中國農村能源發展關鍵問題

馮凱輝, 李瓊慧, 黃碧斌, 閆湖, 張紅憲

國網能源研究院有限公司，北京 102209

（來源：中國電力）

引用本文

馮凱輝, 李瓊慧, 黃碧斌, 等. 中國農村能源發展關鍵問題[J]. 中國電力, 2022, 55(6): 1-8.

FENG Kaihui, LI Qionghui, HUANG Bibin, et al. Key issues on rural energy development in china[J]. Electric Power, 2022, 55(6): 1-8.

引言

農村能源是中國能源體係的重要組成部分。國家層麵，2016年12月，國家發改委出台《能源生產和消費革命戰略（2016–2030）》，提出推動農村新能源行動。2017年10月，黨的十九大報告首度提出“實施鄉村振興戰略”。2018年1月，中共中央、國務院發布《中共中央國務院關於實施鄉村振興戰略的意見》。2018年7月，國家能源局批複蘭考縣農村能源革命試點建設總體方案。地方層麵，山東、甘肅等地製定了鄉村振興和農村能源發展實施方案。企業層麵，國家電網於2019年初發布了《關於服務鄉村振興戰略大力推動鄉村電氣化的意見》。南方電網於2019年全國兩會期間提交了《關於推動現代農村電網建設服務鄉村振興戰略的提案》。中石化聚焦基礎設施建設、產業扶貧、人才扶貧、教育扶貧和社會扶貧實施了百餘個鄉村振興項目。中石油啟動了鄉村旅遊扶貧示範項目。

中國如期打贏了脫貧攻堅戰，農村能源發展取得了曆史性成就。一方麵，農村用能水平和用能條件得到明顯改善，能源普遍服務水平得到提升；另一方麵，農村能源的開發利用實現了農村經濟增長加快和農民收入提高。值得注意的是，由於農村基礎設施落後、社會化服務能力弱等原因，中國農村能源生產消費水平較城市地區仍有較大差距，亟待提高農村清潔能源的供應能力，優化調整消費結構，提高能源服務水平和利用效率，減少環境汙染，建設美麗鄉村，實現鄉村振興[1-7]。

本文聚焦農村生活用能，梳理分析了中國農村能源發展基本情況，結合不同區域農村能源供應消費特點，研究了農村廢棄物能源化利用、農村能源電氣化應用、農村能源服務體係建設等關鍵問題，提出了促進中國農村能源科學發展的措施建議。

1.中國農村能源發展基本情況

2018年，中國農村能源消費量約為5.62億t標準煤，其中生產用能和生活用能占比分別為44%和56%。農村生產用能中，商品能源占比98%，其中煤炭、成品油、電力分別占42.8%、24.5%、19.3%。農村生活用能中，非商品能源占比35.1%。具體生活用能構成如圖1所示。

圖1 2018年中國農村生活用能構成

Fig.1 Composition of rural domestic energy consumption of China in 2018

綜合來看，中國農村能源消費中生活用能和生產用能相差不大，兩者也都以商品能源為主，但生活用能中非商品能源消費占比仍然較大。農村生活用能中非商品能源中占比最高為薪柴，依次為秸稈、太陽能、沼氣，農村生活用能呈現多樣性。

中國土地遼闊，能源消費呈現明顯地域特點。根據不同地區的氣候條件、農村能源資源條件、用能需求等因素，本文把全國農村生活用能劃分為4大區域，具體劃分方案及各區域生活用能特點如表1所示。

表1 中國農村生活用能區劃方案及各區域用能特點

Table 1 Rural energy consumption zoning scheme and energy consumption characteristics of various regions in China

對於農村可再生能源開發利用情況而言，在農村沼氣方麵，受禁養區劃定、村莊集並、生態移民、扶貧搬遷等因素影響，戶用沼氣規模進一步減少，沼氣工程的發展逐漸向規模化、大型化發展。2016–2018年沼氣工程情況如表2所示。在生物天然氣方麵，2018年底，全國特大型生物天然氣工程31處，年產生物天然氣1.06億m3，其中，進管網1 800.11萬m3，進車用加氣站5 140.25萬m3，已初具規模。在生物質發電方麵，生物質直燃發電和垃圾焚燒發電是主要利用方式，垃圾發電項目在有補貼情況下可實現盈利，農林生物質發電需與農村生產和生活融合，生成有機肥等模式提高收益率。截至2021年底，中國生物質發電裝機容量超過3000萬kW，分布式光伏裝機容量1.075億kW，其中較大比例戶用光伏分布在農村地區。

