劉中秋

(遼寧省農(nóng)業(yè)發(fā)展服務(wù)中心農(nóng)村能源環(huán)保事業(yè)部,遼寧 沈陽 110034)

習(xí)近平同志在中央財經(jīng)領(lǐng)導(dǎo)小組第十四次會議上提出農(nóng)村能源革命的概念,并強調(diào)推進北方地區(qū)清潔采暖等6 個問題。“十九大”報告又提出了鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略。鄉(xiāng)村沒有現(xiàn)代化的能源利用體系,農(nóng)村能源革命就無從談起,鄉(xiāng)村振興更無從談起,抓好農(nóng)村用能問題具有重大意義?！耙虻刂埔?、多能互補、綜合利用,講求效益”是農(nóng)業(yè)部提出的農(nóng)村能源建設(shè)指導(dǎo)方針。尤其是多能互補,特別適用于現(xiàn)階段農(nóng)村能源突破局限,實現(xiàn)新增長,提高效益,擴大戰(zhàn)果。多能互補對提高農(nóng)村能源技術(shù)的生存能力和綜合效益方面具有重要意義。

近年來,遼寧省著力打造分布式能源自供給系統(tǒng),以村為基本單元,推廣農(nóng)村能源多能互補模式,試點村基本達到生活能源自給自足。為了研究遼寧省多能互補利用模式,下面以沈陽市李相街道王士蘭村為例進行研究分析。

1 王士蘭村概況

王士蘭村位于沈陽市渾南區(qū),村域面積803.8 hm2,耕地373.3 hm2,人口1 560 人,人均收入21 200 元。2017年,該村被列為全球清潔爐灶炕聯(lián)盟試點,開展了北方農(nóng)村戶用清潔采暖模式及其他采暖新技術(shù)建設(shè)。

1.1 農(nóng)村能源發(fā)展概況

2015 年開始,王士蘭村逐漸認(rèn)識到發(fā)展再生清潔能源的重要性,該村把農(nóng)村能源、生態(tài)建設(shè)與推進城鄉(xiāng)一體化、發(fā)展高效生態(tài)農(nóng)業(yè)、發(fā)展鄉(xiāng)村旅游有機結(jié)合,把能源與生態(tài)融于一體發(fā)展。截至目前,圍繞加強農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)建設(shè)、促進農(nóng)業(yè)穩(wěn)定發(fā)展和農(nóng)民持續(xù)增收的目標(biāo),全村建設(shè)吊炕450 鋪、戶用沼氣池43 戶、戶用太陽能光伏發(fā)電52戶、太陽能采暖房32 戶(2 560 m2)、太陽能溫室大棚2座、源民合作社秸稈收儲點1 處;安裝節(jié)能炊事采暖爐350 臺、太陽能路燈260 盞、太陽能熱水器160 臺、太陽能殺蟲燈110 盞,改造衛(wèi)生廁所400 戶。2018 年,新建秸稈沼氣集中供氣工程1 處,全村使用上了管道燃?xì)狻Ｍㄟ^農(nóng)村能源技術(shù)的推廣,不僅將王士蘭村打造成為生態(tài)文明的美麗鄉(xiāng)村,促進了農(nóng)民增收節(jié)支,而且北方農(nóng)村戶用清潔采暖模式、秸稈能源化利用和太陽能綜合利用技術(shù)的結(jié)合,基本使該村秸稈和畜禽糞污等農(nóng)業(yè)廢棄物得到資源化利用,同時促進了農(nóng)民炊事和采暖清潔化、便捷化,打造了區(qū)域內(nèi)分布式能源模式,向“零碳村”目標(biāo)邁進,為遼寧省在農(nóng)村能源方面促進鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的實施,提供了很好的范本。

