共建低碳“微能源网”，突破现代农业用能瓶颈

吕一凡 陈望达 万家建

在国家乡村振兴战略与加快建设农业强国目标的指引下，我国农业现代化进程开始提速，数字农业、智慧农业加速发展，自动温控大棚、人工光植物工厂、植物育种方舱等新型农业设施也开始广泛建设和应用。但与此同时，新型农业园区的用能难题也开始凸显。

现代农业企业用能有三“愁”

平湖市广陈镇被誉为浙江省的“农业硅谷”，育种方舱、植物工厂在这里比比皆是。电能替代土壤，农民穿起工装，现代化农业设施让农业产值倍增。然而，在现代化、智能化农业园区建设过程中，传统的能源供应模式已无法满足科技农业、设施农业、数字农业等高端农业发展的要求，不仅影响了农业现代化的进程，也影响到当地城乡统筹发展。与此同时，“双碳”目标的提出，对现代农业减少碳排放提出了更高的要求。这让现代农业企业用能有了三“愁”。

一是发展高度依赖能源供应，现代农业企业面临能源供应“愁”。相较于传统农业而言，现代农业能源消耗量呈几何式增长，且对供电可靠性要求很高，现有的农场电网和传统能源供应模式难以满足其需求，部分地区甚至出现了多年未见的“项目等电”情况。可见，先进的农业发展模式和相对落后的能源供给之间的矛盾日益突出。

二是用能成本居高不下，现代农业企业面临经营“愁”。农业企业用能为商业用电，电价高；植物工厂等农业设施需要24小时不间断用电，能耗高。例如，2020年平湖市广陈镇成立了国际科技农业合作示范区，以色列、德国等国家的48个现代农业项目涌入，大功率设备数量倍增。其中一家植物工厂项目由于作物培育完全依靠灯光、温控和各类复杂的电子设备，且需要24 小时运行，每月仅电费就高达80多万元。据分析，项目用能成本高一方面是由于用能总量高，另一方面则由于项目用电时段多处于电力系统峰电价格区间，导致整体用电成本高。

三是高能耗带来高碳排，建设清洁能源设施投入大，现代农业企业面临低碳发展“愁”。随着大功率设备的不断引入，现代农业成为新的碳排放大户，“双碳”目标带来的减排压力，让农业企业兼顾发展升级与减少碳排放面临巨大挑战。尽管电网公司能够提供“氢光储充”一体化智慧能源站方案，解决低碳用能的问题，但由于项目建设投资费用高昂，一些企业有清洁能源用电需求却没有资金条件安装清洁能源发电设施。仅仅依靠供电公司的技术力量，难以满足新农村多种业态发展、绿色低碳转型的需求。

如何破解现代农业企业面临的用能用电难题，如何避免现代农业成为新的碳排放大户，亟须寻求有效解决方案。

打造低碳“微能源网”，集中调配清洁能源

面对这一难题，国网浙江省电力有限公司平湖市供电公司（以下简称国网平湖市供电公司）开启了打造以“氢光储充”一体化智慧能源站为主、以农村电网为支撑的新型电力系统——“微能源网”的探索。

平湖拥有丰富的新能源资源，是浙江省清洁能源示范县。2021年，国网平湖市供电公司存量分布式光伏装机容量达26万千瓦，发电量和装机容量占比位列浙江省县级公司第一和第二。2022年平湖市风光发电20.88亿度，占全社会用电比例达30.5%，分别较2020年提高395%和22.5%，光伏占全社会用电量的8.2%，居全省第一。

以此为基础，国网平湖市供电公司立足于平湖农业经济开发区统一规划建设和运营的国际科技农业合作示范区，依托已建成的源网荷储一体化管理系统，携手多个利益相关方，构建以大电网为主导、与国际科技农业合作示范区内微能源网相融并存的电网形态，力争在精准解决用电难题的同时实现多方合作共赢，创造经济、社会、环境综合价值。

具体而言，国网平湖市供电公司在国际科技农业合作示范区，携手多方共建浙江省首家低碳“微能源网”，将来自各方的氢能、光能、太阳能、风能等多种清洁能源，通过数字化手段集中调配，形成集中能源托管的低碳运营模式。“微能源网”清洁能源的主要来源：一是国网平湖市供电公司与政府合作，通过租赁农村闲置的集体土地和屋顶资源建设的分布式太阳能光伏；二是“氢光储充”一体化智慧能源站自身的氢能微型热电联供系统等产生的清洁能源；三是浙江东郁果业有限公司“负碳”植物工厂项目产生的707千瓦光伏、900千瓦/1800 千瓦时储能、240千瓦充电桩和源网荷储能源管理系统。此外，将一些企业没有消耗的自身清洁能源发电量并入储能站，进行能源再分配。