表2 2016—2018年沼氣工程情況

Table 2 Biogas projects in China from 2016 to 2018

農村能源發展存在3點問題，具體如下。

（1）城鄉用能差距大，能源貧困仍然嚴重。2018年中國能源消費城鄉比7.25∶1，人均用電城鄉比為4.28∶ 1，城鄉用能差距遠大於收入差距。目前一般用“能源貧困”的概念來表征家庭或個體難以獲取商品能源或能源支出占收入比例過高，但對於能源支出占比尚未形成權威的判定標準，多以超過10%為標準[8-9]。

（2）農村能源基礎設施仍相對薄弱。目前，除電力基礎設施在農村地區較為完善外，其他能源基礎設施在農村未能全麵普及，根據第三次全國農業普查數據，2016年底僅有11.9%農村接入天然氣。

（3）環境汙染嚴重，不符合鄉村綠色發展要求。生活用能中非商品能源占比較高，2018年全國秸稈和薪柴近1.8億t，很多地區以直接燃燒方式使用，環境汙染嚴重，能源利用效率低，帶來人居環境髒亂差等現象[10-11]。劣質散煤利用總量大，2018年全國冬季供暖散燒煤消耗量近1.5億t。

2.農村能源發展關鍵問題

推動農村能源發展，核心是構建現代農村能源體係，關鍵在於優化農村能源供給結構，推進農村能源消費升級，完善農村能源基礎設施網絡，目標是保障和改善農村民生。農村廢棄物能源化利用、農村能源電氣化應用以及農村能源服務體係建設問題成為推動農村能源革命的關鍵問題。

2.1 農村廢棄物能源化利用

2.1.1 地位和作用農村廢棄物資源化利用可解決畜禽養殖糞便、秸稈、有機垃圾等農業農村有機廢棄物的處理問題，緩解困擾農村環境的“髒亂差”問題，改善家庭衛生條件，促進農村生態文明建設。有利於增強農村能源保障能力，據初步測算，如果把目前尚未有效利用的農業廢棄物約14億t用來發展生物天然氣，每年可生產生物天然氣約600億m3，相當於目前中國天然氣進口量的60%。此外，農村廢棄物資源化利用可推動農業發展方式轉變，譬如，據測算，農村沼氣年可生產沼肥7 100萬t，按氮素折算可減施化肥310萬t[12-16]。

2.1.2 重點領域及潛力

初步測算，目前全國可用於能源化利用的廢棄物資源總量約14.2億t。在農作物秸稈能源化方麵，全國農作物秸稈理論資源量為10.2億t，可收集資源量約8.3億t。作為肥料、飼料、食用菌基料以及造紙等用途共計約6億t，可供能源化利用的秸稈資源量約2億t。在農村沼氣利用方麵，全國現有豬、牛、雞三大類畜禽糞便資源量為19億t，可供能源化利用的畜禽糞便資源量約10.6億t，主要用於農村沼氣，產沼氣潛力約為640億m3。農產品加工副產物、蔬菜廢棄物、農村生活有機垃圾等有機廢棄物，目前可利用量約1.6億t，產沼氣潛力約50億m3。

2.1.3 關鍵技術及典型應用模式

根據農村廢棄物資源化利用的技術成熟度，目前典型應用模式包括沼氣工程應用、秸稈打捆直燃集中供暖、秸稈成型燃料利用和秸稈熱解氣化應用。

沼氣工程應用方麵，主要用於農戶居住區較集中、秸稈資源或畜禽糞便較豐富的地區，以自然村、鎮或養殖場為單元建設。以河北某地1000m3秸稈沼氣工程為例，年可產沼氣36.5萬m3，沼渣1200m3。

