杜 宇 王凌堃 李 聰 韓夢瑤 喻仁虹
(西南交通大學 四川成都 611756)
農者,天下之本也。解決好“三農”問題是我國社會主義現代化建設工作的重中之重,是黨和國家的重要戰略舉措。目前,我國仍然有約6億人口居住在農村,農村地區占全國土地總面積的94%以上,當前鄉村環境問題主要有農村生活生產廢棄物排放收集不合理,環境整治等基礎設施不完善等等。農村生活生產人居環境的發展情況,將直接影響我國整體人居環境的水平,因此做好美麗鄉村建設極為重要。
能源自治(energy autonomy)是指在一年內地域消費的能源量,與地域內生產的可再生能源量至少持平。其中“自治”或“自立”的對象包括從家庭到生產所有領域的電力、熱、交通的能源消費。國外已經開始了能源自治的探索,使用可再生能源來提供一大半本地所消費的電力、熱能和燃料,已經成為現實。
世界上發達國家較早進入了能源危機時代,而中國這樣的后起的經濟大國也緊隨其后步入能源危機時代。2003-2012年,我國一次能源消費總量增長率為9.5%.其中傳統能源增長9.2%,新能源增長14.59%;由此我們可以看到中國的能源消費結構正在發生著改變。傳統能源占主導地位的一次能源消費模式已經走到了盡頭。儲能和可再生能源的結合利用是才是未來的發展方向。并且工業時代能源供應雖然主要是大規模集中網絡式供應,但是隨著能源利用的不斷發展,在局部地區利用本地的資源來發展分布式能源越來越具優勢,分布式能源供應與大規模供應不僅并不沖突,反而相互補充。而且分布式能源可以與資源循環利用、環境保護相結合,比如沼氣的利用、污水發電,各類小風電,小水電,太陽能發電等不僅可以降低輸送的損耗,同時可以因地制宜,更好的結合實際。
而農村正是分布式能源發展的良好試點,并且利于根據當地能源及產業結構進行儲能和可再生能源的結合利用,鄉村能源的利用能從整體上改變鄉村人居環境,將垃圾變廢為寶,因地制宜,有效利用鄉村當地資源,實現資源可持續發展。同時,鄉村是城市的搖籃,鄉村的能源自治是城市的能源自治的基礎,鄉村能源自給自足模式的研究能為城市能源利用提供經驗。
如今我國礦產資源形勢比較嚴峻,在現有390座礦業城鎮中,已經有47座礦業城鎮由于資源枯竭面臨“礦竭城衰"的威脅。據1997年原地礦部門對45種重要礦產資源保證程度的多輪論證預測,45種主要礦產中現保有探明儲量到2020年能滿足需要的僅有6種,礦產資源結構性短缺。2009年,中國進口原油接近2億t,對外依存度已經超過50%,國際能源署預測2020年中國石油對外依存度將為77%",我國支柱性礦產資源不能自足,對外依存度高。
而我國一次能源的消耗量日益增加,需要行之有效的節能方法和手段。同時我國地域廣闊,各種新型能源開發潛力巨大。2018年中央一號文件對實施鄉村振興戰略做出了全面的部署,對鄉村地區的產業、環境等諸多方面做出了詳實的要求,強調了鄉村能源是推動鄉村振興戰略高效落地的重要保障。近年來,伴隨各級政府管理部門對生態鄉村的持續重視,鄉村能源利用進行了多個試點,多種探索,其生態環境有了較為明顯的改善,鄉村人居環境得到一定程度的改善,另一方面,在某些鄉村能源利用發展進程中存在一些問題,資源枯竭與不節約利用現象仍比較嚴重,缺乏有效管理措施;環境問題日益突出,缺乏有效應對策略;居民生態意識薄弱,缺乏有效引導意識;空心化現象明顯,缺乏有效治理途徑等問題。因此,鄉村能源自給自足需要一個更系統化的研究。
成都平原地區具有較大利用潛力的新能源主要為生物質能和水能。益于都江堰灌區豐沛的水土滋養,擁有萬畝的秸稈類作物農田,牲畜養殖規模也位于國內中上水平,長江支流的岷江和沱江兩大水系貫穿全境,太陽能由于目前技術限制,多在小型裝置中使用,其他類型新能源受制于自然條件和地理位置,不具有普適性。總體來看成都平原具有較大新能源利用潛力。
