中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：“雙碳”背景下，中國(guó)農(nóng)村能源轉(zhuǎn)型迎來(lái)重大機(jī)遇。
一方面，農(nóng)村擁有巨大的屋頂空間資源，據(jù)清華大學(xué)研究，全國(guó)農(nóng)村可安裝屋頂光伏的規(guī)模高達(dá)20億千瓦，年發(fā)電量潛力約為2.5萬(wàn)億千瓦時(shí)。另一方面，農(nóng)村也面臨著淘汰散煤、提升用能效率、實(shí)現(xiàn)清潔取暖的緊迫需求。
如何將負(fù)擔(dān)轉(zhuǎn)化為優(yōu)勢(shì)？一種新型建筑能源系統(tǒng)——“光儲(chǔ)直柔”，正從學(xué)術(shù)構(gòu)想落到田間地頭。
2023年，國(guó)務(wù)院印發(fā)的《2030年前碳達(dá)峰行動(dòng)方案》中提出：“提高建筑終端電氣化水平，建設(shè)集光伏發(fā)電、儲(chǔ)能、直流配電、柔性用電于一體的‘光儲(chǔ)直柔’建筑?！边@一文件，為農(nóng)村能源轉(zhuǎn)型注入了強(qiáng)勁的政策動(dòng)力。
那么，這套系統(tǒng)在真實(shí)的農(nóng)村生活中是怎樣的？它究竟是遙不可及的概念，還是觸手可及的未來(lái)？
一棟樣板房
寧夏銀川市永寧縣勝利鄉(xiāng)勝利村，一棟白色外墻的現(xiàn)代農(nóng)宅在傳統(tǒng)院落中格外醒目，這是村民陳建文的家。這座約160平方米的建筑，從外觀來(lái)看平平無(wú)奇，但內(nèi)核卻不一般，是一棟承載著“光儲(chǔ)直柔”理念的示范建筑：
光，即光伏發(fā)電。這棟建筑的屋頂并未使用傳統(tǒng)瓦片，而是鋪設(shè)了光伏板。這些光伏板在陽(yáng)光照射下，將光能轉(zhuǎn)化為綠色電力，為整座建筑提供能量來(lái)源。
儲(chǔ)，即儲(chǔ)能系統(tǒng)。屋內(nèi)的儲(chǔ)能設(shè)備，如同大型“充電寶”，將屋頂光伏產(chǎn)生的富余電能存儲(chǔ)起來(lái)，在夜間或用電高峰時(shí)釋放，保障家庭的持續(xù)用電。
直，即直流配電。陳建文的家中布設(shè)了直流微電網(wǎng)，并配備直流插座、直流電器，消除了交直流轉(zhuǎn)換的損耗，從而提升了用電效率。
柔，即柔性用電。在“光”“儲(chǔ)”“直”的協(xié)同下，陳建文的家能夠?qū)崟r(shí)感知電網(wǎng)狀態(tài)與自身發(fā)電情況，主動(dòng)、靈活地調(diào)節(jié)空調(diào)、熱水器等大功率電器的運(yùn)行模式，與電網(wǎng)友好互動(dòng)，從而有效平抑電網(wǎng)波動(dòng)。
如果這樣的建筑能夠連片發(fā)展，它們還能通過(guò)區(qū)域微電網(wǎng)相互支援，共同應(yīng)對(duì)電網(wǎng)的“削峰填谷”挑戰(zhàn)。然而，這棟房屋的建設(shè)過(guò)程并不順利。
理想與現(xiàn)實(shí)的距離
將這棟“樣板房”變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，背后是長(zhǎng)達(dá)四年的艱難游說(shuō)。
“我們找到第四個(gè)村，他才愿意把他的宅基地拿出來(lái)，而且愿意掏一部分錢來(lái)做這個(gè)事情?！睂幭男赂诽啬茉捶?wù)有限公司執(zhí)行董事伏彥彪感慨道。這棟每平方米造價(jià)超過(guò)6000元、技術(shù)和材料對(duì)標(biāo)國(guó)際一流的建筑，總成本近百萬(wàn)。盡管農(nóng)戶投入不到一半，但高昂的造價(jià)和全新的概念仍是橫亙?cè)诖蠖鄶?shù)農(nóng)民面前的一道鴻溝。
“農(nóng)民對(duì)‘光儲(chǔ)直柔’這種技術(shù)能帶來(lái)的好處，認(rèn)識(shí)不夠?！狈鼜┍朦c(diǎn)出了問(wèn)題的關(guān)鍵。這也引出了一個(gè)更深層次的疑問(wèn)：既然傳統(tǒng)的屋頂光伏租賃模式(企業(yè)租用農(nóng)戶屋頂，所發(fā)電量全額上網(wǎng))正在形成，為何還要大費(fèi)周章推廣“光儲(chǔ)直柔”？
伏彥彪認(rèn)為，關(guān)鍵在于，一定要讓光伏資產(chǎn)真正屬于農(nóng)戶，讓農(nóng)戶本人成為最大的受益者。
傳統(tǒng)租賃模式下，農(nóng)民僅是屋頂?shù)某鲎夥剑@得的租金有限，用電模式和體驗(yàn)并未發(fā)生根本改變，對(duì)屋頂光伏資產(chǎn)的歸屬感和維護(hù)意愿也相對(duì)較弱。而“光儲(chǔ)直柔”農(nóng)宅，則將能源系統(tǒng)作為完整建筑的一部分，將其所有權(quán)和使用權(quán)還給了農(nóng)民，使其能直接享受清潔電力帶來(lái)的生活品質(zhì)提升。