1.2 能源結(jié)構(gòu)分析

王士蘭村年人均能源消費總量約為2.55 t 標(biāo)準(zhǔn)煤(表1)。

包括煤炭、電力、液化石油氣在內(nèi)的商品能源是主要能源來源,占40%,其次秸稈、薪柴等生物質(zhì)能源,占72%。室內(nèi)取暖和炊事是最主要的兩大能源需求,占71%。在碳排放方面,農(nóng)村家庭用電和用煤的碳排放量最高,超過70%。取暖是其中最主要的碳排放來源。

結(jié)論:王士蘭村居民家庭生活能源由單一型向多樣性、優(yōu)質(zhì)型、清潔型轉(zhuǎn)變,農(nóng)民生活環(huán)境大大改善,生活質(zhì)量大大提高,生活能源獲取更加便捷,對環(huán)境污染越來越小;農(nóng)戶對能源利用的觀念不斷更新,更加傾向于清潔高效的能源利用方式。

2 王士蘭村主要發(fā)展農(nóng)村能源模式

王士蘭村農(nóng)村能源系統(tǒng)分為3 大系統(tǒng),即采暖系統(tǒng)(取暖)、炊事系統(tǒng)(炊事)和太陽能綜合利用系統(tǒng)(熱水、照明、發(fā)電),基本覆蓋了農(nóng)戶日常生活用能。

表1 2010 年和2017 年王士蘭村居民人均能源結(jié)構(gòu)對比

2.1 采暖系統(tǒng)

遼寧省冬季氣候寒冷,采暖期長,經(jīng)過幾年的試點示范,王士蘭村大部分農(nóng)戶均建設(shè)了適合遼寧省氣候特點的北方農(nóng)村戶用清潔采暖模式,受到了農(nóng)民群眾的歡迎。該模式主要是將高效節(jié)能炊事采暖爐具+吊炕+水暖空調(diào)+暖氣打包推廣,形成了“四位一體”立體供暖模式。經(jīng)過科學(xué)設(shè)計的節(jié)能爐和吊炕搭配,熱效率從老式炕灶的35%提升到75%以上,爐具單獨熱效率可達80%以上,遠遠超過土灶和普通煤爐。爐具爐膛設(shè)計合理,可燃用多種生物質(zhì)燃料以及燃煤等。據(jù)調(diào)查,農(nóng)戶原使用普通煤爐、老式炕和土暖氣取暖,戶均燒煤3 t,折合2 400 元,室內(nèi)溫度在14～18 ℃左右;在建設(shè)北方戶用清潔采暖模式后,一個采暖季燒煤不到2 t,約1 600 元,室內(nèi)溫度可維持20 ℃以上,節(jié)支800 元以上。戶均節(jié)省1 t 標(biāo)準(zhǔn)煤可減排二氧化碳2.62 t 二氧化硫8.5 kg、氮氧化物7.4 kg。農(nóng)戶家中衛(wèi)生條件也大大改觀;吊炕多面散熱,溫暖舒適,水暖空調(diào)加熱迅速,清潔方便,徹底解決了炕熱屋冷的狀況,加上暖氣,在室外極溫條件下,四者結(jié)合可使室內(nèi)溫度迅速達到20 ℃以上。通過模式建設(shè),既能優(yōu)化用能結(jié)構(gòu),也能促進節(jié)能減排,同時保護了資源環(huán)境。

該模式整體造價在5 000 元左右,其中采暖爐800元、吊炕2 000 元、熱水空調(diào)1 000 元,暖氣1 000 元,安裝費用200 元。假設(shè)政府每戶補貼2 500 元,農(nóng)戶自籌2 500 元。以煤為燃料計算,每年可節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤1 t,約800元,農(nóng)戶自籌部分3 年即可收回全部成本,投資回收率達35%以上。如農(nóng)戶部分燃料使用玉米芯、薪柴等,成本基本可忽略不計,2 年即可收回成本,推廣前景較好;如政府不補助,農(nóng)戶大約6 年可收回成本,投資回收率16%以上,但生活環(huán)境的改善和居民健康的價值遠超投資價值。

