農村屋頂光伏或將是我國建設新型電力係統的突破口-國際節能環保網-行業資訊

“二氧化碳排放力爭於2030年前達到峰值，努力爭取2060年前實現碳中和”是shi我wo國guo的de目mu標biao承cheng諾nuo。而er實shi現xian雙shuang碳tan目mu標biao，其qi中zhong心xin任ren務wu正zheng是shi以yi可ke再zai生sheng電dian力li為wei基ji礎chu的de零ling碳tan能neng源yuan替ti代dai目mu前qian以yi化hua石shi能neng源yuan為wei基ji礎chu的de碳tan基ji能neng源yuan。可ke以yi預yu見jian的de是shi，風feng電dian、光電將是未來可再生電力係統中最主要的電源，在未來電力係統中容量將占80%以上，發電量將占60%左右。
然而，在我國大力發展風電和光電，目前尚存在難點。一是安裝空間。根據測算，新增60億千瓦的風電光電裝機就需要1億yi畝mu土tu地di。二er是shi有you效xiao消xiao納na。與yu火huo電dian不bu同tong，風feng電dian和he光guang電dian不bu易yi調tiao控kong，其qi變bian化hua與yu用yong電dian需xu求qiu不bu一yi致zhi，如ru何he協xie調tiao電dian源yuan與yu電dian負fu荷he的de關guan係xi，從cong而er有you效xiao消xiao納na其qi發fa電dian量liang，是shi目mu前qian風feng電dian和he光guang電dian發fa展zhan的de關guan鍵jian。
反觀我國廣大的農村地區，能源需求旺盛，但存在較大的減碳減煤空間，亟待清潔能源轉型。相關數據顯示，2019年我國農村散煤用量約1.4億噸，占全國非工業散煤的90%以上，是減煤減碳的重點之一。將燃煤、柴油、jiegandengzuoweizhuyaonengyuanzhijieranshao，yechengweidaqidenghuanjingwurandezhongyaoyuanyin。jieheyishangliangfangmianyinsu，bizherenwei，zaiwoguonongcunjiansheyiwudingguangfuweijichudenongcunxinxingnengyuanxitong，jiangkenengchengweipojiefengdianguangdianfazhankunjing、助力農村經濟社會發展的一條有效路徑。
什麼是基於屋頂光伏的農村新型能源係統?即(ji)在(zai)自(zi)然(ran)條(tiao)件(jian)適(shi)合(he)的(de)地(di)區(qu)，充(chong)分(fen)利(li)用(yong)各(ge)家(jia)農(nong)戶(hu)的(de)閑(xian)置(zhi)屋(wu)頂(ding)空(kong)間(jian)，發(fa)展(zhan)以(yi)光(guang)伏(fu)發(fa)電(dian)為(wei)核(he)心(xin)的(de)新(xin)型(xing)直(zhi)流(liu)微(wei)網(wang)，為(wei)農(nong)村(cun)生(sheng)產(chan)生(sheng)活(huo)全(quan)麵(mian)提(ti)供(gong)能(neng)源(yuan)。同(tong)時(shi)，可(ke)將(jiang)剩(sheng)餘(yu)電(dian)力(li)及(ji)加(jia)工(gong)成(cheng)型(xing)或(huo)氣(qi)化(hua)的(de)生(sheng)物(wu)質(zhi)能(neng)源(yuan)向(xiang)城(cheng)市(shi)輸(shu)出(chu)，成(cheng)為(wei)產(chan)糧(liang)區(qu)新(xin)的(de)經(jing)濟(ji)來(lai)源(yuan)。