秸稈打捆直燃集中供暖方麵，將打成捆的秸稈，在專用鍋爐內直接燃燒，鍋爐一般分連續進料和間歇進料兩種類型，可為鄉鎮機關單位、社區、學校等集中供暖。以遼寧某地集中供暖項目為例，共12t的秸稈打捆直燃鍋爐供暖麵積達到9萬m2，一個采暖季的運行成本約為200萬元，與燃煤鍋爐運行成本相比具有一定的經濟性。

秸稈成型燃料利用方麵，該模式是把秸稈壓縮成塊狀、棒狀、顆粒狀等成型燃料，供戶用清潔爐灶或供暖鍋爐使用。按熱值計算，1.5 t秸稈成型燃料相當於1 t燃煤。從黑龍江某地項目為例，建設1處年產1萬t秸稈成型燃料的加工站，總投資300萬元，其中土建工程164萬元、設備購置136萬元，建成後可滿足3 000多戶農戶燃料需求，供熱麵積可達26萬m2。

秸稈熱解氣化應用方麵，該模式是把秸稈、木屑、稻殼等原料，在絕氧或低氧環境中慢速加熱升溫，引起分子內部分解，生成可燃氣、生物炭及液體副產物，可燃氣用於農戶清潔炊事取暖以及工業鍋爐使用，生物炭與畜禽糞便聯合發酵生產碳基有機肥，用於改良土壤、培肥地力，替代化肥。以河北某地秸稈氣化站為例，每年可處理秸稈2300t，年產燃氣23萬m3、生物炭700t、木醋液370t，解決500戶炊事采暖用能需求，替代標準煤714t，減排CO21 872.6t、SO253.6 t、NOx26.8t、顆粒物486.1t。

2.2 農村能源電氣化應用

2.2.1 地位和作用

（1）電氣化是充分利用農村地區清潔資源的有效手段。中國農村土地麵積廣，具有豐富的生物質能、太陽能、風能等資源，將可再生能源資源轉換為電力，可以替代化石能源發電，滿足農村地區電力消費需求。

（2）電氣化是實現農村能源消費清潔低碳化的有效途徑。直燃煤（油）是造成環境汙染的重要因素，電能是清潔、高效、便捷的二次能源，使用過程清潔、零排放，在終端消費環節的轉換效率和排放明顯優於煤和油，實施電能替代煤和油，能顯著減少汙染物排放，改善生活環境質量。

（3）電氣化可逐步提高農村能源消費利用效率和經濟性。電能替代是能源高效轉型的重要手段，研究成果表明，1990–2015年中國電氣化水平平均每上升1個百分點，單位GDP能耗下降3.6個百分點。

2.2.2 重點領域及潛力

農村地區生活能源電氣化主要領域包括主要生活用電、其他生活用電，其中主要生活用電部分指中國統計年鑒中統計的農村主要耐用消費品，其他生活用電指國家統計農村生活消費用電量扣除主要生活用電部分。綜合考慮考慮各部分，以及城鄉快速融合，2025年農村地區生活用電總量約7171億kW·h。

（1）主要生活用電。根據中國統計年鑒數據，城鎮和農村居民主要生活用電消費品數量逐年升高[17]，以農村地區電動助力車、空調、電冰箱（櫃）為例，近幾年增長情況如圖2所示。在城鄉一體化推進過程中，農村居民生活用電消費品將逐步提高，最終與城鎮水平相當。主要生活用電消費品的功率、年運行時間如表3所示。若按照2025年農村居民主要生活用電消費品的數據和2019年城鎮的水平相當，2025年農村主要生活用電消費品用電量將達到3 954億kW·h。

圖2 近幾年農村地區部分電器數量增長情況（每百戶擁有量）

Fig.2 Growth of some electrical appliances in rural areas in recent years (per 100 households)

表3 主要生活用電消費品典型參數

Table 3 Typical parameters of main domestic consumer goods

（2）其他生活用電。根據《中國能源統計年鑒》，2017年農村生活消費用電量4 109.75億kW·h[18]。按照主要生活用電消費品典型參數、2017年農村居民平均每百戶年末主要生活用電消費品擁有量計算，2017年農村主要生活用電消費品用電量為2 237.6億kW·h，則農村其他生活用電量為1 872.2億kW·h，如果其他生活用電量年增長率為7%，那麼2025年農村其他生活用電量為3 217億kW·h。

