“雙碳”背景下光伏新能源系統構建與農村經濟的融合發展研究

□鄒 淼

（上海政法學院，上海 201701）

2000 年至今，我國發布了19 個指導“三農”工作的中央一號文件，明確要正確處理好農業、農村、農民問題，保障民生，維護社會和諧穩定，促進我國經濟可持續發展。2020 年12 月，習近平總書記在中央農村工作會議上指出，從中華民族偉大復興戰略全局看，民族要復興，鄉村必振興，解決“三農”問題已經進入到新的發展階段，要舉全黨全社會之力，在把握糧食安全主動權的基礎上，促進農業高質高效、鄉村宜居宜業、農民富裕富足、農村經濟可持續發展，實現鄉村振興[1]。自工業革命以來，人類的生產生活伴隨著傳統能源的消耗使用，溫室氣體排放引發了一系列惡劣的氣候現象，已經成為當代人類社會經濟發展面臨的重大挑戰。2020 年9 月，習近平主席在第七十五屆聯合國大會一般性辯論上提出：中國力爭2030 年前碳達峰，2060 年前碳中和，表明了中國低碳發展戰略的決心，而實現鄉村振興，促進農村經濟可持續發展，也必然建立在低碳發展的基礎之上，新能源對傳統能源的替代成為必然。

據清華大學建筑節能研究中心調研結果顯示，2018 年我國農村生活用能總量約為3.11 億tce，其中包括1.13 億tce 煤炭直接燃燒。農村地區的散煤用量占全國非工業散煤的90%以上。由于農用機械的普及，農村地區的農機具還消耗了大量的柴油。能源統計年鑒顯示，2019 年農業消耗柴油1 775 萬t，占全國柴油消耗總量的15%。傳統化石燃料燃燒釋放了大量的CO2，秸稈還田增加了CH4排放，其全球增溫潛勢（GWP）為CO2的28 倍。要想實現雙碳目標，需要重點關注農村地區碳排放[2]。俄烏沖突進一步加劇了全球傳統能源危機，清潔新能源對傳統能源的替代在時間上出現了較強的緊迫性，太陽能憑借其絕對優勢將成為替代傳統能源的主要力量，光伏新能源系統構建也將成為我國低碳發展戰略下推進農村經濟發展、實現鄉村振興的重要基礎，因此光伏新能源系統構建與農村經濟的融合發展將成為鄉村振興的重要內容。

1 我國農村經濟發展現狀與理論解析

1.1 我國農村經濟現狀與發展

在全面推進我國農業農村經濟發展的國家戰略框架下，各地對于農村經濟發展和建設都予以了高度重視，雖然現階段農村經濟發展過程中，部分農村地區依舊存在農業經營規模小、資金短缺、農村剩余勞動力素質不高、就業難、分工協作組織化程度低、基礎設施落后、農民收入單一等問題，但隨著我國城鎮化進程加快，農村經濟體制改革的深化，我國農村經濟近些年實現了較為穩定的發展，農地規范化流轉與農業機械化推廣促進了規模化與高效率的農業生產；農村農業產業鏈的縱向延伸促進了農村二三產業的發展，提高了農產品附加值；農村電子商務的發展打開了農產品銷售渠道，農村產業結構改革與二三產業（加工業與鄉村旅游業的發展等）的發展豐富了農民的收入渠道，而雙碳戰略的布局為農村經濟的發展帶來了新機遇與挑戰。

雙碳背景下，農村經濟粗放到集約的轉變不僅將體現在農村“三產”的生產效率上，還將延伸到農村生產生活的能源基礎上，農村地區清潔能源對傳統能源的替代過程能否在已有的基礎上助力農村經濟增長，是否能夠同農村經濟融合發展，值得進行深入研究與實踐。

1.2 我國農村經濟發展的理論解析

農村經濟發展的基礎是農村經濟增長，農村地區GDP 的變化是衡量農村經濟增長的重要指標，支出法核算GDP 可以用Y=C+I+G+NX 表示，農村地區GDP的構成則包括農村居民的消費水平、農村地區的投資水平、農村地區的政府購買以及凈出口4 部分，暫時剔除凈出口的情況下，通過GDP 核算公式可以發現C、I、G 是構成GDP 的重要組成部分。根據凱恩斯的國民收入決定理論，刺激消費可以從提高農村居民收入水平、提升農村居民的消費傾向入手；刺激投資可以從降低農村地區的金融貸款利率、提升農村地區的資本邊際效率入手；并且可以通過基礎設施建設投入以及扶貧等項目加大政府購買，刺激農村地區的GDP增長。

