农村新型能源体系建设的挑战与对策

  中国作为现阶段世界上最大的发展中国家和碳排放国家，所面临的“双碳”压力和能源转型挑战尤为严峻。农村能源是中国能源体系的重要组成部分，建设农村新型能源体系既是实现“双碳”目标的必然要求，又是支撑全方面推进乡村振兴的重要动力。文章在探讨农村新型能源体系的内涵和建设意义的基础上，分析了中国农村能源体系的现状，总体看农村能源消费仍以传统能源为主，农村新型能源体系建设处于起步阶段。研究之后发现，建设农村新型能源体系面临农村新型能源体系建设技术不足、农村能源基础设施建设薄弱、农村新型能源供给不足、农村新型能源消费结构不合理等主要挑战。进而提出推进农村新型能源体系建设应采取以下关键对策：加快农村新型能源体系建设的技术突破、加强农村新型能源基础设施和公共服务城乡一体化建设、建立农村多元新型能源供应体系、推动农村能源消费革命等。

  胡晓燕,包晓斌,佘宗昀.农村新型能源体系建设的挑战与对策[J].中国国土资源经济,2024,37(11):54-62.

  气候变化和能源贫困是21世纪人类面临的严峻挑战。党的二十大报告说明要“深入推动能源革命，加强煤炭清洁高效利用，加大油气资源勘探开发和增储上产力度，加快规划建设新型能源体系”。这是关于新型能源体系的新提法和新论断。2024年国务院政府工作报告说明要“深入推动能源革命，控制化石能源消费，加快建设新型能源体系”。党的二十届三中全会指出“加快规划建设新型能源体系，完善新能源消纳和调控政策措施”。由此可见，通过加快规划建设新型能源体系以深入推动能源革命，对中国实现“双碳”目标具备极其重大战略意义。

  农村能源是中国能源体系的重要组成部分。农村地区新型能源体系的建设，是构建中国现代能源体系的重要内容，也是满足农村居民用能安全、清洁用能的内在要求。2024年中央一号文件进一步提出“推动农村分布式新能源发展，加强重点村镇新能源汽车充换电设施规划建设”。目前，国内学界研究了农村能源发展现状、农村能源的开发与消费、气候平均状态随时间的变化背景下农村能源的转型及未来发展等议题，但对建设农村新型能源体系的学术探讨有限。基于此，本文将从农村新型能源体系的内涵、建设意义、现状、建设挑战及对策等方面做深入研究。

  “新型能源体系”是相对于传统能源体系而言的，建设新型能源体系中“新”的关键是构建以新能源为主体的新型能源体系，是能源供给系统从以高碳化石燃料为核心的能源体系转向零碳和低碳的可再次生产的能源体系，是一场能源供给上广泛而深刻的经济社会系统性变革。通常来说，传统化石能源最重要的包含煤炭、石油、天然气等；未来的新型能源体系在能源供给结构上将是以太阳能、风能、生物质能、氢能、核能、地热能等零碳和低碳能源为主，以传统化石能源为辅的先进能源系统。

  农村新型能源体系是我国新型能源体系的重要组成部分，其内涵与新型能源体系有很多相同的特征，但也有其独特之处。

  从建设要求来看，农村新型能源体系的基础要求是安全高效和清洁低碳。2022年3月国家发展改革委和国家能源局联合发布《“十四五”现代能源体系规划》，将“清洁、低碳、安全、高效”作为构建现代能源体系的核心内涵。包括农村能源在内的我国能源未来要实现供给结构的革命性转型，须以多元化的能源供应安全和节能减排为目标。因此，农村新型能源体系的建设要求是安全高效和清洁低碳。

  从建设原则来看，并非要将之前的农村能源体系推倒重建，而是在农村现有的能源基础上转型建设。要立足我国能源资源禀赋，坚持先立后破、与全方面推进乡村振兴紧密结合谋划的原则，统筹推进农村新旧能源有序替代，加快构建农村新型能源体系。并且按照中央统筹新型城镇化和全方面推进乡村振兴的要求，农村新型能源体系还应在较大程度上推进能源基础设施的城乡一体化建设。

  从能源结构组成来看，农村新型能源体系应当是以太阳能、风能、水能、生物质能、地热能、氢能、核能等非化石能源为主，也包括煤炭、石油、天然气等化石能源为兜底的多元化的能源体系。

