中國農(nóng)村清潔能源發(fā)展分析及建議

徐禮德 仝允桓，2

(1．清華大學經(jīng)濟管理學院北京100084;2．清華大學綠色跨越研究中心 北京100084)

中國農(nóng)村清潔能源發(fā)展分析及建議

徐禮德1仝允桓1，2

(1．清華大學經(jīng)濟管理學院北京100084;2．清華大學綠色跨越研究中心 北京100084)

本文從我國農(nóng)村地區(qū)發(fā)展清潔能源對于保護環(huán)境和促進農(nóng)村社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的現(xiàn)實意義入手，首先描述了當前階段我國農(nóng)村地區(qū)的能源消費結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)方式，分析了清潔能源在我國城市和農(nóng)村地區(qū)發(fā)展不平衡的問題，進一步闡述了農(nóng)村地區(qū)發(fā)展清潔能源在改變能源消費結(jié)構(gòu)，合理利用能源，促進節(jié)能減排，改善農(nóng)村生產(chǎn)生活條件，促進社會和諧發(fā)展等方面的重要性。隨后介紹了現(xiàn)階段我國農(nóng)村清潔能源發(fā)展的基礎設施和政策法規(guī)環(huán)境以及適合不同地區(qū)的清潔能源技術和發(fā)展情況。本文認為農(nóng)村清潔能源可以分為三種主要發(fā)展模式，即自給自足的分散模式、可規(guī)模化生產(chǎn)的集中模式和與生態(tài)經(jīng)濟結(jié)合的循環(huán)模式，并從不同模式的表現(xiàn)形式、技術特點、地域特征、用能環(huán)境、基礎設施、能源性質(zhì)、發(fā)展階段、投資規(guī)模、服務要求、創(chuàng)新側(cè)重點等方面進行了比較分析。文章最后就當前農(nóng)村地區(qū)清潔能源發(fā)展所面臨的問題提出了有針對性的政策建議，并指出農(nóng)村要基于當?shù)禺斍吧a(chǎn)生活條件，因地制宜地選取適合的清潔能源發(fā)展模式。

農(nóng)村;清潔能源;發(fā)展模式;

隨著人類社會發(fā)展對環(huán)境污染問題的日益重視以及日益臨近的化石能源枯竭的潛在威脅，清潔能源的發(fā)展受到世界各國的普遍重視。確切地說，清潔能源并不是嚴格意義上的一種能源分類，而是指利用清潔技術通過清潔生產(chǎn)的方式，在生產(chǎn)和消費過程中對環(huán)境產(chǎn)生較小污染甚至不產(chǎn)生污染的一類能源或能源技術［1］。近年來，潔凈煤技術，燃料汽車技術，第三代核能技術甚至氫能技術都得到了迅速發(fā)展和應用，可以說清潔能源代表了未來能源發(fā)展的方向。

由于我國發(fā)展清潔能源起步較晚，清潔生產(chǎn)技術水平還相對落后，清潔能源在城市和農(nóng)村地區(qū)的發(fā)展極不平衡。比如生活用能，城市居民基本上實現(xiàn)了用電或天然氣進行炊事、照明、洗浴或取暖，而在廣大農(nóng)村地區(qū)，特別是中西部落后地區(qū)，絕大部分居民的日常炊事還是依靠直接燃燒薪柴、秸稈、牲畜糞便等來解決。這種落后的用能方式，不僅造成大量能源浪費，對生活環(huán)境產(chǎn)生污染，而且會給人們的健康帶來直接的危害，對農(nóng)村婦女和兒童的危害尤為嚴重。不難想象，生火做飯的婦女和圍繞在媽媽身邊的孩子在面對灶前的煙熏火燎時，他們所感受到的絕不是詩人眼中的炊煙裊裊那種浪漫。因此，在中國農(nóng)村地區(qū)加快發(fā)展清潔能源顯得愈發(fā)重要。

