周 達,黃 茜,崔恒星
(國網江蘇省電力有限公司,江蘇 南京210019)
就農村能源互聯網[1-2]的發展來看,其發展歷程可從3 方面進行總結與梳理:能源互聯網概念孕育及提出階段、農村能源互聯網規劃與實施階段以及農村能源互聯網試點與推進階段。
能源互聯網概念孕育及提出階段:《第三次工業革命》一書中,最早提出了能源互聯網的愿景,從5 個方面闡述了能源互聯網的內涵,但并未形成能源互聯網明確而嚴格的定義[3]。能源互聯網的概念提出后,經過近十年的發展,已經形成較為完善的體系。
農村能源互聯網規劃與實施階段:國家電網有限公司曾在2016年會議中提出推動國家統一電網建設,加快建成中國能源互聯網。同時,國家電網有限公司在2019年度工作會議上再度指示,支持能源互聯網企業發展,加快建設具有全球競爭力的能源互聯網企業是今后工作的重要發展方向之一[4]。
農村能源互聯網試點與推進階段:《關于推進“互聯網+”智慧能源發展的指導意見》明確了能源互聯網建設目標:2016—2018年,著力推進能源互聯網試點示范工作,建成一批不同類型、不同規模的試點示范項目。2019—2025年,著力推進能源互聯網多元化、規模化發展,初步建成能源互聯網產業體系,形成較為完備的技術及標準體系并推動實現國際化。
國家電網有限公司積極推進農村互聯網試點工作,2018 年7 月蘭考獲批全國首個農村能源革命試點建設示范縣,國網河南省電力公司聚焦國家電網戰略落地,深入推進蘭考農村能源互聯網建設[5]。2020年,國家電網以能源互聯網賦能鄉村振興,國網河南電力在蘭考縣積極建設“互聯網+”農村特色用能示范點。
一是能源儲存能力提升。農村地區的電力供應相較于城市存在一定的不足,但農村如今的能源結構逐步完善,發電的形式多樣,同時發電量實現了較大的提升,而在農村依然存在電力供應不足的情況,農村地區的停電時間相較于城市地區來說較長。推動能源互聯網的建設就要求農村地區的能源互聯網建設能夠滿足農村的電力供應,推動儲能技術發展,將農村能源轉換的能量儲存起來,改變農村傳統電能利用的模式。建設儲能設施,滿足農村地區在大電網調峰和緊急事故備用的用電需求;實現農村地區豐富的風電、光伏等可再生能源充分利用,配備高效儲能裝置,確保農村發電并網系統的安全穩定,滿足農村地區生產與生活的用電。通過將農村地區分布是能源進行結合、儲存利用,縮短農村停電時間,使得農村地區的用電能與城鎮用電水平相平衡。
二是能源利用效率極大提升,電力轉換更加靈活。在農村能源互聯網的架構下,電力轉換的關鍵點不再單純地依靠變電站或者變壓器,而是通過研發能量轉換技術,實現能量的靈活合理的流動,兼以該技術的經濟性,可以實現能源分配的優化,實現以較低的成本滿足能量供應需求的目標,達到各種形式的能源(包括可再生能源)的消納、提高能源利用效率和設備利用率的目的。同時,由于電力轉換形式的改變,電力轉換的靈活性得到了增強,能夠更加快速敏捷的實現能源的分配,消除了變電站或者變壓器電力轉換的遲鈍性。
三是能源傳輸設備水平大大提升。農村能源互聯網的構建對能源傳輸設備的水平要求較高,農村能源互聯網的設備融合了各項先進技術、專業技術研發。只有應用高水平的能源傳輸設備才能保證能源互聯網能夠有效地運行與實施,實現能源數據的利用價值,滿足能源遠距離、高功率、低消耗的傳輸和調配,完成多地區上傳能源,進行全網優化分配,不同地區的用能調配的要求。將農村原有的低層次、老舊設備更替為智能化、水平高的先進裝備,例如能源高效傳輸裝置、低損耗轉換裝置、高效能源路由裝置等,大大提升了農村電網的設備水平,提高農村電網的可靠性。
國家電網從2018年開始進行農村能源互聯網試點建設,當前已經取得了一定的成效。進一步推進農村能源互聯網建設,需要持續開展試點建設工作,將試點成功范例進行推廣。在國家電網的經營范圍內形成以點帶線,以線帶面的農村互聯網發展模式,走“點線面”的推廣路徑。
就發展的區域特性來講,結合東、中、西部農村電網的發展情況開展試點工作。在東部省市地區,東部城市電氣化水平較高,農村相較于中、西部電氣化水平也較高;東部地區的農村可以依靠強有力的電氣化基礎搭建能源互聯網,促進與城鎮能源的互聯互通。在中部省市地區,農村的電氣化水平次之,但中部地區是實現東西部互動的關鍵所在,中部地區可以依靠其地理優勢,率先在重要的交通樞紐地區,人口集中地區,例如河南,鋪開農村互聯網的試點建設。西部地區電氣化水平現對落后,但西部是國家重點電氣化改革扶持的區域,西部地區應把握好發展機遇,進行農村能源互聯網建設,與東、中部地區縮小發展差距。
總體來說,農村互聯網的建設需要從“點線面”鋪開,需要“東中西”協同發展,這樣才能實現農村互聯網建設的全面覆蓋性,全民共享性。