經測算，每戶屋頂若安裝20千瓦以上的光伏，全年發電量就可超過2萬千瓦時，可滿足一戶包括冬季采暖(50平方米主要房間采暖)和炊事在內的全部生活用電和各類交通工具充電，還可剩餘接近1萬wan度du電dian力li用yong於yu農nong業ye生sheng產chan和he農nong副fu產chan品pin加jia工gong，剩sheng餘yu電dian力li還hai可ke以yi在zai合he適shi時shi段duan上shang網wang。此ci外wai，通tong過guo建jian設she村cun級ji直zhi流liu微wei網wang和he公gong用yong蓄xu電dian池chi，還hai可ke實shi現xian戶hu間jian電dian量liang的de相xiang互hu流liu通tong和he補bu充chong。農nong村cun各ge類lei帶dai有you蓄xu電dian能neng力li的de用yong電dian裝zhuang置zhi和he多duo數shu負fu載zai可ke按an照zhao需xu求qiu響xiang應ying用yong電dian的de模mo式shi，從cong而er使shi屋wu頂ding光guang伏fu電dian力li的de大da部bu分fen有you效xiao消xiao納na，剩sheng餘yu部bu分fen經jing過guo村cun級ji直zhi流liu微wei網wang的de整zheng合he後hou上shang網wang，也ye轉zhuan變bian成cheng可ke調tiao可ke控kong的de優you質zhi電dian源yuan。
zaizheyangdemoshixia，nongcunxinxingnengyuanxitongjiangshixianshengchanshenghuohejiaotongyongnengdequanmiandianqihua，nongcundaqihuanjingyouwangchedigaiguan。congjianshechengbenshangkan，shangshupeizhibaokuocunjigonggongbufen，meihuzhehetouzi10萬(wan)元(yuan)左(zuo)右(you)，公(gong)共(gong)用(yong)電(dian)和(he)上(shang)網(wang)送(song)電(dian)的(de)全(quan)年(nian)收(shou)入(ru)除(chu)支(zhi)付(fu)運(yun)維(wei)管(guan)理(li)費(fei)外(wai)，還(hai)可(ke)實(shi)現(xian)全(quan)部(bu)初(chu)投(tou)資(zi)的(de)分(fen)期(qi)還(hai)本(ben)付(fu)息(xi)，從(cong)而(er)使(shi)農(nong)戶(hu)戶(hu)用(yong)電(dian)全(quan)部(bu)免(mian)費(fei)。同(tong)時(shi)，通(tong)過(guo)銀(yin)行(xing)低(di)息(xi)貸(dai)款(kuan)就(jiu)可(ke)以(yi)解(jie)決(jue)工(gong)程(cheng)投(tou)資(zi)來(lai)源(yuan)的(de)問(wen)題(ti)。
那麼，我國到底有多少農村屋頂可以利用?根據清華大學與原國土資源部衛星信息研究所的合作調查計算，我國鄉村各類屋頂可安裝光伏發電裝置約20億千瓦，全年可發電量接近3萬億千瓦時，占到我國2019年全年總用電量的40%，更將達到規劃中的我國零碳電力係統中光伏發電總量的60%。未(wei)來(lai)，隨(sui)著(zhe)城(cheng)鎮(zhen)化(hua)進(jin)程(cheng)的(de)推(tui)進(jin)，我(wo)國(guo)農(nong)村(cun)人(ren)口(kou)可(ke)能(neng)會(hui)有(you)所(suo)下(xia)降(jiang)，但(dan)農(nong)村(cun)建(jian)築(zhu)及(ji)屋(wu)頂(ding)的(de)規(gui)模(mo)並(bing)不(bu)會(hui)減(jian)少(shao)，可(ke)安(an)裝(zhuang)光(guang)伏(fu)的(de)規(gui)模(mo)也(ye)會(hui)穩(wen)定(ding)在(zai)這(zhe)一(yi)水(shui)平(ping)。
由此可見，農村屋頂光伏無論在電量供應還是容量調節上，都可對未來的零碳電力係統起到重要作用――除能滿足農村生產生活和交通用能外，還能為電網提供容量為8億千瓦、電量為1萬wan億yi千qian瓦wa時shi的de可ke調tiao電dian源yuan，有you助zhu於yu實shi現xian電dian力li係xi統tong的de靈ling活huo和he穩wen定ding。因yin此ci，盡jin早zao盡jin快kuai發fa展zhan以yi農nong村cun屋wu頂ding光guang伏fu為wei基ji礎chu的de新xin型xing能neng源yuan係xi統tong，不bu僅jin有you利li於yu鄉xiang村cun振zhen興xing，也ye對dui我wo國guo構gou建jian以yi新xin能neng源yuan為wei主zhu體ti的de新xin型xing電dian力li係xi統tong、盡早實現電力零碳具有至關重要的作用。