該村在現(xiàn)有的北方農(nóng)村戶用清潔采暖模式基礎(chǔ)上,還探索了新的戶用采暖模式:太陽能集熱器與節(jié)能爐、吊炕相結(jié)合。將節(jié)能爐與吊炕、暖氣及太陽能集熱器連接,白天利用太陽能集熱器與暖氣進行供暖,晚上采用節(jié)能爐與暖氣、吊炕進行供暖,年可節(jié)省50%燃煤;在秸稈沼氣集中供氣工程達產(chǎn)后,將繼續(xù)推廣燃?xì)獗趻鞝t等采暖方式。2019 年,王士蘭村開始建設(shè)民宿和村民集中上樓工程,供暖面積1.3 萬m2,住戶150 戶,將同步建設(shè)秸稈打捆直燃集中工程,把秸稈作為燃料實現(xiàn)集中供暖。

2.2 炊事系統(tǒng)

該系統(tǒng)主要以秸稈沼氣集中供氣的方式實現(xiàn),輔助用液化氣、電等。

王士蘭村大型秸稈沼氣工程實現(xiàn)了全村集中供氣。該工程將秸稈和糞便作為原料進行發(fā)酵,產(chǎn)生的燃?xì)馔ㄟ^管道輸送到農(nóng)戶。采取運作模式是農(nóng)戶可以購買燃?xì)?也可用秸稈換燃?xì)?。計? 元/m2。目前,王士蘭村家庭年均用氣成本880 元左右,如果用沼氣,每戶每天用氣0.8 m3,全年利用沼氣292 m3,用氣成本在584 元左右,年可節(jié)支300 元左右。秸稈沼氣工程不僅使農(nóng)戶用上了方便的管道燃?xì)?廚房變得美觀干凈,也使得周邊秸稈找到消耗出口,解決了秸稈焚燒問題。沼液沼渣還可以作為肥料,用于500 余棟大棚生產(chǎn)無公害蔬果,發(fā)展綠色生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)。

2.3 用電照明系統(tǒng)

太陽能綜合利用系統(tǒng)主要是解決農(nóng)戶的輔助取暖、用電、照明等方面需求。主要技術(shù)內(nèi)容以戶用分布式光伏發(fā)電技術(shù)、太陽能熱水蓄熱技術(shù)、太陽能采暖房技術(shù)等,3 種技術(shù)可整合為太陽能節(jié)能建筑一體化技術(shù)。

太陽能光伏發(fā)電是分布式能源自供給系統(tǒng)不可或缺的部分。王士蘭村有52 戶居民安裝了光伏發(fā)電,戶均裝機5 kW·h,建設(shè)投資4 萬元左右。每戶日收入在20 元左右,年發(fā)電增加收入5 000 元以上,投資回報率在12%～17%左右,不僅能抵消用電成本,還能實現(xiàn)盈余。項目建設(shè)分為兩種模式:一種是農(nóng)戶自己投資,年獲發(fā)電補貼5 000 元左右;另一種與企業(yè)合作,由企業(yè)承擔(dān)80%的建設(shè)投資,省級和農(nóng)戶各承擔(dān)10%投資,運行階段由企業(yè)運作,每年給農(nóng)戶發(fā)放發(fā)電補貼,農(nóng)戶在4～5 年收回自籌部分成本。企業(yè)收回成本后,產(chǎn)權(quán)歸農(nóng)戶。

王士蘭村不少農(nóng)戶均建設(shè)了太陽能采暖房。據(jù)入戶調(diào)查,太陽能采暖房比普通民房投資增加10%～15%左右。在無輔助熱源的情況下,比普通房室內(nèi)溫度高5～8 ℃左右,室內(nèi)外溫差達到15 ℃以上。太陽房可以節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤0.0133 t/m2。按照戶均80 m2計算,每年每戶就可節(jié)約1.06 t 標(biāo)準(zhǔn)煤,節(jié)支848 元。太陽能熱水器可以為農(nóng)民洗浴提供熱水,也可以作為地?zé)釤嵩?。?jù)測算,太陽能熱水器年可節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤0.12 t/m2。太陽能采暖房和太陽能熱水器一次投資,長久受益。在照明方面,王士蘭村的主要街道、文化廣場等地點已經(jīng)基本全部安裝了太陽能路燈,極大方便了農(nóng)民夜間出行。太陽能綜合利用技術(shù)的發(fā)展,大大提升了王士蘭村農(nóng)民的生活品味和質(zhì)量,同時創(chuàng)造了額外收益。

