农村能源作为我国能源体系的重要组成部分，是农村经济和社会发展的基石和保障，也是我国能源革命与低碳转型的重要引擎和抓手。推动农村能源革命，加大乡村清洁能源建设力度，有助于落实“双碳”目标任务，推动农村产业迈向更高层次，拉动产业链条的拓展延伸，为构建宜居宜业的美丽乡村提供坚实支撑。那么，如何根据资源禀赋的不同因地制宜发展农村清洁能源？在推广农村清洁能源的过程中有哪些挑战？又须如何应对？对此，记者专访了中国农业大学教授董仁杰。
记者：请介绍一下我国农村地区用能发展情况？清洁能源在其中的占比如何？
董仁杰：20世纪80年代初，中国农村生活用能为2.6亿吨标煤，虽然清洁能源占比85%以上，但是2.2亿吨属非商品性能源（秸秆和薪柴），其低效率的燃烧利用也会导致室内空气污染。1985年，农村生活耗能增加到2.79亿吨标煤，其中生物质能基本维持在2.2亿吨左右，商品能源则增加到7900万吨标准煤。2009年农村能源消费中清洁能源（除煤炭之外的能源）占比69.40%，其中电、气（含沼气）和油的占比达20.3%。2018年我国农村地区能源消费量为5.6亿吨标准煤，占全国能源消费总量的11.87%；农村能源消费结构中，清洁能源（除煤炭之外的能源）占比63.1%，但其中电气化水平显著提升（18%），电和油的占比达到32%。2022年，农村能源消费中薪柴和秸秆占比下降到20.61%，煤炭消费下降到26.6%，清洁能源占比重回高位，达到73.39%，但电气油占比提高到52.78%。
记者：农村可再生能源资源丰富，请您谈谈如何根据资源禀赋的不同，因地制宜发展农村清洁能源？
董仁杰：我国农村能源资源丰富，但是各地区禀赋不同，西北地区风能与太阳能可开采性好，中部地区可使用的生物质资源量大，东南地区水力资源丰富。风光资源虽然能量密度也不高，但适合大规模开发；水力和地热资源则更具备规模开发的优势。因此风光水热资源容易吸引规模投资，能够产生规模经济效益。但风光资源存在显著的昼夜差异和季节差异，需要备用能源削峰填谷。另一方面，风光水热资源占用农民的集体所有制土地，需要切实保证农民获得收益，以保障农村能源项目的可持续性。
生物质能源资源主要来自于农作物秸秆和畜禽粪便等农业生物废弃物。对于能源投资商而言，生物质能源资源虽然分布广泛但是能量密度低，不具有大规模投资的经济性。但是，农业生物废弃物又是当前和今后一段时间内最重要的环境污染物，必须加以处理。这为在区县范围内以整县推进的方式处理废弃物生产生物能源提供了机遇。
生物质能主要是利用生物质燃烧（颗粒燃料）和厌氧发酵产生沼气。所有生物废弃物都可通过湿法发酵或高含固发酵用于沼气生产，但干黄作物秸秆或果树枝条更容易生产颗粒燃料，通过生物质燃烧产热用于农业生产或农民生活。
生物质清洁供暖是生物质燃烧供热的主要利用方向，不仅北方地区需要大量生物质原料燃烧供热，即便我国南方，在春节前后湿冷的一个月中也需要大量生物质燃烧供热，以减少对农村电网的集中冲击，协助节省大量农村电网升级改造的投资。
记者：清洁能源的推广，尤其是生物质能的有效利用对农村环境改善、农民生活质量提升有哪些具体成效？
董仁杰：生物质能作为一种可再生能源，其利用过程中产生的二氧化碳排放量较低，相比传统化石能源，能显著减少大气污染物的排放，有助于改善农村地区的空气质量。生物质能的有效利用，首先是处理了农村区域大量存在的生物废弃物，包括秸秆、养殖粪便以及农村生活垃圾等，显著改善了农村生产环境和农民生活环境，显著避免了生物废弃物导致的温室气体无规则排放，尤其是甲烷气体的无规则排放。全球统计数据表明，来自生物废弃物的甲烷排放占全球甲烷排放的20%，将这些生物废弃物进行收集处理和利用，对于实现全球2030年相对于2020年甲烷排放降低30%的目标意义重大。
生物质能的有效利用为农民创造了新的就业机会和致富渠道。一吨生物废弃物干物质（相当于1.5吨秸秆、3—4吨湿牛粪、10—20吨粪水）可以产生200立方米甲烷（300立方米沼气），可以发电600千瓦时。按照城镇天然气加气站每立方米天然气4—6元或农村居民用电每千瓦时0.5元测算，可以产生1000元（天然气）或300元（电）的经济收益。