  从新型能源消费占比来看，预计2060年农村能源体系中的新型能源占比将达到70%。2014年欧盟提出了《2030年气候和能源一揽子方案》，要求欧盟各成员国在2030年之前需减碳40%，保证新能源在能源结构中占比不低于27%。2024年5月，国务院印发的《2024—2025年节能降碳行动方案》提出，2025年非化石能源消费占比达到20%左右，到2025年底，全国非化石能源发电量占比达到39%左右；主体能源逐步实现从化石到非化石的更替，非化石能源占能源消费总量的比重将从目前的17.5%，提高到2060年“碳中和”时的80%以上，非化石能源增量组合形式呈现多种可能。相对于城市，农村因为居民收入水平偏低、能源供给基础设施薄弱、政府投入有限等，推测2060年农村能源体系中的新型能源占比会略低于城市，预计将达到70%。

  （1）建设农村新型能源体系是实现“双碳”目标的必然要求。工业革命以来，能源相关的碳排放量占人类碳排放总量的比例最高，达到85%以上。能源供给结构的安全低碳转型是实现向低碳经济转型的必经之路，即从以化石能源为主转向以零碳和低碳能源为主的根本转型。我国是一个农业大国，农村能源问题涉及全部农村乃至城市居民的生产生活用能供应和生活品质问题。传统的煤炭、汽油、薪柴和秸秆等能源，造成大气污染，对农村环境及居民健康均有不少损害。因此，农村新型能源体系的建设既是农村具备美好生产生活环境的应然选择，也是对全球气候平均状态随时间的变化治理的必要回应。

  （2）建设农村新型能源体系是支撑全方面推进乡村振兴的重要动力。能源是国家经济社会持续健康发展的核心战略资源，农村新型能源体系则是全方面推进乡村振兴战略的重要动力。联合国2023年可持续发展目标的第7个目标指出“确保人人获得负担得起的、可靠和可持续的现代能源”。全方面推进乡村振兴及统筹新型城镇化和乡村全面振兴的目标，必将加速农村的电气化、城镇化、现代化步伐，能源需求也必将随之呈现爆发式增长。在农村居民的经济活动中，农产品的深加工、农文旅融合发展等涉及工业生产、农村产业提档升级、产业链条延伸等方面，电能将进一步成为最重要的能源支撑，而传统的煤炭、汽油、煤油、柴油等化石能源从“量”和“质”两方面均不足以支撑这些能源需求。因此，应从顶层规划上，推动农村能源的供给和消费革命，建立农村新型能源体系，为全方面推进乡村振兴提供重要动力。

  在全面推进乡村振兴、统筹新型城镇化和乡村全面振兴目标下，目前城乡用能的差距仍然较大，有些农村地区仍然面临能源贫困问题。中国是农业人口大国，但农民生产生活总电力装机容量占比不到全国总电力装机容量的4%，仅为8000万千瓦，农村平均每户的供电容量仅相当于城镇的1/10。除此，不少农村家庭因为能源费用问题及获取不便，仍较大程度上依靠传统薪柴和秸秆提供生活能源，用能水平偏低。

  近年来，全国各地积极改善农民生产生活条件，农村人均生活能源消费量逐步上升，但其增长率却呈下降趋势（图1）。2010年农村人均生活能源消费量为227千克标准煤，2022年人均消费量已达579千克标准煤，是2010年消费量的2.55倍。但农村人均生活能源消费量的增长率总体呈现出先下降后上升的趋势。2016年以前，农村人均生活能源消费量增幅较高，多数年份高于9%，但2017—2019年增幅一下子就下降，最低增速仅为2.88%，2020年以来增速回升。

  电能是农村居民生产生活的主要能源。在生活方面，照明、电视、冰箱等的使用都依靠电力的支持；在生产方面，米油等的生产、农作物的抽水灌溉、电气化大棚的使用等不能离开电能。2010年以来农村发电量大多数年份稳定在2000亿～2500亿千瓦时，人均发电量稳定在350～450千瓦时。农村用电量增长较快，从2010年用电的6632.3亿千瓦时增至2019年的9482.9亿千瓦时，但2020年出现骤降，农村用电量下降至7000亿千瓦时以下。

