浙江乡村能源生产消费现状与发展趋势

王 坤，王 蕾，孙 可，刘曌煜，谭将军

（1.国网浙江省电力有限公司经济技术研究院，杭州 310008；2.国网浙江省电力有限公司，杭州 310007；3.国网浙江省电力有限公司湖州供电公司，浙江 湖州 313000）

0 引言

农业农村农民问题是关系国计民生的根本性问题。2018年中央一号文件对实施乡村振兴战略作出了全面部署，对乡村地区的产业、环境等诸多方面作出了详实的要求。实施乡村振兴战略，是解决人民日益增长的美好生活需要和不平衡不充分发展之间矛盾的必然要求，而乡村能源是推动乡村振兴战略高效落地的重要保障。

文献[1]对中国农村能源消费历史数据进行整理，系统分析了农村能源消费的时空分布特点及其政策演变。文献[2]全面分析了中国农村能源生产消费现状、存在的问题及近期基本需求。文献[3]对中国八大经济区典型县的1 440个家庭进行了派员式入户调查，明确了农村家庭能源消费特征。以上研究均是针对国内农村能源生产或消费整体情况进行阐述，浙江乡村地区受资源禀赋、产业特征和经济发展水平等因素的影响[4-5]，在用能结构方面与国内整体情况存在较大差异。文献[6]从清洁能源利用率、户均生活能源消费量和各类农村生活能源消费比例3个方面分析了地区之间能源消费的特性和共性关系，但未对浙江乡村能源总体能源供销情况进行分析。

本文结合官方统计数据与权威文献资料的系统分析[7-8]，对浙江典型乡村能源供需情况进行调研，并研究借鉴欧盟、美国和台湾地区农村能源发展经验，明确浙江乡村能源供需现状和发展需求，提出未来乡村多种能源综合利用的思路，为浙江乡村能源发展提供参考。

1 乡村能源供需体系

乡村能源供需体系包括乡村能源生产和乡村能源消费2个方面，其基本框架如图1所示。

浙江乡村能源生产主要包括太阳能、水能、风能、生物质能、地热能和海洋能等。目前，浙江省化石能源产量极少，风能以规模化为主，海洋能开发量有限，太阳能发展迅猛，水能开发程度较高，生物质能面临转型，地热能正逐步推广。

浙江乡村能源消费主要包括农业生产、农村产业和农民生活3个方面。农业生产包括农业、林业、畜牧业和渔业等方面的农产品种植、养殖及初加工；农村产业包括纺织、炒茶、旅游、餐饮等乡村新业态；农民生活包括炊事、取暖、照明、出行等方面。

2 乡村能源资源及生产情况

浙江省地处东部沿海地区，乡村能源资源种类齐全，太阳能、水能、风能、生物质能、海洋能和地热能等均有分布。

常规化石能源资源匮乏，煤炭、石油、天然气等一次能源绝大部分靠省外调入，对外依赖程度较高。全省的原煤探明储量很少，仅1.68亿t，且大部分已开采利用，2015年煤炭自给率不到0.1%。油气资源全部依靠进口和外省调入[9]。

图1 浙江省乡村能源供需体系

浙江省属于太阳能资源三类地区，资源相对较差，但各级政府对光伏发电支持力度较大，商业模式不断创新，“百万家庭屋顶光伏工程”推进迅速，农光互补、渔光互补型光伏电站装机规模较大，截至2017年底，光伏发电装机达到814万kW，其中分布式光伏发电装机为499万kW。此外，截至2015年底，浙江省太阳能热利用累计集热面积1 336万m2[10]。光伏发电将成为乡村能源就地利用的重要方式，高能效的光热资源也将有效支撑乡村居民逐步提升的热需求。

风能资源较丰富，全省陆地风能资源理论储量2 100万kW，技术可开发总量在400万kW以上，主要分布在海岛、沿海山区、滩涂和内陆高山。截至2017年底，风电装机133万kW，目前以规模化集中式风电场为主。陆上风电对周边环境有一定的影响，考虑到“大花园”建设总体要求和省政府对风电发展相关政策，未来可考虑在局部地区适当开发小型低速风力发电机组。

水能资源丰富,水电技术可开发装机容量约800万kW，其中，小水电（规模在100～5 000 kW）资源理论储量675.3万kW，技术可开发装机容量462.5万kW。乡村地区水能开发程度较高，截至2017年底，水电装机容量达702万kW（不含抽水蓄能电站），目前尚具有一定开发潜力的水能资源主要分布在瓯江流域的大溪和小溪干流，钱塘江流域的衢江和江山港干流，以及浙闽交界的交溪流域等少数流域。

生物质能资源以有机废弃物为主，包括生活垃圾、农林废弃物、畜禽粪便、生活污水和工业有机废水等，沿海地区还存在大量的海藻和微藻资源。全省生物质能蕴藏量约1 360万t标煤，理论可能源化开发利用量为550万t标煤左右，其中农作物秸秆267万t、畜禽粪便287万t。生物质资源能源化利用方式为发电、气化和固化。截至2017年底生物质能发电装机158万kW[11-12]。目前生物质利用正由原有的小规模分散发展，向规模化（村级、村群级）和清洁化发展。