记者：在农村推广清洁能源，还有哪些挑战？如何应对？
董仁杰：在农村推广清洁能源，政策上最大的挑战是如何实现清洁能源生态效益的价值体现。技术上的最大挑战是如何适应国家、省市区、县市区三级国有能源网络与村镇、园区局域网络的无缝、瞬时衔接，以及清洁能源技术的不断创新。
在清洁能源生态效益的价值体现方面，中国和欧美都有成功的经验可以借鉴和推广。例如欧洲一些国家秉持清洁能源成本由全体国民负担的理念。我国有的地方则允许沼气工程企业直接面向终端能源市场，允许沼气工程隔墙售气、沼气发电隔墙售电，或者允许自建加气站向市场供应生物甲烷。
沼气工程作为能源孤岛参与大能源终端市场，需要突破无缝、瞬时衔接能源网络的技术瓶颈，既不能给大能源网络造成波动，也不能影响对终端用户的稳定供应。
记者：国际上是否有相关成功案例可供借鉴？
董仁杰：德国在沼气工程发展初期，推出了可再生能源法，规定沼气发电上网给予长达20年的稳定补贴；2021年可再生能源法第六次修订后实施，倾向于保护小型的以废弃物为原料的沼气工程。目前在德国和波兰，电网为了更多使用光伏、风电，与沼气工程业主签订长期合同，用沼气在电力供应谷底（电价高峰）时发电并网。
德国等一些国家还规定天然气供应行业掺混生物甲烷5%。一些重型用能行业例如航空航天、重型海运和陆运，仍不得不使用天然气。能源脱碳为沼气提纯为生物甲烷提供了巨大助推力，欧洲2030年将实现生物甲烷由现在的几十亿立方米提高到340亿立方米，美国到2030年将实现重型陆运70%的天然气由生物甲烷替代。
记者：您对未来农村清洁能源的发展有何看法？在清洁能源技术方面，有哪些值得期待的创新或突破？
董仁杰：农村能源的特点是能量密度低，但农村的特点是拥有广阔的空间，所谓广阔天地大有作为，完全可以“以空间换能源”。不仅如此，农村清洁能源的发展还将为社会创造难以替代的环境价值。这些价值可以转化为农民实实在在的经济收益。
初步分析表明，农村能源中可开发15亿千瓦光伏、0.5亿千瓦风电，年发电1.5万亿千瓦时，是目前农村用电量的2倍，除供应农业农村用电之外还可向外供电7000亿—8000亿千瓦时。
农业农村生物质资源（农业秸秆和林业枝条、畜禽粪便、乡镇餐厨、绿化垃圾、农林业产品加工垃圾以及边际土地生物质）可供应8亿吨标准煤的能源，除满足农业农村用燃料4亿吨标准煤/年外，还可以输出4亿吨标准煤的商品燃料。
广大农村地区风能、太阳能、生物质能等丰富的可再生能源资源，是落实碳达峰碳中和目标、大力发展新能源的重要增长极。以县域为基本单元统筹城乡清洁能源发展，推动乡村清洁能源高质量发展，探索建设多能互补的分布式低碳综合能源网络，提升清洁能源供给能力和消费水平，推动农村能源革命，满足农村经济社会发展和人民日益增长的美好生活清洁用能需求，将乡村清洁能源生产、消费与发展壮大村集体经济、建设宜居宜业和美乡村有机结合，有助于改善乡村生态环境、全面推进乡村振兴。
农村清洁能源的发展应遵循“多能互补、追求实效，因地制宜、多元创新，试点先行、逐步推广，生态优先、绿色发展”的总体原则，可再生能源就地就近开发和利用，建立以乡村能源站为节点、以电为中心的可再生能源多元供应体系，提升农村智慧用能水平，实现县域清洁高效用能。
在农村清洁能源技术利用方面有很多值得期待的创新或突破。
首先是清洁能源技术的生态价值体现方面，会出现全国通用的方法学，并逐渐与国际接轨，使清洁能源发展获得更大的助力。其次是分布式生物甲烷在全国各地的蓬勃发展。在国家双碳战略和全球甲烷减排与能源脱碳的大形势下，为重型运输提供碳中性的碳基燃料是未来数十年内的必然趋势，除基于生物废弃物的沼气之外，还将有基于可再生电力的电基甲烷出现，这也将是未来在清洁能源方面新的技术突破。第三是“应气尽气”的生物废弃物处理模式在全国得到推广，通过厌氧发酵或热解气化和气体重整生产生物基甲烷燃料，并实现生物废弃物养分和难降解有机质的还田利用。第四是服务于清洁能源技术发展和农村能源革命的农村能源基础设施更加完善。
文章来源：中国能源观察