  当前，农村能源消费结构中传统化石能源比重依旧很高，污染较重。从全国农村地区第一产业能源消费结构来看（表1），油的消费占比最高，其次是电力和煤炭。2022年第一产业能源消费中，耗油量为2955.55万吨标准煤，占比高达41.83%。对比2013年，第一产业能源消费结构发生明显的变化，煤的消费占比已从31.37%下降至2022年的17.80%，成为化石能源中下降最快的能源。电力在第一产业的能源消费中的占比有所增加，2022年占比为30.56%。

  从全国农村地区生活能源消费结构来看，煤炭、油、电力始终是三大主要能源来源，2013—2022年，电力消费增长较快，成为农村里的生活的第一大能源，2022年电力消费占比已达到47.74%。煤炭的消费量占比从2013年的43.56%下降至2022年的21.84%，但2022年仍然消费了3696.37万吨标准煤。油的消费量呈增长趋势，2022年农村居民生活耗油量达3866.79万吨标准煤，可见传统化石能源比重依旧偏高。

  2010—2022年，农村煤炭消费以原煤为主，总体呈现缓慢上升后迅速下降的趋势（图2）。尤其是2017年后，农村生产生活消耗的煤总量、原煤和其他洗煤的消费量开始一下子就下降，煤制品在经过小幅上涨后也慢慢的出现下降态势，但2022年消费量略有回升。2022年，农村消耗的煤的总量为5057.10万吨，其中原煤为4502.58万吨，占比高达89.03%；其他洗煤仅为273.05万吨，煤制品为281.47万吨。可见，农村生产生活对传统煤炭的依赖性仍然很强，会造成环境污染及损害农民的身体健康。

  2010—2022年，农村生产生活消耗油类能源的总量整体呈现逐年增长的态势（图3）。2010年农村油类总消费量为943.41万吨，2022年该消费量已升至2507.7万吨，消费量上升了1.66倍。其中农村汽油消费量增长较快，2022年农村汽油消费量为1409.11万吨，接近2010年消费量的4倍。农村柴油消费量较小且相对来说比较稳定，2015年后消费量常年保持在300万～400万吨。其他油品的消费类型以液化石油气为主，消费量整体呈现上升趋势，在2010—2017年出现小幅度上升后有所下降。

  农村与大自然很有紧密的联系，有很丰富的太阳能、风能、水能等资源。开发利用光能、风能等也是盘活农村土地资源、产业资源的重要方式。近年来，全国各地围绕农民生产生活条件改善、农业绿色发展、农村生态环境保护，大力开展农村沼气工程建设、太阳能综合开发、秸秆能源化利用等项目，在优化农村能源供给结构方面发挥了及其重要的作用，但整体看来，农村新型能源体系建设仍处于起步阶段。

  截至2023年12月底，我国风电和光伏发电装机规模分别达到4.4亿千瓦和6.1亿千瓦，占全国电源总装机的36%，且大多数来源于农村地区，但对标“双碳”目标，差距还相当大。现阶段，西部农民生产生活的能源消费结构中，使用新型能源的农户占比仅有18.1%。各类主要生活能源平均占比由高到低排序依次为：电53.24%、柴草49.16%、煤40.47%、液化石油气19.95%、沼气0.79%、太阳能0.29%，且大多数省份生活能源中使用沼气的占比低于2%，使用太阳能的占比低于1%，由此可见，农村对新型能源的使用还很有限。近年来全国农村新型能源建设情况见表2。

  自国家发展改革委和农业部联合印发《2015年农村沼气工程转型升级工作方案》之后，一批规模化的大型沼气工程和生物天然气工程为农民提供了燃气，在某些特定的程度上缓解了天然气供应的压力。沼气工程建设相对平稳，介于9万～11万处之间，但由于沼气使用存在安全风险隐患和不稳定性问题，全国沼气用户呈现下降态势，已经从2015年的4193.3万户下降到2020年的3007.71万户（表2）。

