本文摘要：摘要: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。本文以沈陽市李相街道王士蘭村為例，對其能源結(jié)構(gòu)進行分析，對其能源利用模式的三大系統(tǒng)即采暖系統(tǒng)(取暖)、炊事系統(tǒng)(炊事)和
摘要: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。本文以沈陽市李相街道王士蘭村為例，對其能源結(jié)構(gòu)進行分析，對其能源利用模式的三大系統(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)進行闡述，提出了下一步發(fā)展的對策建議。
關(guān)鍵詞:沈陽;能源自供給系統(tǒng);發(fā)展模式
“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。“因地制宜、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。
能源供給論文范例：垃圾能源利用與城市多能源系統(tǒng)協(xié)同優(yōu)化模型
1王士蘭村概況
王士蘭村位于沈陽市渾南區(qū)，村域面積803.8hm2，耕地373.3hm2，人口1560人，人均收入21200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(2560m2)、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氣。通過農(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2.55t標(biāo)準(zhǔn)煤。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。
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3t，折合2400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2t，約1600元，室內(nèi)溫度可維持20℃以上，節(jié)支800元以上。戶均節(jié)省1t標(biāo)準(zhǔn)煤可減排二氧化碳2.62t二氧化硫8.5kg、氮氧化物7.4kg。
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5000元左右，其中采暖爐800元、吊炕2000元、熱水空調(diào)1000元，暖氣1000元，安裝費用200元。假設(shè)政府每戶補貼2500元，農(nóng)戶自籌2500元。
以煤為燃料計算，每年可節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤1t，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)推廣燃氣壁掛爐等采暖方式。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)生的燃氣通過管道輸送到農(nóng)戶。采取運作模式是農(nóng)戶可以購買燃氣，也可用秸稈換燃氣。計劃2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0.8m3，全年利用沼氣292m3，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氣，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5kW·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5000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5000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0.0133t/m2。按照戶均80m2計算，每年每戶就可節(jié)約1.06t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0.12t/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)生物燃氣是實現(xiàn)農(nóng)村燃氣化的低成本供氣模式，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2500元，地方和農(nóng)戶自籌2500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)氐目稍偕茉矗缃斩�、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。
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作者：劉中秋
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