目前適合我國農(nóng)村地區(qū)發(fā)展的清潔能源主要有太陽能、風能、沼氣、秸稈氣化、水電等。其中太陽能既可以通過光電轉(zhuǎn)換技術(光伏)轉(zhuǎn)變成電能應用，也可以直接(光熱)用于日常生活，比如用太陽能熱水器洗浴，用太陽灶做飯，建造太陽房取暖等。風能在農(nóng)村的應用主要通過風機發(fā)電將其轉(zhuǎn)變成電能。在大規(guī)模風能實現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電之前，農(nóng)村特別是農(nóng)牧區(qū)小型分布式風機發(fā)電的優(yōu)勢十分明顯。沼氣和秸稈氣化本質(zhì)上都屬于生物質(zhì)能，是目前生物質(zhì)能的兩種主要清潔利用方式。

針對我國城鄉(xiāng)清潔能源發(fā)展不平衡的事實和在農(nóng)村地區(qū)發(fā)展清潔能源的重要性，本文接下來的幾部分將分別闡述在我國農(nóng)村地區(qū)發(fā)展清潔能源的現(xiàn)實意義;描述當前我國農(nóng)村地區(qū)清潔能源的發(fā)展現(xiàn)狀，主要包括政策法律環(huán)境和基礎設施等;同時，分析我國農(nóng)村地區(qū)目前清潔能源發(fā)展的三種主要模式(分散式、集中式和循環(huán)式)。文章最后就當前我國農(nóng)村地區(qū)清潔能源的發(fā)展提出可行的政策建議。

1 農(nóng)村清潔能源發(fā)展的現(xiàn)實意義

能源是制約一個國家社會、經(jīng)濟發(fā)展的重要因素。能源消費結(jié)構(gòu)和發(fā)展模式直接關乎國家經(jīng)濟安全，并會影響到社會、經(jīng)濟、環(huán)境三者的和諧發(fā)展。盡管近年來我國城市化發(fā)展迅速，但統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示:截至2008年，我國農(nóng)村人口占全國總?cè)丝诘谋壤愿哌_54．32%［2］，有一半以上的人口仍然生活在農(nóng)村地區(qū)。在我國總體能源消費結(jié)構(gòu)中，雖然農(nóng)村地區(qū)的人均能源消費量還不到城市人均能源消費量的一半，但由于我國農(nóng)村人口基數(shù)較大，2004年全國農(nóng)村能源消費總量已達到8．5億t標準煤，占全國能源消費總量的42．7%。預計到2015年，我國農(nóng)村能源消費總量將占到全國能源消費總量的一半以上［3］。因此，農(nóng)村地區(qū)的能源消費結(jié)構(gòu)和發(fā)展模式將會影響到我國能源發(fā)展的總體規(guī)劃和布局。農(nóng)村能源的合理利用以及能源消費結(jié)構(gòu)的改變是我國未來一段時間能源工作中的重點內(nèi)容。我國將綠色發(fā)展納入了正在制定中的“十二五”發(fā)展規(guī)劃，并且要求通過技術進步來推動綠色發(fā)展，以逐步調(diào)整我國的能源結(jié)構(gòu)，提高清潔能源在能源消費中所占的比重。

農(nóng)村地區(qū)能源短缺和消費結(jié)構(gòu)畸形發(fā)展，導致農(nóng)村地區(qū)環(huán)境污染日益嚴重，農(nóng)村污染問題越來越突出［4］。尤其是在工業(yè)化和城鎮(zhèn)化程度較高的東部發(fā)達地區(qū)，農(nóng)村環(huán)境質(zhì)量下降與經(jīng)濟社會發(fā)展已形成了強烈的反差。這里面的原因有很多:一方面，農(nóng)村地區(qū)人們?nèi)狈Νh(huán)保意識，生產(chǎn)生活方式相對落后導致農(nóng)藥、化肥的不正確使用和垃圾等隨意堆放，使得大氣、地下水、土壤等受到了嚴重污染，加之砍伐、植被破壞等對環(huán)境造成重大破壞［5－6］;另一方面，隨著城市工業(yè)的快速發(fā)展大量工業(yè)污染向鄉(xiāng)村轉(zhuǎn)移也造成農(nóng)村環(huán)境污染日益加重，鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)粗放型生產(chǎn)經(jīng)營方式也是農(nóng)村環(huán)境污染的主要污染源點;除此之外，農(nóng)村地區(qū)不合理的能源消費結(jié)構(gòu)和落后的發(fā)展方式已經(jīng)無法適應經(jīng)濟的快速發(fā)展所導致的用能污染也是造成農(nóng)村環(huán)境污染加劇的一個重要的原因。統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，我國60%左右農(nóng)村人口仍然靠傳統(tǒng)的秸稈和薪柴等解決能源問題［7］。2004年，我國農(nóng)村生活用能中煤炭占34%，生物質(zhì)能(薪柴、秸稈)占56%，沼氣僅占1%;在農(nóng)村生產(chǎn)用能中，煤炭占53%，電力占16%［3］。如果農(nóng)村環(huán)境污染問題得不到根本解決，建設以和諧發(fā)展為主旨的社會主義新農(nóng)村就不能順利進行。