  农村小型电源利用最重要的包含小型光伏发电、小型风力发电和微型水力发电。近年来，小型光伏发电慢慢的变成为农村小型电源利用的主要方式。2013年，全国农村小型光伏发电装机容量为2.31万千瓦，在3种发电方式中仅占14.9%。到2018年，小型光伏发电的装机容量达37.37万千瓦，占比高达81.1%。小型风力发电发展相对平稳，2013—2018年装机容量稳定在3.30万～3.60万千瓦之间。微型水力发电则呈下降趋势，2018年装机容量为5.29万千瓦，相比于2013年下降了45.3%（图4）。

  太阳能除了光伏发电外，也有些分布式应用。2015年以来，全国农村太阳能热水器使用数量稳定在4550万～4850万台，2020年太阳能热水器集热面积达到8420.73万平方米。但太阳房和太阳灶的使用数量总体呈年年在下降态势，太阳房从2015年的2549.4万平方米下降至2020年的1822.3万平方米，太阳灶从2015年的232.7万台下降至2020年的170.6万台（表2）。

  生物质能发展主要体现为秸秆的能源化利用，秸秆打捆直燃、生物质成型燃料清洁供暖成为北方农村地区冬季清洁取暖的有效补充。2020年，我国农村秸秆打捆直燃集中供暖试点238处，供暖面积为815.39万平方米；秸秆固化成型加工点共2664处，年产成型燃料达1279.65万吨；秸秆热解气化试点183处。这些技术的推广，在某些特定的程度上增加了农村地区清洁能源供应，改善了农村居民的用能结构。

  在推广节能炉具方面，尽管2020年节能炉具的使用量相较于2015年会降低，但2017年以来，全国农村使用量基本稳定在2600万～2900万台之间（表2）。节能炉具的使用出现专用化趋势，炊事炉和取暖炉的使用数量增长，但炊事取暖炉的使用量下降。2020年，炊事炉和取暖炉的使用量大致比2018年翻了一番，而炊事取暖炉则下降了36.9%。

  面向我国的“双碳”目标和为全方面推进乡村振兴提供重要动力的要求，在农村现有的能源体系基础上建设农村新型能源体系面临不少挑战，最重要的包含农村新型能源体系建设技术不足、农村能源基础设施建设薄弱、农村新型能源供给不足、农村新型能源消费结构不合理等方面。

  一方面，农村电网技术有待突破。建设农村新型能源体系过程中，必须推进分布式可再次生产的能源大规模接入农村电网。但目前在建设新型农村电网中，将太阳能、风能结合使用，推进风、光、生、储一体化运作的分布式发电技术欠缺，尤其双向潮流、逆向送电、逆变器谐波、电压随机波动、保护配置等技术挑战愈加突出。

  另一方面，新型储能技术现在仍处于起步发展阶段，存在调度利用水平低、安全性不足等问题。分布式能源发电因天气、昼夜等因素具有随机性、波动性特点，现在的储能技术还难以在晴天和大风时把多余的太阳能、风能发电储存起来，并在发电机组停运时释放储能以满足负荷需求，亟待突破技术瓶颈。除此，农户屋顶的太阳能热水器的水温取决于天气，其储能技术也需要突破。

  我国长期以来形成的城乡二元经济及农村人口的分散化，导致农村能源基础设施建设远滞后于城市。由于资产金额的投入有限且农村居民居住不够集中，尤其是偏远山区，能源基础设施覆盖不足。农村居民的生活对电的依赖性最大，但农村电网设施薄弱，建设标准普遍偏低，且缺乏足够的电源支撑，导致农村电网的现代化运营水平偏低，能源服务能力不够。而面向乡村全面振兴和农业农村现代化的目标，农村以电网为主的能源基础设施的服务能力亟待提升。据统计，2021年全国建制镇和村庄燃气普及率分别为65.4%和32.8%，仍远低于城市的燃气普及率，需要在相对集中居住的农村地区加强燃气设施等的建设。

  从农村新型能源的供给端来看，农村风能、太阳能、生物质能等新型能源的开发利用水平不高。2023年，我国风力发电、光伏发电、生物质发电累计并网装机分别达到4.4亿千瓦、6.7亿千瓦和0.44亿千瓦，这些新型能源大多数来源于农村地区。2023年全国可再次生产的能源发电量近3万亿千瓦时，但仅占全社会用电量的1/3。由此可见，现阶段农村新型能源发电供给离满足农村居民清洁用电目标还有不小差距。2021年北方农村新增的清洁取暖项目中，通过生物质、太阳能、地热等新型能源取暖仅占8.7%，距离以新型能源为主体的供能体系差距很大。