2.2.3 關鍵技術及典型應用模式

提高農村電氣化水平關鍵技術有可再生能源開發技術、清潔取暖技術、電代燃料技術、智能微網技術[19-24]。各關鍵技術利用形式如表4所示。

表4 電氣化關鍵技術及利用形式

Table 4 Key technologies and utilization forms of electrification

在典型應用模式方麵，可探索推進“光伏+”、采暖電氣化、廚炊電氣化、交通電氣化、智慧能源示範園區、農村能源互聯網等。推廣新農村電氣化縣、鄉（鎮）、村試點單位的典型應用模式，啟動電氣化縣、電氣化鄉（鎮）、電氣化村建設工作，拓展電力服務範圍，提高農村用電水平。

2.3 農村能源服務體係建設

2.3.1 地位和作用

（1）為農村能源革命提供製度支撐。縱向涵蓋村級-鄉鎮-市縣，橫向可以融合農業生產、鄉村金融等相關內容，形成一張立體服務網絡，為農牧村能源革命的落地提供製度支撐和保障。

（2）為農村能源革命提供技術支持。將培養相當數量的技術人員，無論是在工程建設方麵，還是在後續的服務，都能夠響應迅速，提供優質服務。

（3）為農村能源革命提供動力支持。能夠創造就業，改善當地居民生活條件，提升當地居民生活水平，改變當地居民用能習慣和用能觀念，吸引更多人加入農村能源革命中，為農村能源革命提供動力支持[25]。

2.3.2 農村能源服務體係現狀

長期以來，農村能源服務體係受各種因素製約，發展緩慢，目前農村能源管理機構大部分設立在市縣一級。村鎮基本處於無能源服務體係的狀態，僅有部分兼職人員負責農村能源技術推廣。農村能源還沒有形成一套可持續發展的完善市場激勵機製和技術服務體係，來適應建立城鄉一體化能源供應體係建設和清潔能源發展需要。

截至2018年底，農村能源服務站網點覆蓋了2 842.45萬戶，按平均每戶人口4人計算，則約為1.1億人，隻占農民總數的21%。除此之外，由於缺乏經費，人員流動等各種原因，有相當一部分服務站點已失去服務功能，實際覆蓋率會大大低於21%。

2.3.3 服務體係典型模式

統籌考慮政府、企業等職責，加快培育多種形式的農村能源經營性服務組織，構建覆蓋全程、綜合配套、便捷高效的農村能源社會化服務體係。可探索村級綜合服務站、鄉級能源服務站和市縣專業化能源服務公司典型模式，具體如下。

（1）村級綜合服務站目前，中國農村的村級單位的常住人口較少，為200~300人，且多以老人和孩子為主，缺乏足夠的技術人員提供能源服務。因此，依靠村裏現有的服務體係提供服務，與農業生產、種子、化肥、電費收取等服務體係相結合，培養兩三名兼職的職業技術人員。由於其居住在當地，了解情況，響應迅速，經過技術培訓，能解決一些常見問題。可以通過財政補貼或者有償服務，解決他們的報酬問題。

（2）鄉級能源服務站。鄉鎮一般管理數個村莊，人口相對較多，覆蓋範圍也比村大，半徑甚至能達到5~6 km，覆蓋的技術種類更多，對於村裏的機手來說，無論從時間精力上，還是技術水平上，難以保證農村能源服務的質量和及時性。因此，在鄉鎮一級采用鄉級能源服務站的形式，初始投入資金，由政府出資一部分，農民出資一部分，購買相關設備，采用市場化運營方式，自負盈虧。此種模式類似於個體戶。

（3）市縣專業化能源服務公司。這種模式下，專業化公司為獨立法人，實施自負盈虧、有償服務的運行模式，專業化公司組建隊伍，配備設備，政府給予一定獎勵和稅收優惠。政府以縣為單位，通過政府采購，將全縣農村能源服務委托給專業化公司。專業化公司可采用大數據、物聯網、雲計算等技術，提高服務的效率，就某些技術可以提供一條龍服務。以生物質固體燃料為例，可以實現秸稈收集-成型燃料加工生產和配送-生物質爐具更換和維修全方位服務。

