樊 月 楊元智

（延安農(nóng)業(yè)投資建設(shè)（集團）有限公司，陜西 延安 716000）

引言

近些年來，伴隨國際油價不斷上漲，光伏能源自身重要性與全球發(fā)展戰(zhàn)略意義得以顯現(xiàn)，同時，作為一種清潔能源，光伏發(fā)電具有極為廣闊的市場前景與發(fā)展空間，其目前已成為能源科學主要發(fā)展方向。光伏發(fā)電與農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的結(jié)合，能夠為新能源與農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整與可持續(xù)健康發(fā)展打下堅實基礎(chǔ)，而作為一個農(nóng)業(yè)大國，我國始終在采用高投入+高消耗的粗獷式方法維持經(jīng)濟增長，這便促使如何在經(jīng)濟轉(zhuǎn)型關(guān)鍵時期改變這種農(nóng)業(yè)發(fā)展方式成為首要解決問題。

1.光伏發(fā)電技術(shù)

1.1 光伏發(fā)電技術(shù)原理

在光伏發(fā)電方面，太陽能電池板屬于關(guān)鍵部分，光伏發(fā)電就是在太陽能電池板的幫助下，從聚光到電能的完整轉(zhuǎn)換過程，光伏發(fā)電的時代可以追溯到19世紀40年代末，生物學家在研究實驗環(huán)節(jié)看到了光伏的效用，為太陽能電池板的出現(xiàn)奠定了理論基礎(chǔ)。太陽能電池板的原理如下：在陽光下，集成icPN結(jié)中的電子器件可能會消化吸收光，進入自由充電狀態(tài)，并在晶體中高速移動，由此產(chǎn)生的孔洞也會隨著核心緊密移動PN結(jié)，按照一定的標準，最終在PN結(jié)中自由積累，而光能在PN結(jié)中積累，這時，PN結(jié)之間可能存在電位差，充分發(fā)揮電源的作用。

1.2 光伏發(fā)電系統(tǒng)

光伏發(fā)電系統(tǒng)包括以下關(guān)鍵部分：(1)光伏太陽能電池板。(2) 蓄電裝備。(3) 控制面板。(4) 逆變電源。使用光伏太陽能電池板可以完成太陽能到電磁能的轉(zhuǎn)換，再利用逆變電源進行相關(guān)轉(zhuǎn)換，然后輸送給客戶。

2.光伏發(fā)電與農(nóng)業(yè)結(jié)合原理

“光伏農(nóng)業(yè)大棚”是基于當代蔬菜大棚設(shè)施與太陽能光伏發(fā)電緊密結(jié)合的新型農(nóng)業(yè)設(shè)施，通過在蔬菜大棚上設(shè)置光伏發(fā)電設(shè)施，安裝在大棚上的太陽能電池板還具有紅外線感應(yīng)阻隔功能，解決了傳統(tǒng)蔬菜大棚的隔熱升溫問題，在實現(xiàn)綠色農(nóng)業(yè)的同時，提高作物種植的產(chǎn)量和效率。2019年我國光伏農(nóng)業(yè)呈現(xiàn)爆發(fā)式增長，2019年7月，截至2020年12月，我國光伏農(nóng)業(yè)大棚、漁光互補養(yǎng)殖、太陽能畜禽養(yǎng)殖大棚等新建項目已達900多個，截至2021年7月底，光伏農(nóng)業(yè)總數(shù)量已達1400余個，農(nóng)村市場成為我國光伏市場的新突破點。基于這樣的環(huán)境，我國光伏發(fā)電設(shè)施農(nóng)業(yè)將進入發(fā)展的機遇期。

3.光伏農(nóng)業(yè)發(fā)展出現(xiàn)的問題

光伏農(nóng)業(yè)設(shè)施是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)與現(xiàn)代設(shè)施相結(jié)合的新事物，這種創(chuàng)新方式由于對象的控制權(quán)、義務(wù)和責任，在實驗和實施過程中并沒有很協(xié)調(diào)，不可避免地存在相關(guān)問題。政府部門、企業(yè)、農(nóng)民的情況都存在一定的誤差，值得進一步探索和完善。