發(fā)展清潔能源可以改變農(nóng)村能源消費結(jié)構(gòu)，做好農(nóng)村能源節(jié)約，改變農(nóng)民傳統(tǒng)生活能源發(fā)展模式，減少環(huán)境污染，改善農(nóng)村生產(chǎn)生活條件，促進農(nóng)村社會和諧發(fā)展。農(nóng)村清潔能源主要包括太陽能、沼氣、風力發(fā)電、微型水電、生物質(zhì)能等，均屬于潔凈、無污染、可再生的能源，具有廣闊的應用前景。我國可再生能源資源豐富:有關部門的統(tǒng)計顯示，我國農(nóng)業(yè)和林業(yè)剩余物(農(nóng)作物秸稈、果樹剪枝和薪柴等)每年可以提供的固體能源資源約有6億 t－7億t，所含能量相當于3億 t至3．5億 t標準煤［8］。另外，在我國廣大農(nóng)村還存在著豐富的太陽能、風能和水能等可再生能源均可以作為清潔能源來加以利用。如果我國農(nóng)村地區(qū)能夠立足所擁有的能源條件，充分利用豐富的可再生能源資源，讓農(nóng)民成為清潔能源的生產(chǎn)者，利用新型清潔生產(chǎn)技術，大力發(fā)展農(nóng)村清潔能源，減少煤炭等常規(guī)化石能源的消耗，不僅有利于節(jié)約農(nóng)民的生活用能開支，提高生活質(zhì)量，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)資源的再生增值，引導農(nóng)民致富，還有利于農(nóng)村環(huán)境乃至整個生態(tài)環(huán)境的改善，帶動農(nóng)村經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展。發(fā)展農(nóng)村清潔能源不僅能解決農(nóng)村能源問題，而且將農(nóng)民的生產(chǎn)、生活有機地結(jié)合起來，是建設中國特色社會主義新農(nóng)村的可持續(xù)發(fā)展之路。因此，發(fā)展清潔能源對我國農(nóng)村社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展具有重大的現(xiàn)實意義。

2 農(nóng)村清潔能源發(fā)展現(xiàn)狀

我國清潔能源城鄉(xiāng)發(fā)展不平衡，與城市相比農(nóng)村地區(qū)清潔能源的發(fā)展水平還相對落后。但隨著國家對“三農(nóng)”問題的重視和社會主義新農(nóng)村建設的開展，我國農(nóng)村地區(qū)清潔能源最近幾年得到了快速發(fā)展。一系列與發(fā)展清潔能源相關的法律法規(guī)頒布并實施，國家各級政府和部門制定出臺了相關的發(fā)展規(guī)劃和建設方案。農(nóng)村地區(qū)基礎設施有了很大發(fā)展，為進一步發(fā)展清潔能源、改善能源發(fā)展模式和消費結(jié)構(gòu)提供了基礎。

2．1 與清潔能源發(fā)展相關的政策、法規(guī)

由于發(fā)展起步較晚，我國清潔能源相關的配套法律規(guī)范還不完善。目前清潔能源的發(fā)展主要依靠政府行政政策、部門發(fā)展規(guī)劃以及可再生能源領域、環(huán)境氣候保護領域的法律法規(guī)等來調(diào)整。與清潔能源相關的政策、規(guī)定大多散見于可再生能源或者新能源有關的政策規(guī)范中。參照大氣污染防治、環(huán)境保護、可再生能源等領域的法律法規(guī)，國家各個部門分別制定、發(fā)布了與清潔能源發(fā)展相關的規(guī)劃和政策辦法，地方政府分別就清潔能源發(fā)展的不同領域制定了清潔生產(chǎn)實施方案(見表1)［9－10］。

