱資源也有效支撐鄉村居民逐步提升的熱需求；生物質儲量豐富，是鄉村發展的重要能源來源，其將逐步向規?；颓鍧嵒l展；風能不是鄉村地區能源就地利用的主要方式，可適當開發小型低速風力發電機組；水能開發程度較高，未來水力發電資源可再開發能力有限；地熱能集中利用已初見雛形；海洋能當前利用成本相對較高，利用量較少。

（2）2016年浙江鄉村能源消費以石油及其制品為主，占比達到43.9%，電力其次，占比達到36.2%，煤炭消費量較少。近些年電力消費增速較快，遠高于其他能源消費增速，煤炭消費增速較小。生物質能受供銷模式轉變影響，近期消費總量減少，占比為16.3%。

（3）借鑒國外農村能源生產消費模式，在鄉村振興戰略背景下，構建以電為核心的鄉村生態能源系統，是實現多能耦合互補、能源統籌優化配置的關鍵要素。