3.1 政府前期投資負擔大

以陜西省為例，對于光伏發(fā)電設(shè)施，地方政府農(nóng)業(yè)部門要在前期補貼4700萬元，未來三年補貼1200萬元；在發(fā)電中后期，政府將對這種發(fā)電方式給予補貼，標準為每千瓦時0.7元，早期資本投資總額超過7100萬元。中后期，隨著發(fā)電量的進一步增加，政府補貼力度不斷加大，按照每年發(fā)電量800萬千瓦時計算，政府部門每年向太陽能發(fā)電公司的發(fā)電網(wǎng)絡(luò)支付費用，需要補貼450萬；當?shù)靥柲芷髽I(yè)估計6-8年就能收回成本，因此前幾年納稅不會太多。費用增加而收益少，勢必給政府部門造成很大的經(jīng)濟負擔，政府部門的經(jīng)費籌措建立了更高的要求。經(jīng)濟發(fā)展水平低、地方財政收入一般的地區(qū)，建設(shè)光伏發(fā)電設(shè)施存在一定困難，這成為當前光伏農(nóng)業(yè)發(fā)展的桎梏之一。

3.2 由于缺乏對農(nóng)業(yè)的投入和重視，企業(yè)往往會出現(xiàn)經(jīng)營不善

當?shù)剡\營光伏設(shè)施的中節(jié)能是一家新能源企業(yè)，在農(nóng)業(yè)方面并不擅長。雖然其成立了農(nóng)業(yè)管理部、銷售部，可就目前的情況來說，陜西地方大棚種植農(nóng)作物的關(guān)鍵是土豆、青稞、玉米等，土豆總面積較大，約420畝，占50%，青稞種植比例為約 25%，約200畝土地資源用于園林綠化、旅游觀光。此外，在調(diào)查期間，近17%的土地資源未被利用，其中土豆長周期短，近年多采收。通過調(diào)查和走訪了解到，公司于2021年種植玉米，現(xiàn)階段尚未采收，公司目前的農(nóng)牧業(yè)收入基本來源于土豆，但由于公司成立時間短、速度快，尚未建立相對穩(wěn)定的營銷渠道，土豆雖然在2014年初有賣，但銷量并不好。此外，當?shù)剞r(nóng)業(yè)機械化水平較低，設(shè)施農(nóng)機發(fā)展也緩慢，設(shè)施種植機械和自動化水平較低。當?shù)仄髽I(yè)農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)過程中的土層培育、種植、澆水、施肥、環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)等工作大部分由人工完成，種植條件相對落后，生產(chǎn)率不高。農(nóng)業(yè)機械配套設(shè)施水平不高，目前產(chǎn)品型號少，缺乏專用微型作業(yè)機，大棚內(nèi)各種切割需要的作業(yè)機械設(shè)備較少，配套設(shè)施較少，企業(yè)對農(nóng)業(yè)設(shè)施的資金投入明顯不足，只有大量專業(yè)化的農(nóng)業(yè)設(shè)施才能提高糧食作物的生長水平，才能從根本上改善糧食作物產(chǎn)銷難問題。

