綜合智慧能源賦能現代農業發展探究

徐怡悅 彭宇菲 王佐君

摘? ?要：隨著“鄉村振興”戰略和“3060”雙碳目標的推進，大力發展綜合智慧能源，構建“清潔低碳、安全高效”能源體系，助力現代農業高效綠色發展顯得尤為必要。因此，首先從農業生產、鄉村產業和城鄉生活等方面列舉了綜合智慧能源賦能現代農業發展的典型應用場景；其次就綜合智慧能源賦能現代農業發展的商業模式展開探討，從價值創造、價值傳遞和價值收益的角度分析商業模式中的價值主張、營運模式和盈利能力；最后得出結論建議。根據研究，綜合智慧能源賦能現代農業發展，能夠實現社會效益、經濟效益和環境效益的多贏。

關鍵詞：綜合智慧能源；現代農業；商業模式

中圖分類號：F32? ? ? ?文獻標志碼：A? ? ? 文章編號：1673-291X（2023）24-0004-03

一、研究背景

2017年10月18日，習近平總書記在黨的十九大報告中首次提出實施鄉村振興戰略。隨后，2018年9月，中共中央、國務院對實施鄉村振興戰略第一個五年工作做出具體部署，要求優化農村能源供給結構、完善農村能源基礎設施網絡、推進農村能源消費升級、發展“互聯網+”智慧能源、探索建設農村能源革命示范區。然而，農業生產中的生活采暖、種植及畜牧采暖、灌溉、農用機械等多采用煤炭、石油、天然氣、秸稈的大量并且不充分的燃燒作為主要能源。其中傳統化石能源占比大，碳排放高，電氣化水平低。因此，能源問題已經成為影響現代農業綠色高效發展的重要因素。

因此，大力發展綜合智慧能源，構建“清潔低碳、安全高效”能源體系，助力現代農業高效綠色發展就顯得尤為必要。這不僅有利于“智慧能源”和“現代農業”的進一步發展，也有助于我國“3060”雙碳目標、“鄉村振興”早日實現。

二、綜合智慧能源賦能現代農業發展的典型應用場景

“綜合智慧能源”是以電為核心，通過中央智能控制服務平臺，基于微電網、泛能網、智能電網、能源互聯網的能源供給系統，提供電、熱、冷、氣、水等能源一體化的解決方案。當前，在農業生產生活中，能源消費仍然以石油、煤炭為主，農業生產領域內應用“綜合智慧能源”的前景較為廣闊。具體而言，“綜合智慧能源”可以應用到農業生產、鄉村產業、城鄉生活等方方面面。

（一）農業生產方面

1.農業大棚

“綜合智慧能源”和農業大棚相結合，主要是將綜合智慧能源應用到電氣化設備中，運用于溫室大棚、蔬菜、花卉種植、煙草、育苗基地、種植基地、休閑農業、采摘園等多場所種植基地，是一種將清潔能源作為主要能源，實現大棚種植設備電氣化的運行模式。在生產經營中，電氣化大棚主要根據農作物的實際生長需求和不同季節環境變化而采用不同的電氣化設備交互作用來共同保證農作物的生長需求。具體又可以分為農業大棚電保溫、農業大棚電動卷簾、農業大棚電排水、農業大棚電補光、農業大棚電通風、水肥一體化（電動施肥）等。

2.農產品加工

農產品加工中應用綜合智慧能源，主要表現為農產品加工電氣化。其中主要是電烘干技術，可以用來實現高水分的水稻、小麥、玉米、大豆等糧食烘干和蔬菜脫水。糧食烘干方面，推薦使用空氣源熱泵作為熱源設備，并根據氣候選擇常溫空氣源熱泵或者低溫空氣源熱泵。在蔬菜脫水干制方面，常見的方法有熱風干制、微波干制、膨化干制、紅外線及遠紅外線干制、真空干制等，推薦采用冷凍真空脫水法，既可以保留新鮮蔬菜的色、香、味、形，又能實現快速復水。

3.畜牧養殖

將綜合智慧能源應用于畜牧養殖，實現畜牧養殖電氣化，在禽類光照、棚舍保溫及通風、畜牧飼養、自動喂食、電動擠奶、電孵化、剪羊毛等方面實現清潔能源應用。實踐經驗表明，綜合智慧能源賦能畜牧養殖電氣化將節約大量的勞動力，降低產品的人工成本，而且對環境特別友好。在應用上，具體包括電孵化技術、棚舍保溫及通風自動化、畜牧飼養電氣自動化等。

