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1、农业园区农村能源互联网建设的开发模式全面推进乡村振兴对农村能源发展提出更高要求农村能源是农业农村发展的重要物质基础,构建绿色高效的能源供应消费体系是农业农村经济发展的必要保障。农业农村现代化发展的趋势下,能源的角色将会更加重要现代农业园区、农业加工企业等生产流程的电气化、现代化水平不断提升,对能源供应的多元化、定制化及安全性均提出更高要求;农村能源普遍服务水平的提升关系农民的获得感、幸福感;农村能源生产消费清洁化、高效化的发展趋势将有助于打造绿色低碳的生活环境,助力“美丽乡村”建设。我国农村地区的太阳能、生物质能等可再生能源资源丰富,开发潜力大。当前,我国农村能源消费仍处于增长阶段,电气化水平
2、有进一步提升的空间。同时,我国农村电力基础设施和供电服务的水平相对较高,但燃气、热力管网的建设和服务水平有待提升。受发展模式、经济性制约,其可持续发展动力主要在三方面受限。一是农村能源基础设施投资需求大、投资额高企,投资回收期普遍较长。二是农村能源发展受应用场景、经济性的制约,存在可持续运营难题。例如,受气源气价影响,燃气、热力网络的经济性问题影响了经营主体可持续运营。今年中央一号文件提出“推进燃气下乡”,未来农村燃气网络势必迎来较快发展,但应用场景有待明确。三是依赖政府补贴、国有企业帮扶。农村能源基础设施和配套服务发展模式在运营体系构建、商业模式设计、价格补贴机制方面还比较粗放。在当前农业规
3、模化、产业化的趋势下,农村企业、合作社等新兴主体有望参与到能源基础设施建设运营中,催生出新的商业模式。总体上看,我国农村能源发展取得了令人瞩目的成就,但仍面临诸多挑战:能源基础设施落后,气、热等基础设施尚需进一步发展;清洁化程度不高,煤炭仍在能源消费中扮演重要角色;社会化服务能力相对滞后,主要依赖帮扶补贴,未形成市场化、多方参与的可持续发展模式;环保压力较大,散烧煤、秸秆燃烧等给农村带来了严重的环境污染问题。基于我国农村能源发展的现实情况和未来农业农村发展的用能需求,农村能源互联网具有在技术创新、模式创新等方面的多重优势,能够更好地服务乡村振兴战略全面实施。农村能源互联网将支撑农业农村高质量发
4、展农村能源互联网并未脱离能源互联网的概念和范畴,而是结合农业农村特征的一种场景化实践。具体来说是以电为中心,以坚强智能电网为基础平台,深度融合应用先进信息通信技术、控制技术与先进能源技术,支撑能源电力清洁低碳转型、能源综合利用及效率优化、多元主体灵活便捷接入,具有清洁低碳、安全可靠、泛在互联、高效互动、智能开放等特征,深度结合农业农村发展需求的智慧能源系统。农村能源互联网是农业农村与能源的跨领域深度耦合,体现在能量流、农业物质流信息流、价值流的交叉融合,将支撑农村能源高质量发展,服务农业农村现代化。 “能量流+农业信息流”农业信息能够反映农业生产的诸多特性,结合农业信息调整能源供给,如根据大棚
5、温度调节热泵供温、根据鱼塘含氧量调节氧泵控制策略等,均能促进农业生产提质增效。农业生产流程、作物生长的特性又给能源多样化发展带来更多想象空间,例如农作物的温度敏感性相对较低,对其温度调节设备的短时、宽幅度启停介入可生成可观的需求响应资源等。 “能量流+农业物质流”蔬菜大棚、禽畜养殖等均离不开能源供给。农业生产反过来也能促进能源生产,如秸秆、禽畜粪便等也是良好的生物质资源,可以用来产生沼气后发电,从而形成能量流和农业物质流的耦合循环。 “能量流+农业物质流信息流+价值流”现代农业生产过程中的村集体、农业企业、农户均具有能源生产者和消费者的多重身份,可以参与能源系统的运营,从而产生新的商业模式,如
6、农村能源站、能源管网设施建设运营等。农村能源互联网除在技术方面需要因地制宜、创新发展外,更需要在业态模式方面进行探索,保证其可持续运营,提升农村能源社会化服务水平。从技术角度看,农村能源互联网技术的发展关键不在于技术本身,而在于结合农业农村场景化应用为导向的落地实践。现代化农业生产模式、生活用能场景给农业农村用能特性带来深刻变化,这种变化催生了能源系统源、网、荷各环节的新技术开发需求。如电源侧的风、光、生物质等可再生能源的开发利用技术,电网侧的农村电、热、沼气等多能源网络的规划与运行优化技术,负荷侧的农业农村用能特性分析与需求响应技术等。从模式角度看,主要应解决农村能源互联网的可持续运营问题,
7、提升普遍供能服务水平,同时激发多元主体的参与积极性,形成农村能源互联网持续运营能力。一是通过构建农村能源互联网推动形成清洁、低碳、高效的农村能源生产供应体系,促进清洁能源开发利用,满足农业农户多元化用能需求,推动用能成本降低,服务乡村振兴等国家战略。二是通过构建农村能源互联网,发展现代农业、新农村背景下的新型农村能源系统规划、运行及数字化支撑技术,实现农村能源资源的优化配置和能源系统的经济、高效运转。三是明确农村能源互联网投资建设运营主体,催生新的业态和商业模式,完善农村能源价格补贴机制,实现农村能源互联网的可持续发展。四是通过建设农村能源互联网,率先实现多种能源系统的统一规划、管理、运行,推
8、动能源互联网落地示范。现代化农业园区:农村能源互联网示范场景现代化农业园区是未来农业发展的缩影,具有高价值、规模化等特征,是农村能源互联网率先示范的场景。2017年以来,农业农村部(原农业部)和财政部批准创建了151个全产业链发展、现代要素集聚的国家现代农业产业园,带动各地创建了3189个省、市、县产业园。农业园区适合发展农村能源互联网主要体现在三方面:一是农业园区是未来农业发展的缩影, “农业园区化、农民职业化”是发展方向,园区具有规模大、产值高、示范效果好的特点;二是农业园区能源系统投资建设过程中存在多方利益主体,可以探索新兴、可持续的能源发展模式;三是农业园区需求集中,冷、热、电、气需求
9、多样化,适合开展农村能源互联网建设,保障现代化农业用能。那么,农业园区农村能源互联网建设有什么模式?推进综合能源开发利用。因地制宜结合现代农业园区用能特点和太阳能、生物质资源禀赋优势,利用沼气三联供、空气源热泵、大棚余热回收等特色多能耦合网络架构,利用分布式新能源开发、多能互补等技术,满足用户的电、气、冷、热多元化用能需求,提高可再生能源消纳水平和能源综合利用率。开展多能互补调度。针对农村综合能源具有源荷特征多样、时空分布广、用户用能行为复杂、管理控制环节多等特点,融合先进信息通信技术,研发集农村能源负荷预测、协同优化与运营管理于一体的智慧能量管理平台,突破传统能源系统简单独立的运行模式,实现农村能源互联网“源网荷储”协同优化调度。探索多方共建共赢的农村能源基础设施建设新模式。针对农村能源基础设施投资建设运营模式单一的现状,可探索借助综合能源服务等创新模式吸引多方主体参与,不断提升农村能源服务水平。4