浙江省地热源面积共19 599 km2，可安装地埋管地源热泵、地下水地源热泵的适宜区主要分布在省内的大江流域、沿海平原区和灰岩地区等，地表水地源热泵的适宜区为江湖附近和取水容易的海岸边。目前个别乡村已开始试点在农村自建房、旅游民宿中采用集中式地源热泵+电力混合供能方式，以有效减少用能成本。

浙江省沿海海岸线长，是我国潮汐能、潮流能、波浪能等海洋能资源密集地区之一，其技术可开发量分别为120万kW，100万kW，200万kW和35万kW。现已建成舟山LHD林东模块化大型海洋潮流能发电机组和台州温岭江厦潮汐试验电站，装机容量分别为3 400 kW和4 100 kW。海洋能当前利用成本相对较高，在相关技术突破后，可适时推进海洋资源的高效利用。

3 乡村能源消费情况

2016年全省乡村能源消费总量为811万t标煤，约占全省能源消费总量的4.0%。其中，煤炭消费41.6万t（一般烟煤17.6万t、煤制品24万t），折合标煤29.7万t，占能源消费总量3.7%；石油及其制品消费221.5万t（汽油82.5万t、柴油14万t、液化石油气125万t），折合标煤356.1万t，占能源消费总量43.9%；生物质能消费131.9 t标煤（秸秆 64.7万 t、薪柴 155.9万 t、沼气 1.2亿m3），占能源消费总量16.3%；电力消费239亿kWh，折合标煤 293.7万 t，占能源消费总量36.2%。2016年浙江省乡村地区各类能源消费分布情况如图2所示。

图2 2016年浙江省乡村地区各类能源消费分布

与2014年相比，煤炭消费增长1.37%，石油消费增长7.65%，生物质能消费减少8.53%，电力消费增长21.26%。煤炭、石油等化石能源消费比重增长缓慢；电能占终端能源消费明显增大；生物质能消费的减少，一是因为秸秆、薪柴燃烧等原始能源消费方式逐渐发生转变，二是因为沼气转型升级和大中型沼气工程的建设，使得生物质发电量逐年增大。总体来说，全省能源消费结构进一步优化。

4 乡村能源发展趋势

4.1 发达国家和地区农村能源发展经验借鉴

随着能源危机和环境恶化问题的日益突出，农村地区能源建设及发展问题愈发受到全球各个国家和地区的普遍关注，其在乡村能源发展方面对浙江有一定的参考价值。

4.1.1 欧盟国家农村能源发展情况

欧盟坚持生态环境与能源战略同步推进，大力发展可再生能源，其可再生能源发电以分散的中小规模的太阳能、风能、生物质能、地热为主。

欧盟2008年颁布的《可再生能源指令》提出了到2020年温室气体排放量比1990年减少20%，可再生能源占总能源消费的比重提高到20%。其可再生能源发电以分散的中小规模的太阳能、风能、生物质能、地热为主，并通过征收高额燃油税，免征可再生能源税，以促进“清洁车”发展。法国政府致力于生物能源开发与利用，目前正积极推动厌氧技术的改良，其农村用于种植生产液体生物燃料作物的农田面积达到10 000 km[13-15]。

欧盟提出以分布式发电为基础的智能电网作为未来低碳能源系统的骨干与支柱，其在智能电网研究示范与电网设计中具有一定的超前意识。法国致力于推进电网覆盖工程；德国在大规模光伏电源接入情况下，电网仍具备超高的可靠性。

4.1.2 美国农村能源发展情况

美国农村城市化发展较早，城乡收入差距很小。美国前总统布什和奥巴马在任期间高度重视现代电网建设，大力发展智能电网以推动清洁能源和电动汽车大规模发展。

2014年美国分布式电源装机容量突破9 219万kW，约占全国总装机容量的8.4%，各类分布式能源装机情况如表1所示。2016年美国农业部宣布投资超过3亿美元支持农村小型企业主开展可再生能源和提高能效项目，其中风电农业是美国农村能源建设的重点领域[16-17]。

表1 2014年美国分布式能源情况

美国在利用生物质能方面处于世界领先地位，拥有350多座生物质发电站。美国也是生物质燃料生产和使用的引领者，预计到2035年其液体生物质燃料占总燃料消费的4%。

4.1.3 台湾地区农村能源发展情况

台湾99.2%的能源依赖进口，对能源安全问题格外重视。其水能资源开发率极高，核电约占台湾能源供给的8%～10%。其分布式发电以热电联产和太阳能光伏发电为主，总装机容量约36 GW，约占全省发电装机容量的13.4%。

台湾地区农村生产规模化、机械化程度高，电能在终端能源消费比重很高，农村生产用能和生活用能均以电力为主。2015年农村生产用能62.7%为电力，37.3%是原油及石油产品。农村生活用能以电力为主，占82.4%，其次是油类和天然气，分别占10.2%和6.6%，太阳热能占0.9%。