2000年修訂的《中華人民共和國大氣污染防治法》就推廣清潔能源應用領域做出了規(guī)定，其中可以查找到我國鼓勵、支持清潔能源發(fā)展最早的法律條文。2005年，我國頒布了《可再生能源法》為可再生能源的發(fā)展利用提供了原則性的指導。2006年，國家發(fā)改委在《可再生能源中長期發(fā)展規(guī)劃》中提出到2020年建成500個綠色能源縣。2007年，國家科技部制定了《節(jié)能減排全民科技行動方案》，對攻克可再生能源與非化石能源技術難關，大力發(fā)展農(nóng)村循環(huán)經(jīng)濟技術等做出了相應的規(guī)劃安排。同年農(nóng)業(yè)部在《農(nóng)業(yè)部關于加強農(nóng)業(yè)和農(nóng)村節(jié)能減排工作的意見》中提出將大力開發(fā)農(nóng)村可再生能源作為農(nóng)業(yè)農(nóng)村節(jié)能減排工作重點領域。此外，農(nóng)業(yè)部2007年發(fā)布的《全國農(nóng)村沼氣工程建設規(guī)劃(2006－2010)》中還明確提出“十一五”期間國家將加快建設農(nóng)村沼氣的步伐。2008年12月，國務院辦公廳發(fā)布《關于搞活流通擴大消費的意見》，提出全面推進家電下鄉(xiāng)工作，2009年太陽能熱水器被補充到家電下鄉(xiāng)政策補貼范圍，當年2月起開始我國對太陽能下鄉(xiāng)給予財政補貼，對太陽能下鄉(xiāng)的補貼政策將使得太陽能這一清潔能源快速走進農(nóng)村，并帶來一場能源利用的升級。

2．2 農(nóng)村清潔能源發(fā)展情況

農(nóng)村能源主要包括秸稈、薪柴、太陽能(光熱)、微型電源(小型風力發(fā)電、微水電、光伏電源)、其他生物質(zhì)能等可再生能源以及煤炭、燃料油、液化石油氣和傳統(tǒng)電力等。生活用能在農(nóng)村能源消費結(jié)構(gòu)中占據(jù)很大比例，2007年的統(tǒng)計數(shù)字顯示，在中國農(nóng)村居民生活用能結(jié)構(gòu)中，秸稈占比為49%，薪柴占比為28%，煤炭占14%，電力占5%(此處電力指傳統(tǒng)電力，不包括光伏、風電等清潔電力)，清潔能源僅占3%不到(見圖1)。

近年來農(nóng)村居民生活用能有較大改變，使用天然氣和液化石油氣的農(nóng)戶越來越多，輔助能源以電為主。但對于中部和西部經(jīng)濟欠發(fā)達地區(qū)，大多數(shù)農(nóng)村居民仍以薪柴、秸稈等為主要生活用能源。我國農(nóng)村地區(qū)地域性差異較大，經(jīng)濟發(fā)展水平不均衡，不同區(qū)域的農(nóng)村居民在能源消費水平和結(jié)構(gòu)方面也存在著較大的差異。農(nóng)區(qū)主要使用秸稈，牧區(qū)主要使用牲畜糞便，山地和林區(qū)主要使用薪柴。表2顯示了我國不同地區(qū)農(nóng)村沼氣和太陽能(光熱)的建設情況。

2．2．1 太陽能(光熱)

表1 與清潔能源發(fā)展有關的法律、法規(guī)、政策及規(guī)劃Tab．1 Clean energy development-related laws，regulations，policies and planning

圖1 2007年中國農(nóng)村居民生活用能結(jié)構(gòu)Fig．1 Eenergy structure for living of rural residents in China，2007

表2 全國分地區(qū)農(nóng)村沼氣和太陽能光熱能源建設情況Tab．2 Sub-regional rural biogas and solar thermal energy building