4.水產養殖

將綜合智慧能源應用到水產養殖上，一方面是實現水產養殖電氣化，即因地制宜地選擇相應的電氣化技術替代傳統人工勞力，或增加某些傳統水產養殖沒有的技術服務，提高水產品的產量與質量。在實際生產中，水產養殖對環境要求較高，而傳統能源對環境污染較為嚴重，可能會影響水質，進而影響水產品的口感。電氣化技術包括池塘清淤、增氧、水體循環、水草收割、投飼、水體加熱、捕撈運輸等。另一方面，當前魚塘養殖可以與光伏產業相結合，實現“漁光互補”，即通過形成“上面發電、下面養魚”“一種資源、兩個產業”集約發展模式，達到“1+1>2”的效果。這種模式不需要占用農業、工業和住宅用地，大大提高了單位面積土地經濟價值；同時，太陽能電池板還可以減少水面蒸發量，抑制藻類繁殖，保護水資源，實現了社會效益、經濟效益和環境效益的多贏。

（二）鄉村產業方面

1.鄉村旅游景點

隨著鄉村旅游產業的發展，景區內出現越來越多的非清潔能源消費，對景區環境造成了嚴重的威脅。因而，應在鄉村旅游景區大力發展綜合智慧能源，通過電能替代、節能環保等技術，將傳統景區中的燃煤鍋爐、瓶裝煤氣、農家柴灶、燃油公交、燃油擺渡車、傳統碼頭、景區照明等改造為電供熱（制冷）、電炊具、電動汽車、低壓岸電、綠色照明。建設綠色環保型全電景區，可以取得較好的示范效果，對節能減排、環境保護、可持續發展具有重要意義。具體應用包括全電廚房、電動車船等。

2.民宿

民宿作為鄉村旅游不可或缺的一部分，是現代人體驗鄉村生活的主要載體。將綜合智慧能源和民宿產業相結合，對推進國家鄉村振興、帶動全域旅游新發展，將發揮重要作用。在綜合智慧能源系統下，民宿通過實施電能替代提高電氣化水平，實現在民宿烹飪、采暖、空調、照明、熱水供應等各方面，在具體應用上，包括廚房用能、客房采暖、熱水供應系統等方面，也包括洗衣機、吸塵器、掃地機器人等電子設備的加入。

（三）城鄉生活方面

1.綠色交通出行

綠色交通出行就是選擇對環境影響小的出行方式，主要是以清潔能源為出行的主要動力。目前，電動汽車已經惠及到廣大農村，應用于農業、運輸、旅游、商業、教育等領域，既節約能源、提高能效、減少污染，又益于健康、兼顧效率。然而，電動汽車的充電設施并沒有得到相應發展，因此有必要推進電動汽車充電設施向鄉村地區普及，服務鄉村電動汽車便捷出行。設施可應用于校車、廠車（景區專用）、貨車、旅游車、農用車等鄉村純電動汽車。

2.智慧路燈

智慧路燈利用光伏發電和風力發電作為清潔能源，同時在路燈上搭載各種傳感器及感知設備，如充電樁、LED信息發布屏、高清攝像頭、應急報警、5G基站搭載網絡、無線WIFI、停車檢測主機、環境監測組件、井蓋及積水監測主機、城市廣播等；同時，利用物聯網及互聯網技術，實現智慧照明、智慧車輛人流監控、社區資訊推送、智慧廣播、環境監測等功能。

3.家庭電氣化

家庭電氣化主要是將綜合智慧能源應用到家庭電氣化中，包括傳統的廚房電氣化、家居電氣化、潔衛電氣化和近年來基于人工智能、物聯網、人性化交互等技術所產生的家居智能化。具體又可以分為以下兩種生活場景。

第一，集中式智慧生活場景。該場景主要應用于大型農場或者農村新型村民社區，用能較為集中。在該場景下，可通過建設屋頂光伏、風力發電機等能源生產型設備生產出清潔能源；也可以結合當地沼氣情況，利用沼氣發電機設備開發清潔能源，以此來協調滿足用戶用電需求。同時，可以進一步引入電制冷機、電鍋爐以及其他儲能設備吸納清潔能源棄能，以此來滿足用戶冷、熱需求。在該種模式下，既實現了清潔能源的可持續創造，又能夠實現系統能源協同轉換。

第二，分布式智慧生活場景。該場景主要應用于農村分散的家庭中，用能較為分散。在該場景下，通過多能互補來滿足用戶電、冷、熱的需求，比如建設屋頂光伏、利用秸稈等生物質資源等。

三、綜合智慧能源賦能現代農業發展的商業模式

當前，在綜合智慧能源賦能現代農業發展中，農業主體需求多種多樣，個性化、定制化特征明顯，這和傳統的流程化、批量化模式大不相同。該產業的可持續發展離不開商業模式的創新。