  另外，其他农村新型能源供给也有限。2020年，全国沼气工程为9.35万处，农村太阳能热水器数量为4676.34万台，较前几年均有所减少。

  当前，我国农村能源消费仍以传统能源为主，能源消费结构不合理，新能源利用范围有限。2015—2020年，农村地区沼气工程建设数量相对平稳，有9万～11万处，但使用沼气的农户数呈现下降趋势，2020年下降到3007.71万户。农村地区太阳房和太阳灶的使用数量不断减少，太阳房面积2020年为1822.3万平方米，太阳灶的数量2020年仅170.6万台。

  然而，作为农村能源重要兜底保障作用的煤炭消费占比仍然偏高。虽然农村原煤、其他洗煤的消费量在2017年后开始一下子就下降，但2022年农村用煤总量仍高达5057.1万吨，其中原煤占比89.03%，依然呈现“高消耗、高污染”态势。在一些农业大省，散煤以及薪柴、秸秆等非商品能源仍是农户炊事取暖的重要能源来源，能源商品化和优质化水平明显低于城市，且使用煤炭和薪柴炊事取暖产生的室内空气污染，会明显提高冠心病和脑卒中的死亡风险。此外，农村能源利用率低、农村废弃物能源化利用率也不高。

  为应对农村新型能源体系建设中面临的主要挑战，应采取一系列对策，最重要的包含加快农村新型能源体系建设的技术突破、加强农村新型能源基础设施和公共服务城乡一体化建设、建立农村多元新型能源供应体系、推动农村能源消费革命等。

  农村新型能源体系的构建要坚持以技术为本，综合考量我国现有的技术储备、农村本土情况等因素，全力补齐农村新型电力系统、新型能源并网储能等紧缺关键技术。

  第一，电网技术要突破，为农村分布式和集中式新型能源的建成提供关键技术支撑。加快农村电网技术改造，推动分布式微电网建设，探索风、光等新型能源“源网荷储”一体化运作的分布式发电技术，解决分布式发电自产自用的技术难题。提高大电网容量扩大技术，为大规模新型能源上网提供条件。推动电网调适、交直流混联电网、智能调度等先进的技术研发与应用，快速推进县乡村电网数字化、智能化建设，发挥大电网资源配置作用，并提升电网故障诊断能力，充分协调保障农村居民生活、生产的用能需求。

  第二，加强农村地区大型风电光伏基地和外送通道建设，开发新型储能技术。要在西北农村地区的沙漠、戈壁、荒漠上科学地规模化、集约化开发风电光伏项目，加强农村的土地、风能、太阳能等多种资源综合利用，加强外送通道建设。开发新型储能技术，建成具有双向功率特性和灵活调节能力的新型储能技术，以克服新型能源发电因天气、昼夜等因素造成的能源供给随机性、波动性等不稳定问题，进而提高农村新型能源就地消纳与稳定运行能力。同时加快建设绿氢储能体系，加强农业种植、畜牧养殖、涉农企业等与绿氢产业的耦合，推进对农村传统能源的替代。

  面向建设新型能源体系的目标，农村能源体系转型需要立足于农村实际，加强农村新型能源基础设施和公共服务城乡一体化建设。

  第一，加强农村新型能源基础设施建设。“十四五”及未来更长时期，农村大型风光基地项目建设是新能源发展的重中之重。要在村内适宜空地上，以及在我国西北农村地区的沙漠、戈壁、荒漠等地，推进大型风力发电、光伏发电基地集约化建设，并将光伏、风电等新绿电通道纳入城乡基础设施一体化建设中。鼓励集中式、分布式光伏配置储能及独立储能建设，支持风能、光能资源丰富的农村地区将清洁能源就地消纳或上网。开展农村分布式新型能源接入改造专项工程，充分的利用房顶、房前屋后、大棚、荒地等推进分布式能源设施建设。加快开展农村老旧变电站和输电线、电线杆等的整体改造，尤其加强落后农村地区的电网改造建设，解决水电供区电网薄弱、服务落后的问题，让改造后的农村配电网适应新型能源体系的发展需求。未来在城乡地区广泛布局电动汽车充电桩，包括公共充电桩和私人充电桩，以支持电动汽车的使用和普及。