3.3 農(nóng)戶的權(quán)益難以保障，企業(yè)與農(nóng)民之間利益聯(lián)結(jié)機制不緊密

在征地初期，農(nóng)民的利益得不到保障，山東省政府通過承包土地為農(nóng)民出租了500畝土地資源，每年1000畝地租，共30年，一次性付清5年。首先，與當?shù)叵啾?，每畝土地純收入約1500元，一畝地地租不高；其次，租期過長，增加了農(nóng)民的風險，使他們基本缺乏土地資源，土地資源的歸屬將成為一個復雜的問題，直到合同期限屆滿，只有約 30% 的農(nóng)戶對土地流轉(zhuǎn)合同感到滿意。很多人對目前農(nóng)村土地流轉(zhuǎn)狀況不滿意，這從側(cè)面說明農(nóng)戶正處于農(nóng)村土地流轉(zhuǎn)過程中，國家利益得不到保障。農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)經(jīng)營以農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化經(jīng)營方式為基礎(chǔ)，利用高新技術(shù)，將現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展為高效農(nóng)業(yè)；根據(jù)企業(yè)、農(nóng)業(yè)合作機構(gòu)和農(nóng)民的利益，發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)，連接企業(yè)、農(nóng)民和銷售市場的全產(chǎn)業(yè)鏈，為企業(yè)和農(nóng)民創(chuàng)造巨大的權(quán)益。但是，太陽能發(fā)電設(shè)施企業(yè)與農(nóng)戶的權(quán)益并沒有緊密聯(lián)系，公司按勤勞天數(shù)（日結(jié)算）支付給農(nóng)民，公司的農(nóng)業(yè)、盈虧與農(nóng)民無關(guān)，這是為了農(nóng)民的生產(chǎn)主動性和相互合作，這在一定程度上限制了光伏農(nóng)業(yè)的發(fā)展。

4.光伏發(fā)電的現(xiàn)狀

4.1 光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)備生產(chǎn)狀況分析

如前所述，光伏太陽能電池板是太陽能發(fā)電系統(tǒng)中的關(guān)鍵部件，在這個階段，非常多的公司從事制造和銷售，放眼國際市場，光伏太陽能電池板年均總產(chǎn)值多年保持在4000MW以上，我國在該行業(yè)的市場占有率穩(wěn)居世界前列。以尚德制造現(xiàn)狀為例，公司生產(chǎn)能力為327.0MW/年，居我國第一、世界第三，不難看出我國在光伏發(fā)電系統(tǒng)和機械設(shè)備生產(chǎn)方面的巨大優(yōu)勢和發(fā)展?jié)摿ΑＮ覈诠夥l(fā)電年發(fā)電量水平上領(lǐng)先于車用光伏電池產(chǎn)業(yè)鏈。從以上信息可以看出，我國光伏發(fā)電系統(tǒng)的年發(fā)電水平有待提高。除了光伏太陽能充電電池，光伏控制器也是廠商關(guān)注的焦點，在全球范圍內(nèi)，我國在一個產(chǎn)業(yè)的制造水平上不占優(yōu)勢，落后于歐洲和日本等優(yōu)秀地區(qū)和我國，此外，光伏控制器的技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)品開發(fā)水平有待提高。

4.2 光伏發(fā)電系統(tǒng)在我國的應(yīng)用

在中國，太陽能資源不僅種類豐富，而且分布廣泛，資源總量超過5000 MJ/（平方米年），因此，我國在光伏太陽能發(fā)電的發(fā)展上具有一定的先天優(yōu)勢。在我國，光伏發(fā)電的利用主要集中在以下四個地區(qū)：(1)農(nóng)村和邊遠地區(qū)；(2)通訊和工業(yè)生產(chǎn)；(3) 光伏太陽能產(chǎn)品；(4)光伏發(fā)電系統(tǒng)。近年來，我國先后完成了一批示范太陽能發(fā)電系統(tǒng)，例如600W太陽能抽水系統(tǒng)，輸出電壓為220VAC，日發(fā)電量為1.8kWh，日抽水量為30m2/(20m)。又如100kw并網(wǎng)太陽能供配電系統(tǒng)，輸出電壓為220VAC，日發(fā)電量為350kWh，太陽能發(fā)電產(chǎn)業(yè)鏈屬于政府部門推動的示范工程，其商業(yè)化應(yīng)用還有很長的路要走。