3 存在問題分析

3.1 從長遠來看,煤改電、煤改氣是清潔用能的大趨勢,但由于使用電和氣的成本較高,存在冬季取暖時期供應(yīng)不足的問題,效果也還有不盡如人意之處。農(nóng)村清潔用能仍需遵循“因地制宜、多能互補”的方針,充分利用當(dāng)?shù)氐馁Y源,根據(jù)當(dāng)?shù)氐馁Y源條件和居民可承受力選擇適合當(dāng)?shù)氐募夹g(shù)路線和方式。在農(nóng)村地區(qū),最終方向還是因地制宜、多能互補。

3.2 農(nóng)村能源技術(shù)存在一定公益性,投資回收期較長,一次性投入較大,在沒有政府引導(dǎo)的情況下,農(nóng)戶自發(fā)建設(shè)意愿不足。政府未來還需綜合運用政策引導(dǎo)加市場化機制,推動炊事采暖用能盡快清潔化、優(yōu)質(zhì)化、再生化,確保這一民生工程走得穩(wěn)、走得遠。

3.3 就人居環(huán)境整治來說,農(nóng)村地區(qū)垃圾和污水如何處理仍然是難題,農(nóng)村能源技術(shù)具備解決兩大問題的能力,但目前探索建設(shè)和積極介入的省市還很少。采用農(nóng)村地區(qū)大量的有機垃圾、糞便、污水等資源生產(chǎn)生物燃?xì)馐菍崿F(xiàn)農(nóng)村燃?xì)饣牡统杀竟饽Ｊ?也是解決農(nóng)村地區(qū)垃圾、污水問題的有效手段。

3.4 農(nóng)村能源與農(nóng)業(yè)發(fā)展結(jié)合不夠,沒有真正融入農(nóng)業(yè)發(fā)展大循環(huán)里,導(dǎo)致越干越窄、越干越?jīng)]后勁的情況。農(nóng)村能源須將能源建設(shè)和解決農(nóng)村生態(tài)環(huán)境問題相統(tǒng)一,必須是以解決秸稈、糞便、垃圾等農(nóng)業(yè)廢棄物的角色融入大農(nóng)業(yè)循環(huán),充分發(fā)揮其在秸稈綜合利用、循環(huán)農(nóng)業(yè)、垃圾處理、美麗鄉(xiāng)村建設(shè)、小城鎮(zhèn)建設(shè)等方面的重要作用,才能有廣闊的發(fā)展前景,才能步入持續(xù)發(fā)展快車道。

4 下一步建議

4.1 開展北方清潔炊事取暖新農(nóng)村建設(shè)

根據(jù)農(nóng)村用能分散、小型的特點,應(yīng)推廣適合當(dāng)?shù)亟?jīng)濟、資源條件的清潔炊事取暖技術(shù),適應(yīng)當(dāng)前農(nóng)業(yè)農(nóng)村轉(zhuǎn)型形勢,把提高效率、降低使用成本、降低環(huán)境污染、方便衛(wèi)生作為主要目標(biāo)。在炊事方面,以秸稈、糞便等農(nóng)業(yè)廢棄物以及有機垃圾為原料,以氣化、發(fā)酵為手段,重點發(fā)展門站式、集中式供氣,探索市場化運營機制;在取暖方面,對于分散農(nóng)戶,推廣以節(jié)能爐具為技術(shù)核心的成熟的采暖模式,以及秸稈成型燃料、清潔型煤等燃料,加大中央和省級政策、資金扶持力度。建議對北方農(nóng)村戶用清潔取暖模式先行立項,每戶補助2 500 元,地方和農(nóng)戶自籌2 500 元;試點推廣空氣源熱泵、地源熱泵、太陽能取暖等其他高效率取暖技術(shù);對于集中上樓的和鄉(xiāng)鎮(zhèn)村公共場所,結(jié)合秸稈能源化利用示范縣建設(shè),重點發(fā)展秸稈直燃供暖技術(shù),每個試點補助20 萬元,中央補助比例為不高于50%,主要用于鍋爐購置和鍋爐房改造等。