3.推進農村能源發展的措施建議

針對農村廢棄物能源化利用問題，應完善秸稈、畜禽糞便的收儲運體係，加強秸稈打捆直燃供暖、秸稈成型燃料、生物天然氣等技術應用。針對農村能源電氣化應用問題，在供應側應充分利用農村地區豐富的風能、太陽能、水能等資源，加快構建以電為中心、清潔高效、環境友好、網源協調的農村能源供應體係；在消費側應加強提高電能替代技術經濟性研究，全麵實施農村電氣化提升工程，大力推動農村綠色出行、清潔能源供暖等工程。針對農村能源服務體係建設，應統籌考慮政府、企業等職責，加快培育多種形式的農村能源經營性服務組織，構建覆蓋全程、綜合配套、便捷高效的農村能源社會化服務體係。

此外，為促進中國農村能源科學健康發展，在政策管理、體製機製等方麵提出如下建議。

（1）加強對農村能源工作的組織管理。加強農村能源建設，將農村能源納入當地整體發展規劃和能源發展規劃，統籌考慮地區社會經濟發展條件和能源發展需求，合理規劃布局，選擇相應能源發展模式，在村鎮建設規劃中統籌考慮農村能源設施建設，在能源作物生產和轉化中實現能源開發與農民增收協調推進，以推進農村地區能源商品化、清潔化和優質化發展，不斷滿足農村經濟社會發展對能源的需要。

（2）不斷完善農村能源發展的製度保障。應保證對農村能源一視同仁，加快建立和健全政策保障體係，同時保證一定的政策傾斜，確保電網、氣網、熱網公平放開。應實行有效的投資和稅收政策，提供信貸優惠政策，支持農村能源發展。

（3）提高農村能源建設能力。培育農村能源專業化經營和服務企業，鼓勵各類投資主體、農村集體經濟組織和農民投資經營農村能源建設項目，大力開拓農村能源市場。提高農村能源管理和服務水平，加大人才和機構等能力建設的支持力度，支持有條件的學校或企業開展農村能源技術培訓和職業教育，加快培養農村能源專業技術人才，培養一批農村能源產業發展所急需的高級複合型人才、高級技術研發人才，在重點院校開辦農村能源專業，將農村能源產業人才培養納入國家教育培訓計劃。

（4）積極開展試點示範，推進農村能源革命實施。優先選擇具有工作有基礎、種養殖規模較大、有電氣改造升級需求、地方有積極性等要素的省份，開展農村能源綜合試點示範工作。以省市、縣、鄉鎮各自側重、職責劃分等為基礎，開展相關試點示範。省市層麵開展農村能源基礎數據摸底調查工作，進行數據統計和分析，為下級試點單位提供數據決策支撐；縣級層麵結合城鎮化、美麗鄉村、產業布局等要求，開展農村能源開發利用規劃布局；鄉鎮層麵根據當地資源、用能需求等特點，因地製宜地進行關鍵技術、商業模式的試點工作。

4.結語

本文針對中國農村能源發展麵臨的問題和挑戰，聚焦農村生活用能，梳理分析了中國農村能源發展基本情況，提出了促進中國農村能源科學發展的措施建議。麵向鄉村振興，應持續加強農村能源基礎設施建設，提高農村能源供應保障能力。將農村能源生產與供應納入地方經濟社會發展規劃，創新農村能源生產和消費模式。探索市場化運營與政府政策支持相結合的農村能源服務體係建設新模式，提高農村能源公共服務水平。

作者介紹

馮凱輝（1986—），男，通信作者，高級工程師，從事新能源、分布式電源、微電網、農村能源等研究，E-mail：fengkhui@163.com;

李瓊慧（1969—），女，高級工程師（教授級），從事新能源、能源統計、農村能源、分布式電源等研究，E-mail：liqhui88@126.com;

黃碧斌（1982—），男，高級工程師（教授級），從事新能源、儲能和農村能源的政策管理和規劃運營研究，E-mail：huangbb82@163.com;

閆湖（1985—），女，高級工程師，從事能源統計、農村能源、分布式電源研究，E-mail：yanhu@126.com;

張紅憲（1983—），男，碩士，從事鄉村能源、企業治理研究，E-mail：zhanghongxian@sgeri.sgcc.com.cn.