5.光伏設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展對策建議

5.1 完善市場機制，推動政府角色理念轉(zhuǎn)變

光伏設(shè)施農(nóng)業(yè)初期投資較大，總占地面積較大，政府部門在引進設(shè)施方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，政府部門應(yīng)作為中介，提供太陽能發(fā)電企業(yè)與農(nóng)民的聯(lián)系方式，向農(nóng)民征集土地資源，向企業(yè)采購設(shè)備并給予一定的資金支持。這就需要政府部門轉(zhuǎn)變自身建設(shè)項目的核心理念，把建設(shè)項目作為促進當?shù)厣鐣?jīng)濟發(fā)展和農(nóng)民增收的途徑，而不是盲目跟風、響應(yīng)國家號召推進建設(shè)項目的思路。在承包土地時，總的目標是使農(nóng)民的利潤最大化，同時，企業(yè)也沒有必要過分依賴國家補貼，補貼已經(jīng)給地方政府財政局造成了明顯的壓力，補貼金額應(yīng)在調(diào)控的同時，向不同方向分散補貼。發(fā)電和農(nóng)業(yè)產(chǎn)銷補貼多管齊下，企業(yè)不僅要關(guān)注發(fā)電的經(jīng)濟效益，更要提高農(nóng)業(yè)的經(jīng)濟效益，達到滿足市場需求的水平。

5.2 增強企業(yè)自主意識，開辟自身可持續(xù)發(fā)展道路

首先，由于發(fā)電技術(shù)創(chuàng)新的周期時間很慢，發(fā)電經(jīng)濟效益提高，空間不大，從農(nóng)業(yè)的角度來看，企業(yè)還沒有整合農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)和銷售，因此，企業(yè)應(yīng)根據(jù)大棚的周期性市場前景和自身標準，有效引進農(nóng)業(yè)技術(shù)人才，整合供應(yīng)鏈。開展大棚產(chǎn)業(yè)化專業(yè)批發(fā)。改變目前無目的、無方向的農(nóng)產(chǎn)品種植，盡量使生產(chǎn)的農(nóng)產(chǎn)品符合市場前景，滿足交易質(zhì)量的要求。另外，在后續(xù)的光伏農(nóng)業(yè)引進中，項目公司的選擇非常重要，項目公司不能只經(jīng)營農(nóng)業(yè)，也不能只生產(chǎn)光伏產(chǎn)品，必須同時具備太陽能發(fā)電和農(nóng)業(yè)技術(shù)，或者項目公司由太陽能發(fā)電公司和農(nóng)業(yè)龍頭企業(yè)共同創(chuàng)立。

5.3 完善產(chǎn)業(yè)鏈，促進信息透明，促使行業(yè)進入良性循環(huán)

詳細的全產(chǎn)業(yè)鏈對光伏農(nóng)業(yè)的發(fā)展非常有幫助，政府部門可以將補貼從發(fā)電補貼轉(zhuǎn)移到適用領(lǐng)域產(chǎn)銷鏈的基礎(chǔ)建設(shè)，對光伏大棚農(nóng)業(yè)技術(shù)進行強力推廣，同時協(xié)助企業(yè)打造營銷傳輸鏈，使太陽能發(fā)電企業(yè)的農(nóng)產(chǎn)品及時接入各大商場，避免企業(yè)自身在市場開拓中不必要的探索。同時，確保農(nóng)民在產(chǎn)業(yè)發(fā)展中具有主要影響力，讓農(nóng)民能夠體驗到企業(yè)經(jīng)營利潤提高的效果，而不是僅僅承擔生產(chǎn)階段只獲得該階段的報酬。