4.2 大力發(fā)展分布式能源

短期內(nèi)商品化能源在農(nóng)村地區(qū)仍然無法滿足需求。隨著新農(nóng)村建設(shè),利用各種可再生能源利用方式和技術(shù)進行系統(tǒng)集成形成集約化的分布式能源系統(tǒng)是必然發(fā)展趨勢。建議開展分布式能源試點村建設(shè),每個村屯、鄉(xiāng)鎮(zhèn)能源體系自成系統(tǒng),部分能源消耗依靠太陽能、生物質(zhì)能、風(fēng)能等實現(xiàn)自我供給,不足部分靠電力、化石能源補充,實現(xiàn)60%以上能源消耗靠可再生能源供應(yīng)。

4.3 拓展農(nóng)村能源生態(tài)保護功能

進入生態(tài)文明時代,農(nóng)村能源已經(jīng)不僅僅是解決用能短缺問題,必須發(fā)揮其生態(tài)保護和循環(huán)利用的功能,才能保證持續(xù)發(fā)展。探索通過沼氣發(fā)酵、垃圾氣化等技術(shù)處理農(nóng)村垃圾和糞便的模式,建設(shè)垃圾、糞便處理試點,試點村垃圾進行分類,可利用部分與糞便均投入沼氣池進行發(fā)酵,或氣化,不可利用部分集中處理,形成垃圾處理機制。通過農(nóng)村能源建設(shè)實現(xiàn)對秸稈、糞便、垃圾等廢物群的處置處理。建議每個試點補助100 萬元。

4.4 因地制宜差別化發(fā)展農(nóng)村能源

農(nóng)村能源建設(shè)項目種類比較多,各個地區(qū)因為資源、生活習(xí)慣等不同,對能源項目的需求也有很大差別。對于城市周邊經(jīng)濟發(fā)達的農(nóng)村地區(qū),可先行炊事取暖“電氣化”;對于落后貧困地區(qū),往往這些地區(qū)也是資源有限、生態(tài)環(huán)境脆弱的地區(qū),建議結(jié)合扶貧項目,建立保障能源供應(yīng)的政策體系,充分利用當(dāng)?shù)氐目稍偕茉?例如秸稈、糞便,建立分布式能源體系,增加商品能源供應(yīng),逐步改善生態(tài)環(huán)境和農(nóng)戶用能習(xí)慣。

4.5 加強調(diào)查研究,做好頂層設(shè)計

在項目推廣前要充分進行調(diào)查研究,對農(nóng)戶的需求進行充分了解,對于符合當(dāng)?shù)貤l件,深受百姓歡迎的新能源項目,不但要持續(xù)推廣,更應(yīng)該加大推廣力度。同時,要做好頂層設(shè)計,必須掌握真實情況和數(shù)據(jù)。應(yīng)委托專業(yè)部門對農(nóng)村能源資源有多少、可實現(xiàn)轉(zhuǎn)化程度有多少、農(nóng)村未來的能源需求、各地農(nóng)村能源項目需求等進行調(diào)查,深入研究,摸清第一手?jǐn)?shù)據(jù),對農(nóng)村能源正確定位,搞清楚這些之后再提出下一步工作思路和目標(biāo)。這樣更有說服力,也體現(xiàn)科學(xué)發(fā)展的理念。