所謂商業模式，是指企業為滿足消費者的需求而設計出的一個組織管理企業各種資源，進而形成能夠提供產品和服務的系統，即通過設計商業途徑，實現價值創造、價值傳遞和獲取價值，最終推動企業項目的實施或者業務的開展。本文圍繞商業模式創造價值、傳遞價值和獲取價值，選擇價值主張、運營模式和盈利能力三個方面進行分析。

（一）價值主張

綜合智慧能源賦能現代農業發展項目可以通過開發利用清潔能源、構造智慧能源互聯網，為現代農業發展提供新能源，彰顯綠色發展的理念，因而產品和服務層面的價值主張為創新定制、綠色環保、低廉安全。

（二）運營模式

目前，綜合智慧能源服務項目開展的投資運營模式主要有以下三類（見表1）。

表1? 綜合智慧能源服務項目投資運營方式表

在第一種模式下，項目主體方不但要參與到綜合智慧能源服務項目建設投資和運營環節中，而且需要參與日常運維工作。只有將投資與運營聯系起來，才能產生利潤，投資主體需要承擔全部的項目風險，但也可以獲取全部的項目收益。在第二種模式下，項目主體方參與建設投資綜合智慧能源服務項目，項目建成后的運營則需要委托給具有運營能力的第三方企業，投資主體和運營主體共擔項目風險，雙方按比例共同享有項目收益。在第三種模式下，項目主體方不參與建設投資綜合智慧能源服務項目，而是直接承接建成后的項目運營。主體不承擔項目投資風險，運營利潤主要來自于運營過程產生的利潤分成。

目前，綜合智慧能源的運營方式有“建設—運營—移交”（BOT）模式和合同能源管理（EMC）模式。在BOT模式下，由發起方負責項目的投資、建設和后期維護，待項目成熟后再轉移給業主方。在收益分配方面，主要采用合同能源管理（EMC）模式，其中發電收益由發起方享有，項目運營過程中因減少能源費用而導致的額外收益按規定比例分配。

（三）盈利分析

綜合智慧能源賦能現代農業發展能否可持續發展，關鍵在于盈利能力的大小。因此，有必要設計一個可行的定價策略和盈利模式，以此來促進該產業持續發展。

在定價機制上，提倡競爭導向的定價策略，以市場上相互競爭的同類產品或服務的價格為依據，以便在市場上獲得一定的優勢地位。因而，在定價機制上可以遵循“市場價（電價）+超額收益分成”的原則，采用“兩部制”收費模式：收費標準=供電服務費（超額收益分成）+發電流量費（市場電價）。在上述三種投資運營模式下，項目主體的成本、收益如表2。

四、結論和建議

隨著鄉村振興戰略和“3060”雙碳目標的推進，大力發展綜合智慧能源，改善農業發展用能結構，構建“清潔低碳、安全高效”能源體系，助力現代農業高效綠色發展勢在必行。為了更好促進綜合智慧能源賦能現代農業發展，可以從以下幾個方面著手推進。

第一，聚焦能源發展新態勢和農業用能新需求，強化農業生產電氣化技術與產品研發。加大農業生產電氣化新技術、新產品研發力度，推動潛在用能需求轉化為現實產品方案制訂，深化電蓄冷（熱）、電鍋爐、熱泵、多能協調控制等技術研發與設備研制，持續跟蹤研究低溫區域供熱、超低溫空氣源熱泵、播種收一體化電動設備、固體蓄熱材料等產品技術，不斷開辟現代農業用電新領域、新市場。同時，積極推廣電排灌、電保溫、電孵化、電烘干、電加工等農業生產電氣化新技術，推動農業生產設備升級。

第二，加強典型應用場景的探究，進一步創新優化商業模式。應用綜合智慧能源發展現代農業的市場廣闊，但存在用戶需求多樣化、個性化等特點，這與傳統的產品化、流程化、批量化等商業模式不相適應，因此需要繼續探究各種典型應用場景。同時，要增加商業模式的頂層設計和創新機制，實現各種場景都有相適應的商業模式，從而實現各個應用場景下項目收益的最大化。

第三，挖掘現代農業和綜合智慧能源相結合的優勢，增加客戶目標群。一方面，要繼續拓展農場等群體類客戶，在前期規劃和立項階段著手獲取特許經營權，以綁定客戶群，降低后續投資風險；另一方面，要開拓鄉村、城鎮這些較為分散的客戶，將綜合智慧能源進一步應用到廣大農村農業生產和農民生活中去。

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[責任編輯? ?柯? ?黎]