在農村光伏新能源系統的構建與運營過程中，農村居民的收入水平提高，刺激了農村居民對光伏新能源系統投資的欲望，同時國家政策、金融支持以及光伏新能源系統構建的投資屬性提高了社會企業對農村地區的基礎新能源設施的投資水平，并且政府的政策補貼扶持加大了政府購買部分，農村光伏新能源系統的構建理論促進了農村經濟增長，助力了農村經濟發展。

2 光伏新能源系統構建與農村經濟融合發展的可行性

2.1 農村普及光伏新能源系統構建的可行性

在光伏新能源設備供給方面，現階段我國光伏全產業鏈發展完備，光伏上游產業技術全球領先，中下游產業勞動成本、規模優勢依舊存在，2019 年中國多晶硅、光伏電池、光伏組件的產量分別約占全球總產量份額的67%、79%、71%，位居世界第一[3]。隨著顆粒硅技術的量化投產、N 型TOPCon 組件的研發運用，技術的迭代不斷提高我國光伏產業的能效，降低成本，進一步加強穩固了我國光伏全產業鏈的國際競爭優勢。我國光伏全產業鏈近年來因為全球需求旺盛，擴產迅速，已經出現了產能過剩的市場擔憂，因此從產品供給和效能成熟度看，已經完全具備了大面積農村光伏新能源系統構建的設備供應基礎。

在裝機場地以及發電量方面，光伏發電的能量密度較低，占地面積大，近年來光伏企業為了搶占光伏電站市場，盲目進行電站建設，出現了大量侵占農業用地的現象，出現了農地非農化、非糧化現象，在某種程度上觸及了耕地紅線基礎底線，糧食安全受到威脅，因此如何充分利用非農空間進行光伏電站建設成為解決光伏場地問題的關鍵。

清華研究團隊與自然資源部國土衛星遙感應用中心合作，以全國高分辨率衛星影響為基礎、國外高分辨率影響數據為補充，總體評估了農村地區的屋頂面積和可安裝光伏的潛力。結果表明：2020 年全國農村建筑屋頂面積約為273.3 億m2，結合建筑屋頂可利用面積比例系數，估算得到農村屋頂可安裝光伏面板面積為131 億m2，考慮到各地太陽能資源差異和光伏發電效率，計算得出全國農村屋頂光伏可安裝規模總量為19.7 億kW，年發電量為2.95 萬億kW·h，相當于我國2020 年總發電量的40%，而2019 年我國農村第一產業生產用電為1 336 億kW·h，生活用電為4 799 億kW·h，只占屋頂分布式光伏理論發電量的21%左右，這意味著分布式光伏發電系統正常運行可以滿足農村現階段生產生活需要，并且可以進一步支持農村第二、第三產業發展的電力需求。文章研究的農村光伏新能源系統構建主要是構建以屋頂分布式光伏為基礎的新能源系統。

光伏發電消納儲存方面，由于光電消費速度與裝機速度不匹配以及光電入網問題的干擾，前些年我國光伏發電的棄光率比較高，2016 年西北5 省的棄光率達到了19.8%，新疆、甘肅甚至達到了30%以上[4]，但是隨著相關政策規劃的不斷落地與實施以及電網的升級改造，2022 年一季度全國光伏發電平均利用率達到了97.2%，全國只有蒙西、青海和西藏光伏利用率低于95%[5]。

數據表明，隨著我國新型電力系統構建與儲能的發展，我國光伏發電的并網消納問題在一定程度上得到了緩解。2022 年6 月1 日9 部門聯合印發的《“十四五”可再生能源發展規劃》指出，要有序推進長時儲熱型太陽能熱發電發展的規模化應用，有效促進就地消納，積極推動外送消納，加強可再生能源多元直接利用，推動可再生能源規模化制氫利用。這一規劃為光電消納儲存問題提供了解決思路，將更好地提高光電消納的效率以及促進我國儲能的發展，從而適應光伏新能源系統的規模化構建與發展。

2.2 光伏新能源系統構建與農村經濟融合發展的可行性分析

能源是經濟發展的基礎，雙碳背景下，低碳新能源必然不斷替代傳統能源，成為支持并促進農村經濟可持續發展的必要條件。光伏新能源系統構建與運行可以從消費、投資、政府購買3 個方面促進農村地區GDP 的增長，與農村經濟可以相互促進融合發展。

農村光伏新能源系統構建，從降本增收方面刺激農村居民消費投資，促進農村GDP 增長，與農村經濟融合發展。系統構建成本方面，江億等（2021）指出，隨著我國光伏產品生產效率的不斷提高以及屋頂式光伏優先自用模式減少的電力損耗等，使得相對于其他清潔能源以及集中式光伏系統具有投資成本低的優勢；碳交易成本方面，光電逐步替代火電，可以降低當地火電的碳交易成本；用電成本方面，光伏發電的自有自用模式，從長期看極大地降低農村居民生產生活用電成本。以上變相地提高了農村居民及集體的收入水平，在一定程度上刺激了農村居民的消費與投資。