首先,農村的能源形式目前多種多樣,各地區的能源結構存在一定的差異性。例如在河北,北部地區的農村有豐富的風能、光伏資源,借助風能、光伏資源的開發可有效提升農村的用電水平,同時在風、光資源開發的基礎上,可以實現農村地區經濟的創收;同時這些能源的開發,可改變地區以往的能源結構,使得能源結構更加完善。
中部省市地區,例如國網河南省電力公司提出以國家電網有限公司戰略目標為總領,緊抓機遇,推動“數字新基建”,在現有的成果上拓展能源互聯網平臺功能,實現在全省的范圍內深化農村能源互聯網建設,提供農村能源轉型的“電力解決方案”,使“蘭考模式”發揮示范帶動、可復制、可推廣的作用,為農村能源革命,持續發展,注入強勁動力。
雖然西部地區地處內陸,電氣化水平相對落后,但是西部地區能源較為豐富,新能源的發展也在逐步推進,西部地區可依靠其得天獨厚的資源,抓住農村能源互聯網建設的新機遇,實現西部農村地區能源電力的跨越式發展,探尋適應西部農村“底子薄、前景廣”的能源互聯網建設模式。
總體來說,農村互聯網的建設既要實現全面覆蓋,全民共享,同時也要針對不同地區的地域特色進行特性規劃,符合農村能源結構特征,走“強調特性”,實現差異化,建立品牌農村能源互聯網的建設道路。
我國農村分布范圍廣,不同地區的農村之間交流不足。同時,農村間能源、電力的發展程度不同,部分地區已經依靠自身的特色發展實現了“先富”,也有不少農村地區還處于相對閉塞的情況下,這就要求農村能源互聯網發展建設要從“先富”地區出發,并帶動“后發”農村進行規劃建設,推廣發展的模式,分享成功的經驗。
加強地區間合作與資源共享,促進經驗交流要做到:一是推廣“結對幫扶”,已實現農村能源互聯網成功試點的地區應與周邊村落形成幫扶結對,努力解決好因各地經濟發展水平差異帶來的各地農村發展不平衡問題;二是人才資源共享,農村能源互聯網成功試點區域的相關人才骨干可選派到結對農村地區進行經驗分享,提供人才支撐;同時還可對幫扶地區的相關工作人員進行業務培訓,以提高他們的業務水平,為其提供一批具有能源互聯網建設的人才隊伍;三是進行物質裝備支援。政府以及“先富”農村地區可安排一定的經費和物質,支援結對幫扶農村,幫助其進行相關基礎設施建設,幫助解決物質裝備等方面的困難和問題,為其能源互聯網的建設提供基礎支撐。
最后,以能源互聯網賦能鄉村振興,惠及貧困戶、增加地方稅收、拉動就業、帶動脫貧,需要群策群力做好農村能源互聯網試點建設,“點線面”鋪開,“東中西”協同,整合農村能源,走“強調特性”的差異化品牌農村能源互聯網的建設道路,加強地區間合作與資源共享,促進經驗交流,發揮幫扶帶動性,促進農村能源互聯網的長足發展。
實現農村電網智能化。農村能源互聯網的建設,可實現農村地區能源的精準安排、生產,科學地管理、傳輸,自動合理地分配資源,提高農村能源互聯的高度智能化。利用先進的信息通信技術,配以高質量、高水平的設備打造能源互聯平臺,必定能夠實現農村、城鎮的互聯互通,能夠把農村的電網智能化納入到城鎮電網智能化的進程當中,賦予電網更多的數據采集、綜合分析決策功能,提升電網基礎設施的智能化水平,滿足更廣泛范圍內的能源消費者、能源生產者連接,提高能源利用經濟性、高效性及合理性,實現電網運行狀態的全面細微感知,控制電網穩定可靠運行。
實現農村能源結構的優化,節能減排。在進行農村能源互聯網建設的進程中,推廣沼氣、秸稈利用、小水電、風能等可再生能源技術,有益于構建清潔、經濟的農村能源體系,促進農村節能減排、綠色能源的發展,有效地實現人畜糞便、農作物秸稈、生活垃圾和污水的綜合治理及轉化利用。
縮小城鄉差距,實現城鄉能源互聯互通。農村能源互聯網建設的進程中,必定是涵蓋城鎮、農村范圍的能源互聯網,這一舉措使得農村與城鎮的能源互聯網納入到同一體系中,實現了能源的暢通流動,滿足的農村地區人民的多種所樣用電需求,能夠促進農村地區繼續擴大生產,實現產業結構的轉換,更多地創造經濟財富。推進實現城鄉能源共享、互聯互通,逐步建立健全覆蓋農村、普惠共享、城鄉一體的能源互聯網,讓農民和城市居民一樣享受能源服務的紅利,才能使全體公民走上全面小康的社會主義康莊大道。
實現農村經濟發展,助力農村脫貧。農村能源互聯網發展使得農村電力基礎設施實現了完善。針對地處山區的農村,電力基礎設施建設基礎薄弱,構建農村能源互聯網可實現農村配電網的進一步改造升級,依靠可靠的電力供應保障村民生活和促進村經濟發展。借助農村能源互聯網的建設契機,發展產業扶貧項目,進一步解放農村的生產力,為農村后續可持續發展打下了良好基礎。
本文就農村能源互聯網的發展、方向進行歸納與分析,提出了“點線面”鋪開、“東中西”協同,區域特性化,互聯互通的農村能源互聯網發展模式。同時,討論了農村能源互聯網的發展目標,充分強調了農村能源互聯網的迫切性與關鍵性。在當前的發展形勢下,需調動社會各界力量,創建農村能源互聯網示范區,實現能源技術、信息技術以及互聯網商業模式的深度融合,為農民創收,為農村發展注入能量與活力。