4.2 发达国家乡村能源发展先进经验与启示

借鉴先进国家和地区农村能源发展经验和战略定位，浙江应构建乡村坚强智能电网，融合大规模分布式能源；提升太阳能、生物质能等可再生能源发电渗透率，促进乡村能源就地化清洁利用；推进终端能源消费革命，提升电能终端占比。

（1）促进能源革命，构建多能互补消费模式。

深度挖掘乡村资源禀赋，建立乡村能源多元供应体系。大力发展光伏发电，持续推动“百万家庭屋顶光伏”工程；加强乡村生物质能源的开发利用，通过技术研发和产业化，充分利用乡村富余的生物质资源发展清洁生物质能源；结合乡村当地的自然条件和资源禀赋，特别是基础设施相对落后的山区和海岛，通过分布式能源和微能源网技术解决乡村能源供应问题。

（2）加强建设乡村生态电网，保障能源供销结构调整。

提升电网供电能力，保障乡村各类产业发展和乡村居民的高质量生活对电力的需求；提升电网建设水平，满足美丽乡村对电力设施布局的要求。适应大规模分布式电源接入对电网的影响，以电为核心，保障生物质、太阳能、风能、水能等资源的高效清洁化利用。

（3）推进终端能源消费革命，提升能源服务水准。

推动能源消费革命，加快农业生产、农村产业电能替代步伐，推进乡村居民家庭电气化，提升电能终端占比。提升乡村用能的清洁化水平，促进清洁能源就地开发，满足乡村居民生活和新业态对能源的消费需求。

5 未来乡村能源结构发展方向

5.1 乡村振兴战略下的能源需求变化

实施乡村振兴战略的总体要求是“产业兴旺、生态宜居、乡风文明、治理有效、生活富裕”。

乡村振兴，产业兴旺，乡村生产用能需求量必然会大大提升，对能源基础设施建设也会提出更高的要求，迫切要求能源基础设施建设加速布局，提升能源供应能力，满足乡村特色发展需要。

乡村振兴，生活富裕，乡村居民生活水平提高，生活用能方式和习惯逐步向城市居民靠拢，乡村生活用能要求也将大大提升，能源供应持续性与可靠性成为乡村生活的基本要求，能源供应品质需要逐步提升。

乡村振兴，生态宜居，对乡村能源的清洁利用提出了要求，不仅要求使用电能、天然气、水能、太阳能等在乡村不产生污染的清洁能源替代原有的薪柴秸秆燃烧、煤炭等传统能源，更要注重乡村可再生能源的就地开发和利用，充分利用乡村太阳能、水能、生物质能等优势资源，实现能源供应生态化、可持续化。

5.2 以电为核心的乡村生态能源系统

浙江乡村地区具备大量的风、光、生物质、地热等就地资源，结合当地产业布局需求、能源资源情况，大力发展分布式能源，探索多种能源综合利用方式，构建清洁低碳的乡村用能系统，是促进乡村产业兴旺、实现乡村生态宜居、保障乡村治理有效、满足乡村生活富裕的重要措施。

电力作为安全、清洁、经济、便捷的二次能源，不仅可以大规模开发、集中转化与绿色利用，其网络还具有极佳的资源优化配置与中枢核心优势。乡村生态能源系统应以电为核心、智能电网为基础、清洁能源为主导，采用先进的信息通信技术和电力电子技术，将电、气、热等能源网络中生产、传输、存储、消费等环节有机互联，以实现能源统筹优化配置、多能耦合互补，构建清洁、高效、经济、便捷的一体化智慧能源生态系统[18-20]。

乡村生态能源系统基本框架如图3所示。在能源供给方面，以传统化石能源为基础，结合乡村资源禀赋，就地开发多种能源，供给乡村冷、热、电、气需求；在能源网络方面，以乡村生态电网为核心，利用燃气轮机和P2G（电转气）等设备实现电、气能源转换，利用热泵和热电堆等设备实现电、冷/热能源转换；在能源消费方面，推进电能替代，促进燃气、冷/热需求向电需求转化，提升用能清洁化水平。

图3 以电为核心的乡村生态能源系统

6 结论

（1）浙江乡村化石能源贫乏，光伏发电将成为乡村能源主要利用方式之一，高能效的光热资源也有效支撑乡村居民逐步提升的热需求；生物质储量丰富，是乡村发展的重要能源来源，其将逐步向规模化和清洁化发展；风能不是乡村地区能源就地利用的主要方式，可适当开发小型低速风力发电机组；水能开发程度较高，未来水力发电资源可再开发能力有限；地热能集中利用已初见雏形；海洋能当前利用成本相对较高，利用量较少。

（2）2016年浙江乡村能源消费以石油及其制品为主，占比达到43.9%，电力其次，占比达到36.2%，煤炭消费量较少。近些年电力消费增速较快，远高于其他能源消费增速，煤炭消费增速较小。生物质能受供销模式转变影响，近期消费总量减少，占比为16.3%。

（3）借鉴国外农村能源生产消费模式，在乡村振兴战略背景下，构建以电为核心的乡村生态能源系统，是实现多能耦合互补、能源统筹优化配置的关键要素。