農村光伏新能源系統構建與農村經濟融合發展可以體現出較好的收入效應，進一步刺激農村GDP的增長。孫巖松和蘇尤麗（2020）[6]通過蒙特卡洛模擬對邢臺市10 kW 光伏發電系統進行分析，指出即使沒有補貼，分布式光伏發電系統投資收益依舊良好，農民可以通過不同的光伏系統構建方案獲得不同類型的收入。

一方面，農民可以通過租借屋頂、宅基地庭院光伏場地，協商獲得場地占用租金收入。另一方面，農民可以在自建自有光伏系統的基礎上實現余電上網，從而獲得賣電收入。光伏新能源應用節省的碳指標余額可以以村集體為單位在碳交易市場進行交易，獲得可觀的收入。一般光伏系統的發電壽命為25～30 年，無論是哪一種收入，都具有較好的收入連貫性與可持續性，將在一定程度上為農民提供穩定的收入流，增加農村家庭的基本收入，為進一步消費投資提供資金來源，農村光伏新能源系統構建同農村經濟實現較好的融合發展。

農村光伏新能源系統構建與農村經濟融合發展可以體現在提質增效方面，為農村經濟增長的軟環境貢獻了力量。農村屋頂式光伏系統構建在一定程度上減少了部分農村地區電力供應不足、不穩定的情況，增強了農村生產生活用電保障，有利于加速農村生產生活的電氣化進程，以先進的農村生產生活電氣化工具替代傳統能源的應用，提高了生產生活的清潔高效性，提升了農村居民的生活質量，促進農業高質高效、鄉村宜居宜業，農村光伏新能源系統構建從改變農村生產生活方式方面與農村經濟融合發展，促進農村經濟增長，助力鄉村振興。

3 農村光伏新能源系統構建與農村經濟融合發展中存在的問題

雙碳背景下，農村光伏新能源系統投資是農村經濟發展的基礎性能源投資，現階段的投資建設以及運行過程中出現了較多問題，影響了農村光伏新能源系統的普及速度甚至投資收益，農村光伏新能源系統構建與農村經濟融合發展受阻。

3.1 屋頂式光伏接受度不高

我國農村居民普遍受教育程度不高，除了部分東南沿海以及富裕地區的農村外，農村留守居民以老人和孩子為主，思維觀念老化，對新事物接受度不高，環保意識以及投資意識淡薄，生產生活低碳化模式轉化困難以及對屋頂發電的安全性問題了解不足等，導致了部分地區對于屋頂式光伏的個人投資接受度較差，因此主動型屋頂式光伏發電系統安裝難以實現，被動式安裝經常出現各種阻礙，農村光伏新能源系統構建速度進展緩慢，不能為農村經濟的發展提供盡可能多的清潔能源基礎，延緩了農村經濟發展進程。

3.2 農村光伏新能源系統構建自有資金以及投資不足

光伏新能源系統建設屬于投資型資產建設，需要一定的資金基礎。宿萌等（2016）在光伏扶貧項目中發現，貧困戶對于投資型資產的參與度很低；陶松松和王慶豐（2021）[7]通過整理分析來自8 個省份的調查問卷發現，家庭收入水平直接影響農村分布式光伏產品消費需求。實踐表明，農村光伏系統具有投資較大、成本回收時間長的特點，由于農村地區家庭收入普遍較低，使得我國初期以及現階段的農村光伏新能源系統構建對政府投資的依賴性較強，國家財政負擔較重，農村普及困難，因此加大農民個人投資以及BOT 模式企業投資比例將成為農村光伏新能源系統構建的主要資金方向。

農民個人投資方面，除了少部分較為富裕的鄉村，大部分農村居民尤其是貧困地區的農村居民家庭收入低，只能依靠銀行貸款，但是由于缺乏必要的擔保，貸款困難。

BOT 模式企業投資方面，目前相關案例較少，并沒有成熟的參考案例，光伏BOT 模式合約也沒有規范的標準與指導意見，利益分配等問題使BOT 模式的交易成本增加，加之光伏產業下游企業的競爭激烈，國家補貼逐步取消，利潤下降，BOT 模式的資金來源也需要金融機構的支持，企業日常生產經營以及投資不確定性增加，BOT 模式難以順利大面積展開。以上因素使得普及農村光伏新能源系統構建的進程放緩，拖慢農村經濟發展的步伐。