5.4 增強農(nóng)戶權(quán)利意識，積極適應(yīng)新型生產(chǎn)方式

農(nóng)民在我國承包土地時應(yīng)以村主任為權(quán)利中介，主動維護自己的正當權(quán)益，使我國的地租適當增加，減少土地使用權(quán)缺失的影響，盡可能減少征稅，減少農(nóng)民的不良情緒。農(nóng)民要積極參加新型生產(chǎn)工藝技術(shù)培訓，提高自覺性，全面掌握生產(chǎn)過程的各個環(huán)節(jié)，配合公司的獎勵制度，并確保靈活使用各種生產(chǎn)和制造專業(yè)知識。建立企業(yè)與農(nóng)戶的緊密聯(lián)系，形成一定的農(nóng)戶日常儲備，并開展相關(guān)學習培訓，使其達到設(shè)施日常維護的技術(shù)規(guī)范。強化農(nóng)業(yè)全過程管理方式，借鑒國外專業(yè)管理體系和完善的管理經(jīng)驗，以創(chuàng)新進取為核心理念，明確市場運行機制，形成簡化、分階段、我國設(shè)施農(nóng)牧業(yè)封閉式發(fā)展管理，不斷完善其制度管理和運行機制。提高我國農(nóng)業(yè)的社會經(jīng)濟效益、環(huán)境效益和經(jīng)濟效益，充分有效利用土地資源，降低經(jīng)營成本，減少環(huán)境污染，配套設(shè)施齊全，確保農(nóng)業(yè)穩(wěn)步發(fā)展。

6.光伏發(fā)電技術(shù)發(fā)展前景展望

現(xiàn)階段，我國光伏企業(yè)的市場重點集中在歐美等發(fā)達國家和地區(qū)，為了改變這種狀況，目前我國出臺了多項光伏補貼政策，以促進中國市場的開放和發(fā)展，堅信在不久的將來，我國光伏企業(yè)解決產(chǎn)能過剩的現(xiàn)狀大有希望。我國已經(jīng)明確指出了中北部地區(qū)分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的建設(shè)，并提到了城市建設(shè)一體化的核心理念，因此，未來我國光伏產(chǎn)業(yè)將重點發(fā)展分布式光伏發(fā)電。太陽能發(fā)電與工程建筑一體化的研究，可以預期，光伏行業(yè)已經(jīng)從高端市場轉(zhuǎn)向中下游市場，這些制造太陽能照明設(shè)備和屋頂太陽能發(fā)電的企業(yè)將進入發(fā)展的突破口。光伏企業(yè)應(yīng)將核心活力投入到更高端的技術(shù)開發(fā)、設(shè)計、科研和應(yīng)用，如以下幾個層面：(1)并網(wǎng)光伏發(fā)電電路的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)； (2)分布式系統(tǒng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的機械能管理方法； (3)系統(tǒng)軟件的標識和實時監(jiān)控系統(tǒng)的技術(shù)性。此外，安裝、維護等領(lǐng)域的一系列增值服務(wù)。從目前的銷售市場來看，晶硅太陽能電池板在行業(yè)內(nèi)仍然很受歡迎，但很多企業(yè)已經(jīng)慢慢將人力、物力等資源轉(zhuǎn)化為太陽能。薄膜太陽能電池板的研究。與晶體硅太陽能電池板相比，太陽能薄膜電池板對高溫、潮濕和寒冷的適應(yīng)性更強。因此，它們常見于中下游的金屬幕墻。它們在成本水平上也具有優(yōu)勢。生產(chǎn)階段消耗的電能沒有晶體硅太陽能電池板高1/2。我國幅員遼闊，有大量可用的太陽能資源。光伏太陽能發(fā)電的技術(shù)性不僅是一種新能源技術(shù)，而且在轉(zhuǎn)化率的層面上也在不斷提高。我堅信光伏產(chǎn)業(yè)未來的發(fā)展將有更美好的未來，為中國的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)和新能源開發(fā)技術(shù)以支撐，為健康發(fā)展態(tài)勢奠定堅實基礎(chǔ)。

結(jié)語

在農(nóng)業(yè)日后發(fā)展過程中，光伏發(fā)電會成為我國新能源主要發(fā)展方向，通過將農(nóng)業(yè)與光伏發(fā)電有機融合，能夠促使農(nóng)業(yè)科技得到進一步提升，并為我國農(nóng)業(yè)相關(guān)產(chǎn)業(yè)提供有力推動，而這也正是我國農(nóng)業(yè)可持續(xù)健康發(fā)展以及現(xiàn)代化、集約化過程中的有力保障。