需要強調的是，在“碳達峰碳中和”目mu標biao指zhi引yin下xia，建jian設she以yi屋wu頂ding光guang伏fu為wei基ji礎chu的de農nong村cun新xin型xing能neng源yuan係xi統tong也ye將jiang成cheng為wei我wo國guo新xin型xing電dian力li係xi統tong建jian設she的de突tu破po口kou。能neng源yuan係xi統tong低di碳tan轉zhuan型xing將jiang促cu使shi我wo國guo現xian有you電dian力li係xi統tong產chan生sheng一yi係xi列lie革ge命ming性xing變bian化hua――電源將由集中式轉為集中與分布相結合;電網將由目前的單向受電轉為雙向有源;電力的供需關係由目前的“源隨荷變”轉為“荷隨源變”;電網的穩定性由依賴集中電源的慣性轉為依靠分布式蓄電等。這些變化既關乎基礎研究和技術研發，又涉及電力政策、定價機製的調整，更需要用電方式的適應和新用電文化的建立。在保證用電安全、社會穩定和經濟持續發展的前提下完成新型電力係統建設，將是一場有待深入探索的電力技術與用電文化的革命。
對dui於yu我wo國guo中zhong東dong部bu農nong村cun地di區qu而er言yan，目mu前qian電dian力li係xi統tong的de建jian設she還hai相xiang對dui落luo後hou，農nong村cun電dian網wang增zeng容rong改gai造zao正zheng在zai規gui劃hua和he進jin行xing中zhong。筆bi者zhe認ren為wei，若ruo按an照zhao以yi屋wu頂ding光guang伏fu為wei基ji礎chu的de模mo式shi重zhong新xin規gui劃hua這zhe些xie地di區qu的de電dian力li係xi統tong，將jiang增zeng容rong改gai造zao資zi金jin用yong來lai投tou入ru這zhe一yi新xin方fang式shi的de改gai造zao，或huo可ke減jian少shao屋wu頂ding光guang伏fu係xi統tong建jian設she的de資zi金jin壓ya力li。同tong時shi，由you集ji中zhong式shi向xiang分fen布bu式shi電dian力li係xi統tong的de改gai造zao，也ye不bu會hui對dui農nong村cun的de經jing濟ji社she會hui活huo動dong帶dai來lai過guo多duo幹gan擾rao。而er由you於yu農nong村cun地di區qu電dian力li市shi場chang僅jin占zhan我wo國guo電dian力li市shi場chang的de很hen小xiao比bi例li，與yu新xin型xing電dian力li係xi統tong相xiang呼hu應ying的de電dian力li政zheng策ce與yu機ji製zhi的de改gai革ge在zai農nong村cun的de先xian行xing先xian試shi，將jiang不bu會hui對dui整zheng個ge電dian力li市shi場chang形xing成cheng衝chong擊ji，因yin此ci在zai該gai地di區qu進jin行xing探tan索suo試shi點dian將jiang可ke能neng為wei後hou續xu電dian力li係xi統tong的de改gai革ge提ti供gong可ke參can考kao的de借jie鑒jian。
如此，以屋頂光伏為基礎的農村新能源係統建設，或將是我國建設新型電力係統的突破口。這既是建設社會主義新農村、實施鄉村振興戰略的重要組成部分，也有望成為實現我國低碳發展、完成電力係統革命可邁出的第一步。
作者：江億、胡姍(分別係中國工程院院士、清華大學建築節能研究中心主任，清華大學建築節能研究中心助理研究員)

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