3.3 光伏發電系統的技術普及、系統維護以及長期售后不確定

陶松松和王慶豐（2021）對8 個省份的問卷調查進行總結和分析發現，分布式光伏的產品質量、用電安全和售后服務3 個方面對于光伏需求影響較大。農村地區留守村民的受教育程度較低，導致其不能完全理解光伏發電技術，在使用過程中對設備進行合理的操作與維護也較為困難，加之光伏投資收益年限較長，一般為25～30 年，僅靠農民自身對光伏系統進行檢測維護，系統的發電效率難以長期維持。加之我國人口流動不斷加快，農村房屋空置等問題也為光伏系統的正常運作帶來不確定性。現階段已有的農村分布式光伏系統以光伏小企業施工安裝為主，2018 年“531”后大量光伏小企業倒閉，長期的售后存在較大不確定性，光伏系統爛尾隱患較大，有可能導致光伏投資成本無法回收或者收益沒有達到最大化，不能高效助力農村經濟發展。

3.4 余電消納以及儲存問題

光伏發電系統受光照強度影響，不同時段的發電量差別大，對于農村大部分地區的低壓電網以及偏遠落后農村地區不發達的電網設施，光電并網壓力較大，余電并網困難，我國儲能技術的發展速度明顯滯后于光伏產業發展速度，加之農村生產生活電氣化程度遠低于城市，雖然開展了優先自用就近消納的模式，但是農村地區生產生活電力消納有限，現階段農村普及光伏新能源系統構建中，余電消納與儲存成為需要解決的重要問題，余電消納和儲存水平直接影響光伏系統的投資效益，影響農村經濟發展的質量。

4 農村光伏新能源系統建設與農村經濟融合發展的政策建議

農村光伏新能源系統的構建不是簡單的能源轉換嘗試，而是能源轉換的必然。光伏憑借其優勢在2050 年前將成為替代傳統能源的主要可再生能源，因此農村光伏新能源系統建設將是一個長期的、必然的農村基礎設施構建過程，是農村經濟發展的必然開端。要從以下幾個方面入手努力解決現有問題，促進系統構建與農村經濟較好地融合發展。

4.1 有針對性地由點到面的示范性推廣

通過農村居民接受度較高的方式進行屋頂光伏新能源系統構建相關技術、投資、收益等方面信息的宣傳普及，在宣傳普及的初期階段，根據不同鄉村的收入情況、開放度情況、人口情況、房屋特點情況等對農村進行分類，選擇具有代表性特征的不同類村落進行光伏推廣試點，總結成果與問題，在此基礎上以點帶面，揚長避短，在同類鄉村中普及推廣，提高推廣構建效率，加速為雙碳背景下的農村經濟發展、鄉村振興提供清潔能源基礎。

4.2 完善并全面啟動農村光伏新能源系統構建的專項金融扶持

農村光伏新能源系統構建的專項金融扶持要按照稟賦資源的不同，針對政府、企業與農民3 個維度展開。首先，對于場地資源較差、光伏資源稟賦較差的貧困落后地區，光伏投資成本大、風險大、收益差，這部分地區應加大政府扶持甚至政府直接投資，金融扶持的方向應該以金融機構為鄉村鎮級政府、農村集體提供專項資金貸款服務為主、國家財政直接投資為輔，減輕國家財政負擔，確保光伏新能源系統在貧困落后地區的普及率。其次，對于場地資源較好、光伏資源稟賦較好的農村地區，可以根據具體情況開展農民私人專項貸款同企業BOT 專項貸款相結合的模式，金融扶持的方向應該引導開發金融機構為農民個人以及企業BOT 模式提供專項光伏貸款項目。綜上，要針對不同的目標維度設計和完善光伏金融扶持項目，促進投資的順利進行。

4.3 建立獨立的網點式農村光伏新能源系統鄉、村、鎮級維護站

政府牽頭光伏協會成員建立光伏新能源系統售后基金，基金服務于政府相關部門運營獨立于光伏企業的網點式村、鎮級光伏新能源系統的安全檢查、日常維護以及故障檢修的售后站點，做到農村地區全覆蓋，統一在就近鄉村鎮選拔有意愿人員進行相關技術的培訓學習，考證合格上崗。這一設想不僅為農村地區提供了長期的技術性非農就業崗位，留住了一部分較好的勞動力，還減少了零散的偏遠地區中標光伏系統構建企業的售后成本，避免了系統運行期間由于企業倒閉等問題出現的維護困難或者維護中斷問題。農村光伏系統建成后的正常運行得到保障，助力農村經濟發展，為鄉村振興添磚加瓦。

4.4 加快余電入網工程和儲電工程的建設進程

國家電網應配合光伏發電量的波動特征甚至其他可再生能源的發電特征，全面開展農村電網系統的相關構建和改造，扶持儲能企業大力開展氫能等儲電項目的研發。提高光電消納，減少光電損失，保證光伏新能源系統效率，最大化新能源系統投資收益，以穩定的、低廉價格的電量來加速農村生產生活電器化進程，提高生產效率，提升農村生活質量，促進鄉村宜居宜業、農民富裕富足、農村經濟健康可持續發展，助力鄉村振興。