太陽能可以直接利用，成本低，無污染，是理想的清潔能源。目前太陽能利用主要有光熱轉(zhuǎn)換和光伏發(fā)電兩種形式。太陽能光熱轉(zhuǎn)換是對太陽能的直接利用，比如太陽能熱水器、太陽灶、太陽房等。我國太陽能熱水器從上個世紀末開始迅速發(fā)展，其主產(chǎn)量由2001年的820萬m2增長到2007年2 300萬m2，年均增長20%以上［11］。

2．2．2 沼氣

沼氣是一種可再生無污染的清潔能源，是有機物在厭氧條件下經(jīng)微生物的發(fā)酵作用而生成的一種可燃性氣體，其主要成分是甲烷和二氧化碳。表3顯示了自2000年以來我國農(nóng)村戶用沼氣的發(fā)展情況(注:2005年前養(yǎng)殖場沼氣工程統(tǒng)計數(shù)為大中型沼氣工程)。

2．2．3 生物質(zhì)能

生物質(zhì)能是通過生物質(zhì)轉(zhuǎn)化技術將植物蓄存的光能與物質(zhì)資源深度開發(fā)和循環(huán)利用。可以說生物質(zhì)能是農(nóng)村地區(qū)應用最為廣泛，歷史最為悠久的能源。目前在我國農(nóng)村發(fā)展的主要有秸稈氣化、生物質(zhì)氣化及發(fā)電、生物燃料乙醇、生物柴油、生物質(zhì)裂解與干餾等。

秸稈氣化是近年來發(fā)展起來的一種清潔能源技術，使得秸稈清潔利用成為可能。通過高溫裂解使得秸稈、柴草在爐內(nèi)氣化成可染氣體，用來取暖和炊事。秸稈作為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的副產(chǎn)品，一直以來都充當著農(nóng)村生活用能和牲畜養(yǎng)殖飼料的主要角色。秸稈作為農(nóng)村生活用能傳統(tǒng)上采用直接燃燒的方式，產(chǎn)能效率很低，衛(wèi)生條件很差。秸稈能源具有一定季節(jié)性，往往在農(nóng)作物剛剛收獲的季節(jié)，秸稈富裕，一時剩余的秸稈便會被直接在田地間焚燒掉，而在冬春季節(jié)秸稈又相對短缺。秸稈的直接燃燒會造成環(huán)境污染、損害人體健康、引發(fā)安全事故。秸稈氣化在一定程度上可解決這些問題，實現(xiàn)秸稈的清潔利用。隨著農(nóng)村生活水平的提高，和對生活衛(wèi)生條件的追求，節(jié)能爐具和清潔爐具受到農(nóng)村居民的青睞。農(nóng)村居民通過購置秸稈氣化爐取代傳統(tǒng)的土灶臺、土爐具。焦油問題一直是困擾秸稈氣化的關鍵，目前這一技術基本上還停留在實驗室階段。實際應用中的秸稈氣化爐普遍都存在焦油問題，以及由此產(chǎn)生的二次污染。基于目前現(xiàn)實情況來看，秸稈氣化作為清潔能源分散式發(fā)展重要方向還存在很多問題亟需解決。

生物質(zhì)氣化及發(fā)電最近幾年來發(fā)展較為迅速，根據(jù)2009年《中國能源發(fā)展報告》統(tǒng)計結(jié)果，“十一五”期間國家“863計劃”支持建設了6Mw規(guī)模的生物質(zhì)氣化發(fā)電示范工程。2006年年底全國生物質(zhì)能發(fā)電累計裝機容量220萬kW，當年核準生物質(zhì)能直燃發(fā)電項目39個，合計裝機容量 128．4 萬 kW，完成5．4 萬 kW［11］。

2．2．4 微型分布式電源

(1)小型風力發(fā)電。我國小型風力發(fā)電機組的年生產(chǎn)能力達8萬臺，2006年生產(chǎn)20 kW以下小型風力發(fā)電機組50 052臺，總裝機容量5 740．8 kW，比2005年增長了50．5%［11］。

(2)微水電。微水電即微型水輪發(fā)電機組，是將小溪、小河流水的力量轉(zhuǎn)換成符合民用用電要求的成套設備。我國所定義的微型水電是指100 kW以下的水力發(fā)電機組，簡稱微水電。微水電分為三個等級:1 kW及以下的為戶用型微水電;1－10 kW以下的為村用型微水電;10－100 kW以下的為鄉(xiāng)用型微水電。近年來，我國微水電的開發(fā)推廣工作取得了新的進展和成績。微水電作為分散的、清潔的可再生能源，將在農(nóng)村能源發(fā)展中起著越來越重要的作用。