按產業類型將川西林盤鄉村進行分類,當前鄉村主要可以分為新型經濟性作物為主的,如果蔬,茶葉一類的新型鄉村和以糧食作物為主的傳統型鄉村。新型鄉村較早實現產業轉型,經濟收益高,但受制經濟作物特殊性,基本無生物質能利用價值,同時大多村莊以實現集中居住管理,能源使用也為集中供應。傳統型鄉村往往有良好的生物質能資源,村在養殖產業的也較普遍。水資源條件對村莊地理位置要求較高。綜合考慮,傳統型鄉村更具能源自治潛力。
而鄉村的新能源改造主要受制于村莊產業和人口規模兩個影響因素,實現完全能源自治并不具有普適性,但可考慮采用新能源應用技術來改善村莊整體生態質量,提高村民生活勞作質量。由于養殖場本身具有較大的環境污染和生態破壞性,按照國家標準要求的適用于村莊的養殖場規模一般在500頭以下,傳統型村莊的秸稈類作物田規模普遍在千畝級別,以調研的鳳龍村為例,經計算該村現狀500頭奶牛養殖場和1200畝水稻田,現狀居民793戶,2264人,采用生物質綜合利用沼氣發酵模式,若生成沼氣全用于村民生活炊事使用,可供422戶。若考慮沼氣發電使用,可供400戶居民使用。只能實現半能源自治。
通過對蒲江市和邛崍市的四個村莊的走訪、通實地調研,問卷調查及訪談等形式,對于目前鄉村的基本情況和村民及村干部對于新能源的意識進行了初步調查。其中新型鄉村和傳統型鄉村差別明顯。對于新建設的新型鄉村社區,村民的生活條件和環境較好,建筑有基本的保溫隔熱處理,電器都為新型節能家電。而在分散居住點,民房基本為老舊土房,質量較差,電器也多使用多年未更換,耗電量較大。對于能源自治的意識,二者并未有明顯不同,新型鄉村社區的居民以中青年為主,而分散居住區,多為中老人和兒童,年齡的查別在一定程度上也影響了對于新鮮事物的接受程度。
筆者認為,村莊類型產生的意識區別,實際是經濟水平的區別,也就是村莊產業發展的區別。新型鄉村多較早改革,進行產業轉型,成立合作社,村民致富生活水平提高后新能源意識便逐漸建立起來。傳統型鄉村,村莊產業往往由外界公司承包,中青年村民多外出工作,空心化較新型農村更明顯,因此村民更多安于現狀,意識也相應落后。對村干部而言,更多是政策的落實和執行者,雖然了解村莊存在的問題與村民的意愿,但缺少話語權與決策權。
集中的新能源項目往往投資巨大,收益回報低且周期長,而小型戶用設施能源效率低且有效期短。因此引入新能源項目需要綜合考慮多項因素,但相較于收益,新能源項目對于村莊生態修復和環境改善等有更突出的好處。因此筆者認為規劃者應在考慮一定經濟性的前提下,在村莊進行合理的新能源項目規劃。
根據村莊基礎現狀,確定新能源利用項目,結合相應技術規范確定建設規模,規劃選址與用地,再結合當地基礎設施合理分配能源。在一些基礎設施的選取上也可視條件采用新能源裝置,如太陽能路燈,生物質垃圾處理點等。分布式發電的裝置需考慮與上級電力設施以及下級村民使用的對接。集中沼氣發酵設施,需綜合考慮選址,污水處理,垃圾回收,以及管道供應等因素。對于有大量秸稈利用的案例,需建立合適的秸稈運輸,秸稈儲存管理機制。
上文提到對于成都地區傳統型鄉村,很難實現完全能源自治。而針對偏遠地區的鄉村,往往有更大發展能源自治的潛力,由于地勢偏僻,位于山區,島嶼等特殊地理位置,有多種新能源綜合利用的潛力,村莊人口較少,對能源需求低,而傳統管道或線路的能源供應方式成本較高,這為新能源項目規劃提供了前提,在產業上,規劃結合新能源技術的生態種植,大規模牲畜養殖,實現農業和能源產業的雙贏。希望今后的學者可以在這一部分發展研究。