  第二，推进新型能源公共服务城乡一体化建设。在加强农村新型能源基础设施建设的同时，利用大数据、云计算等技术构建城乡一体化的智能能源管理平台，实现对农村新型能源的生产、传输、分配和消费的全过程监管，并注重局域电网的自主调度和调节能力。能源管理平台还将促进城乡能源合作与交流，为城镇和乡村居民和县乡村公司可以提供能源咨询服务。政府层面可对从事农村新型能源生产、经营和服务的企业及个人给予补贴或税收优惠，降低其经营成本，增强其市场竞争力。市场层面充分的发挥市场的调节能力，借助优惠政策，吸引社会资本与政府一同参与农村新型能源项目的投资、建设和运营，同时也加强与金融信贷机构的合作，降低农村新型能源体系建设的融资成本。

  建设农村新型能源体系应立足于能源安全，因地制宜地优化农村能源供给结构，坚持以零碳和低碳新型能源为主满足未来能源需求。加强农村新型能源风光储一体化的开发建设，并与全方面推进乡村振兴、统筹新型城镇化和乡村全面振兴协同规划。

  我国农村地区的地势、气候多样，要对农村地区的太阳能、风能等新型能源开发潜力进行精准评估，因地制宜地发展新型能源。要调动多元化市场主体投资农村新型能源供应的建设，促进太阳能、风能、氢能、生物质能等多能互补发展，并将这些新型能源中可电气化部分充分电气化，为未来农村生产生活甚至城市发展提供充足的绿电。要通过光伏扶贫等建设壮大农村集体经济、提升农民收入。促进农村新型能源供给形态多样化，具备像化石能源的固、液、气等多种形态，满足农村生产生活多种用能需要。当前，腾讯、华为、阿里巴巴等企业已经推出了数字能源、智慧电力系统等产品，应借助“互联网+”“人工智能”，将割裂的沼气、秸秆、小水电等能源供给转向光伏、风电、生物质能等新型农村能源供应体系。

  此外，要发挥好化石能源兜底保障作用。农村居民的生产生活对传统煤炭的依赖仍然较重，要推进兜底燃料煤炭、煤电等的清洁化转型，促进煤炭等传统能源的清洁高效利用。增强燃煤电厂的调峰能力，使其能够更好地衔接新型能源的波动性和随机性，进而统筹推进农村新旧能源有序替代。

  第一，优化农业生产能源消费结构。提前布局农民生产中的新型能源替代，并根据自身的需求出台相关支持农村新型能源消费的政策。通过政策倾斜、加强环境及健康宣传等方式，鼓励农业种植、畜牧养殖、公司制作、教育医疗等方面使用太阳能、风能、氢能、生物质能、沼气等新型能源和绿电。要着力推进农村能源产业领域向新型能源转型，带动产业转型升级，逐步淘汰落后的非清洁产能供应。对于整村开发的“源网荷储”一体化项目，优先满足村内生产生活用能，按照“自发自用、余电上网”的模式并网。

  第二，推进农民生活用能消费升级。在新建集聚安置区和改造农用厂房、老旧房屋等时，合理规划建筑布局，尽量用天然采光、自然通风等节能方式，并推广绿色节能保温建筑，降低供暖系统运行成本。同时，随着农村里的生活水平的逐步的提升，提升农村居民的节能环保和健康意识，带动农村居民在烹饪、取暖、家庭用电等方面选择更健康、低碳的新型能源及绿电，逐步替代原煤等的使用，并注重使用节能灯具、节能家电等节能产品，促进农村居民逐步形成低碳健康的生活用能方式。

  此外，要大力提高农村新能源资源利用效率，可借鉴河南兰考模式，推进新型能源的梯级利用、循环利用、综合利用。同时，要积极发展农业碳市场，通过搭建农村新型能源体系优化平台，提供分布式能源数据信息，实现农村新型能源与互联网的融合发展，协调推进多种能源的优化配置，并以县为单位，推进农业碳减排纳入全国统一的碳排放权交易市场。

  作者简介：胡晓燕（1988—），女，湖北省荆门市人，中国社会科学院农村发展研究所助理研究员，经济学博士，研究方向：生态经济、农业农村绿色发展。