(3)光伏電源。光伏發(fā)電是通過光電轉(zhuǎn)換裝置實現(xiàn)太陽能到電能的轉(zhuǎn)換，是目前間接利用太陽能的一種主要方式。近幾年我國太陽能(光伏)產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，產(chǎn)業(yè)規(guī)模和技術水平都有相應提高。在眾多的新能源技術中，光伏發(fā)電具有明顯的技術優(yōu)勢，非常適合于偏遠地區(qū)使用，迄今農(nóng)村和偏遠地區(qū)系統(tǒng)裝置擁有量估計在50萬套以上［12］。

表3 農(nóng)村戶用沼氣發(fā)展情況Tab．3 Development of rural household biogas

隨著農(nóng)村地區(qū)經(jīng)濟條件的改善，消費能力的提高，近年來農(nóng)村地區(qū)居民對于能源的消費需求有所改變。除了追求較低的生活成本之外，對于能源的便捷性、衛(wèi)生性、安全性等方面的需求也日益提高。我國幅員遼闊，各地區(qū)農(nóng)村受限于所處地區(qū)的地理、氣候和經(jīng)濟發(fā)展水平差異，以及生活習慣和住宅類型，農(nóng)村清潔能源發(fā)展情況差異很大。從現(xiàn)實情況看我國農(nóng)村地區(qū)清潔能源基本上遵循了因地制宜、因材發(fā)展的發(fā)展路徑。

3 農(nóng)村清潔能源發(fā)展的主要模式

能源的生產(chǎn)消費過程主要包括能量的生產(chǎn)、供應、消費和廢棄物處理四個環(huán)節(jié)。清潔能源要求在能量傳遞過程所涉及的前三個環(huán)節(jié)都要盡可能少污染或無污染并對廢棄物進行回收或者清潔處理。不同的能源發(fā)展模式對這四個環(huán)節(jié)的側(cè)重點有所不同。從這個角度來歸納，我國農(nóng)村地區(qū)的清潔能源發(fā)展模式主要可以分為三種:分散式、集中式和循環(huán)式。

3．1 分散模式:自給自足

分散式的發(fā)展模式是我國農(nóng)村地區(qū)普遍采用的傳統(tǒng)的能源發(fā)展方式。相對城市而言，多數(shù)農(nóng)村地區(qū)經(jīng)濟基礎比較薄弱，人口居住分散，基礎設施落后，公共事業(yè)缺失，資源也相對貧乏。農(nóng)村居民往往居住在平房小院，有專門的柴房用來存放柴草，或者可以將薪柴、秸稈直接堆放在房前屋后。日常炊事用的秸稈、薪柴占據(jù)了農(nóng)村居民生活用能的主要部分。這種傳統(tǒng)的分散式用能模式，符合農(nóng)村的生活習慣，除了適應農(nóng)村居民的居住條件，成本也比較低［13］。

可以采取分散形式發(fā)展的清潔能源主要以太陽能(光熱、光伏)、沼氣、秸稈氣化為主。農(nóng)村地區(qū)在安放太陽能灶或太陽能熱水器，建造小型戶用沼氣池方面有先天的便利條件。如果在城市樓房安裝太陽能熱水器，要么只能安放在整幢樓的樓頂，要么是安放在專門為太陽能熱水器設計的陽臺上，安裝過程比較復雜，施工成本也相對較高，而且隨便安裝太陽能設施還可能遭到物業(yè)管理的限制。

在農(nóng)村太陽能熱水器可以直接放置在平房的屋脊上，安裝過程比較簡便，費用也較低，安裝過程一般也不會受到鄰居或其他利益相關方的干涉。戶用沼氣池在城市居住環(huán)境下基本上是無法實現(xiàn)的，而農(nóng)村的沼氣池一般是單獨一家農(nóng)戶建造一個，一般容積約為8－10 m3左右大小，可供一戶炊事、照明之用［14］。分散式戶用沼氣池往往會結(jié)合農(nóng)戶自家的養(yǎng)殖生產(chǎn)條件，建成微循環(huán)的形式:農(nóng)作物秸稈、牲畜家禽等糞便作為生產(chǎn)沼氣的原料，將生成的沼氣用來做飯照明，提供生活用能，而沼液、沼渣可用于田間施肥或者用于喂豬、喂魚、飼養(yǎng)家禽等［15］。