“微能源网”的核心部分——“氢光储充”一体化智慧能源站，可以在电价低谷期利用储能装置存储电能，供园区企业在用电高峰期使用，避免企业直接大规模使用高峰期的高价电，有效地解决了用电成本高的问题，从而达到经济最优、用能最省。最终，以“氢光储充”一体化智慧能源站为主、以农村电网为支撑的“微能源网”，汇聚的清洁电力能够满足园区企业50%以上的用能需求，实现清洁能源的就地互济和消纳，精准解决各项目用能供给与需求不匹配的难题。

“众筹经济”共建共享，创建全新商业模式

“微能源网”具有建设成本高但受益面广且具有收益性的特点，需要推动和激励多方参与。为此，国网平湖市供电公司从新农业转型需求出发，发挥供电企业掌握农业企业用电特性的优势，多轮沟通开发区政府、村集体、负荷聚合商、新型农业企业等利益相关方，最终商讨形成了建设“微能源网”的创新商业合作模式：包括氢能微型热电联供系统、光伏发电站、蓄电池储能站、电动汽车快充站在内的“氢光储充”一体化智慧能源站由各用能大户企业众筹建设，未来按照投资比例获得分红；“微能源网”由负荷聚合商出资，主导进行新型智慧能源站的建设与日常运维；供电公司负责园区企业“化零为整”统一立户，进行一体式便捷管理，并参与“微能源网”管理；村集体通过自愿投资建设分布式光伏发电项目的方式，按比例获取收益的分红回报；政府进行园区企业用能的政策指导与协调管控。

此外，国网平湖市供电公司还协助当地政府出台光伏发电鼓励政策，以用能数据为基础，开展现代农业碳效评级，让碳排放超标的农业企业主动购买排放指标，提高企业绿色转型积极性。同时，联合政府、农业企业组建阳光共富能源合作社，通过租赁园区内农户、农业企业的闲置屋顶，集中安装光伏电站，不断加大清洁能源比重，调整能源结构；结合每年需要吸收36 吨二氧化碳的植物工厂，最终让农业回归“负碳”本色。

对于这样的一套“微能源网”创新商业模式，浙江东郁广陈果业有限公司董事长谈立宇表示：“农业生产完全由清洁能源来供能，我相信这是首例，这对于回答城市如何发展农业这个命题，具有很大的示范意义。供电公司的能源系统方案，对于我们来说是梦寐以求的。”

“微能源网”新商业模式的构建，既解决了能源项目建设投资过高和企业用能成本高的问题，又实现了负荷聚合商、供电公司、属地政府、村集体等各利益相关方的共赢。同时，政府机构和村集体等作为参与项目的利益相关方，共同解决农业企业对能源共享和电力共富的认知和沟通问题，推动了项目顺利落地。

创造共富共赢综合价值，加速农业升级发展

国网平湖市供电公司携手浙江首个农业经济技术开发区等多利益相关方共同打造的“微能源网”，突破了企业间电力传输的政策和物理壁垒，将园区内的高能耗农业企业“化零为整”，形成了集中能源托管的低碳运营模式，通过数字化手段统一集中调配，用清洁电满足了园区企业的用能需求。

对于园区企业而言，该方案每年可提供清洁能源209.2万千瓦时，相当于实现减碳1031.4吨；附加充电桩收益分红，预计农业企业每年可节约用能成本146万元，实现企业成本和碳排放的“双降低”。对于当地村民而言，村集体通过自愿投资方式参与建设分布式光伏项目，村民可以获得相应的发电补贴；农民还可以到家附近的植物工厂上班，收入可观且稳定；供電公司通过清洁化改造村庄路灯、景观灯等配套设施，加大电动汽车充电桩的建设，为村民提升了农村生产和生活条件。对于国网平湖市供电公司而言，实现企业用能集中托管将大大提升用户设备的运行可靠性，“微能源网”的相对独立也能够隔离故障；通过用电“削峰填谷”的灵活调配，既降低了电网运行峰值负荷，又节约了农村电网增容改造成本近千万元。

“供电公司的新模式使农开区内的新农业园能共享清洁能源发出的电，享受氢能、光伏、储能、充电桩建设的红利，既满足了企业用能需求，又降低了用电投资成本，为我们推动传统农业加速升级提供了强劲动力。”平湖农开区党工委副书记、园区常务副主任许建军评价道。

作者单位：国网平湖市供电公司