能源基金會(huì)低碳城市項(xiàng)目主任趙言冰在評(píng)價(jià)勝利村項(xiàng)目時(shí)，多次用到了“完美樣本”這個(gè)詞。她認(rèn)為，這樣的樣本“讓中國(guó)未來(lái)農(nóng)村的樣子，從理想照進(jìn)了現(xiàn)實(shí)”。它展示了一條不同于單純租賃屋頂，而是以農(nóng)民為主體、激發(fā)內(nèi)生動(dòng)力的能源轉(zhuǎn)型路徑。
三大核心問(wèn)題待解
然而勝利村的樣本要大規(guī)模復(fù)制推廣，必須直面三個(gè)核心問(wèn)題。
第一，為什么是“光儲(chǔ)直柔”，而非單純的光伏？
“光儲(chǔ)直柔”概念的提出者、中國(guó)工程院院士、清華大學(xué)教授江億曾強(qiáng)調(diào)，其核心作用在于調(diào)整用電供需關(guān)系，根本目標(biāo)更接近新型電力系統(tǒng)的構(gòu)建。
單純的光伏上網(wǎng)，農(nóng)民仍是電網(wǎng)的被動(dòng)接受者。而“光儲(chǔ)直柔”系統(tǒng)通過(guò)儲(chǔ)能和柔性調(diào)控，使農(nóng)宅成為一個(gè)集發(fā)電、儲(chǔ)電、智能用電于一體的獨(dú)立能源節(jié)點(diǎn)。
隨著分布式光伏爆發(fā)式增長(zhǎng)，許多農(nóng)村地區(qū)因電網(wǎng)容量不足而被劃為“紅區(qū)”，無(wú)法新增光伏并網(wǎng)?！肮鈨?chǔ)直柔”系統(tǒng)中的儲(chǔ)能和柔性負(fù)載，通過(guò)平滑光伏出力和在本地消納大部分電力，能夠根據(jù)電網(wǎng)的調(diào)度需求或價(jià)格信號(hào)進(jìn)行響應(yīng)，緩解對(duì)電網(wǎng)的沖擊。
直流配電也減少了交直流轉(zhuǎn)換的損耗，系統(tǒng)效率更高。同時(shí)，儲(chǔ)能設(shè)備保障了夜間和惡劣天氣下的用電可靠性，讓農(nóng)民敢于使用更舒適但耗能更高的熱泵采暖等設(shè)備，真正提升生活品質(zhì)。
第二，樣板房能否成為“普通商品房”？
勝利村的樣本雖好，但其可復(fù)制性面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。
成本門檻高，百萬(wàn)級(jí)的造價(jià)是目前最大的“攔路虎”，需要通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新、規(guī)?；a(chǎn)和產(chǎn)業(yè)鏈整合等方式降低成本。
技術(shù)與產(chǎn)品生態(tài)不成熟，市場(chǎng)上缺乏豐富、廉價(jià)的直流輸電產(chǎn)品，直流配電系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備也尚未標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)模化。
存在商業(yè)模式與政策壁壘，比如“隔墻售電”在實(shí)際操作中仍面臨挑戰(zhàn)，限制本地能源優(yōu)化配置。同時(shí)，如何將柔性用電為電網(wǎng)提供的輔助服務(wù)價(jià)值變現(xiàn)，形成可持續(xù)的商業(yè)模式，仍需探索。
第三，農(nóng)村能源的終極形態(tài)是什么？
單個(gè)的“光儲(chǔ)直柔”建筑是基石，其價(jià)值的最大化在于連接成網(wǎng)。能源基金會(huì)首席執(zhí)行官兼中國(guó)區(qū)總裁鄒驥指出，“光儲(chǔ)直柔”是多個(gè)領(lǐng)域跨界融合的新交叉學(xué)科領(lǐng)域，是一項(xiàng)新的業(yè)態(tài)、新的產(chǎn)業(yè)，需要建筑、電力、交通、數(shù)字信息等產(chǎn)業(yè)的協(xié)同。
趙言冰認(rèn)為，未來(lái)可以通過(guò)區(qū)域微網(wǎng)集中儲(chǔ)能來(lái)降低成本。將分散在各戶的儲(chǔ)能資源，通過(guò)智能微網(wǎng)聚合起來(lái)，可以形成強(qiáng)大的虛擬電廠資源，既保障村級(jí)的用能安全，又能參與更廣域的電網(wǎng)調(diào)節(jié)，進(jìn)而產(chǎn)生額外收益。
寧夏勝利村的這棟“光儲(chǔ)直柔”農(nóng)宅，勾勒出中國(guó)農(nóng)村能源未來(lái)的模糊輪廓。當(dāng)一棟棟農(nóng)宅成為一座座微型的綠色發(fā)電廠和儲(chǔ)能站，當(dāng)村莊從能源負(fù)擔(dān)區(qū)變?yōu)槟茉垂┙o區(qū)，我們收獲的將不僅是藍(lán)天白云，更是一個(gè)更具韌性、更富活力、真正實(shí)現(xiàn)能源自立的新農(nóng)村。