分散式能源發(fā)展的最大特點是，農(nóng)戶單獨安置產(chǎn)能設備，比如太陽能熱水器、秸稈氣化爐、沼氣池。產(chǎn)能設備重在維護，減緩設備老化，防止事故發(fā)生而造成二次污染。如何防治二次污染是清潔能源分散式發(fā)展模式中的難點。比如秸稈氣化是一種清潔能源，秸稈氣化的分散式發(fā)展中的核心環(huán)節(jié)是氣化爐，氣化爐的技術、性能表現(xiàn)和價格水平直接影響秸稈氣化作為清潔能源的分散式發(fā)展模式的成敗。秸稈氣化過程中產(chǎn)生的煤灰和焦油的處理，是分散式遇到的最大問題。沼氣池的沼液和廢水的處理在一定程度上對農(nóng)村環(huán)境也會造成二次污染。薪柴、秸稈的堆放往往條件簡陋，甚至露天堆放，這種情況下造成很大的能源浪費。對農(nóng)民的技術要求也很高，無法自行維修，造成潛在危險。

隨著新農(nóng)村建設的開展，全國各地許多地方已經(jīng)開始進行村莊改社區(qū)，集中居住，居住條件由過去的平房搬遷樓房，造成傳統(tǒng)的分散式發(fā)展模式受到挑戰(zhàn)，分散式能源模式只能適合于過渡階段。

3．2 集中模式:規(guī)模化生產(chǎn)

集中式發(fā)展模式是指產(chǎn)能中心與用戶之間通過傳輸網(wǎng)絡連接起來，能源生產(chǎn)與消費在空間上相分離。這種模式中生產(chǎn)與供應環(huán)節(jié)相對獨立，其中生產(chǎn)環(huán)節(jié)通常采用現(xiàn)代化大工廠的組織方式實現(xiàn)能源的集中生產(chǎn)，獲得能源生產(chǎn)的規(guī)模效益和管理優(yōu)勢。清潔能源用戶不需要考慮能源的產(chǎn)生和維護。集中式能源發(fā)展模式，可以實現(xiàn)能源的生產(chǎn)、服務的規(guī)模經(jīng)濟。比如通過大型養(yǎng)殖場實現(xiàn)沼氣集中供氣模式，新農(nóng)村社區(qū)的中心村可以運營大規(guī)模集中式秸稈氣化站等。

農(nóng)村清潔能源的集中化表現(xiàn)在對能源的現(xiàn)代大工業(yè)化生產(chǎn)方式的利用上，即集中化、技術化和裝備化［16］。集中化就是將農(nóng)村清潔能源集中到一起，集中處理、加工、轉(zhuǎn)換、傳輸和使用;技術化就是農(nóng)村清潔能源利用不再是順手用材、靠天吃飯，而是借助一定的物理、化學和生物技術，實現(xiàn)可清潔能源的有效轉(zhuǎn)化和貯存;裝備化就是農(nóng)村清潔能源的轉(zhuǎn)化、貯存、傳輸和使用往往需要一定裝備和工具。農(nóng)村清潔能源集中化、技術化和裝備化需要新型農(nóng)民和新型農(nóng)村的生產(chǎn)生活方式。

這一模式運行過程中的難點是產(chǎn)能調(diào)控。受到農(nóng)村清潔能源原材料來源限制，在原料旺季，比如農(nóng)作物收割季節(jié)，原料容易保證，但在枯草季節(jié)，由于原材料存儲問題，在一定程度上會導致原料不足，產(chǎn)能下降，在用能高峰時會出現(xiàn)無法用能的問題。集中式發(fā)展模式，實現(xiàn)多種能源配套較為困難。在分散式情況下，能源的調(diào)配是各家各戶自行調(diào)配的。集中模式中能量輸送網(wǎng)絡建設本較高，一旦發(fā)展起來，會造成單一能源的過度依賴。

3．3 循環(huán)模式:生態(tài)經(jīng)濟

當前在農(nóng)村適宜采用循環(huán)式發(fā)展模式的清潔能源主要是沼氣和秸稈氣化，這兩種清潔能源本質(zhì)上都屬于生物質(zhì)能，可以采用循環(huán)式發(fā)展模式的重要原因在于原料本身的自然屬性。生物質(zhì)能的本質(zhì)是太陽能通過光合作用在植物內(nèi)的蓄存，生物質(zhì)能的產(chǎn)能過程需要一系列物理和化學的變化，最后實現(xiàn)能量和殘余物質(zhì)的分離。在這一過程中的殘余物質(zhì)，比如產(chǎn)生沼氣后的沼液、沼渣，秸稈氣化后的灰燼等都是可以通過循環(huán)途徑重新進入生物質(zhì)生產(chǎn)鏈，作為飼料或者肥料參與到生物質(zhì)重新固化太陽能的生物化學過程。

生物質(zhì)能的循環(huán)發(fā)展模式，涉及能源的生產(chǎn)、供應和消費全鏈條。該模式的能源生產(chǎn)端即可以采用分散式又可以采用集中式。與庭院經(jīng)濟相配套的戶用沼氣池的推廣應用可以看做是分散模式與循環(huán)模式結(jié)合的典型，是目前農(nóng)村生物質(zhì)能利用最成功的模式，這是一種最小的農(nóng)村自給自足的循環(huán)利用模式，適合于目前農(nóng)村仍然是以個體農(nóng)戶經(jīng)營為主，種植養(yǎng)殖都有的農(nóng)作方式［15］。但是相對而言，集中式比分散式在廢料收集方面有更大優(yōu)勢，規(guī)模化的循環(huán)模式都是與集中模式配套的，實現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟。例如，有“中國第一生態(tài)村”之稱的北京大興區(qū)長子營鎮(zhèn)留民營村，以沼氣為中心，發(fā)展農(nóng)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟，用種植業(yè)提供飼料發(fā)展養(yǎng)殖業(yè)，禽畜糞便為生產(chǎn)沼氣提供原料。

3．4 三種主要發(fā)展模式的比較

分散、集中和循環(huán)這三種主要模式分別側(cè)重于能量清潔傳遞的不同環(huán)節(jié)。分散式的發(fā)展模式側(cè)重的是清潔能源的消費環(huán)節(jié)，集中式發(fā)展模式側(cè)重的是清潔能源的生產(chǎn)和供應環(huán)節(jié)而循環(huán)式發(fā)展模式則是側(cè)重清潔能源傳遞的全部環(huán)節(jié)。總體上說，農(nóng)村地區(qū)清潔能源發(fā)展的三種主要模式各有優(yōu)缺點，不同的能源發(fā)展模式適應性受到地域特征、用能環(huán)境、配套設施和能源性質(zhì)等因素影響。同一種能源在不同的地域，不同的發(fā)展階段可能會采用不同的發(fā)展模式。分散式模式適合于居住分散、基礎設施落后地區(qū)，具體適用能源種類有太陽能、沼氣和秸稈氣化等;集中式模式適合于經(jīng)過舊村改造，特別是進行集中居住的新農(nóng)村建設發(fā)展較快的地區(qū)，這些地區(qū)基礎設施、服務體系完善，適合的能源種類有風能、小水電、秸稈氣化以及沼氣等;而循環(huán)式發(fā)展模式則適用于經(jīng)濟相對發(fā)達、城鎮(zhèn)化程度較高的農(nóng)村地區(qū)，這種發(fā)展模式對于資金和管理要求相對較高。三種清潔能源發(fā)展模式從基礎設施要求、投資規(guī)模、服務要求、創(chuàng)新側(cè)重點和能源性質(zhì)等方面都有所不同(見表4)。

一種能源的發(fā)展具體采用什么樣的發(fā)展模式取決于當?shù)亟?jīng)濟發(fā)展水平、消費能力、居住環(huán)境、生活習慣以及基礎設施配套情況等多種因素的共同作用。基礎設施屬于公共品的范疇，一般來說需要較大投資，并受到當?shù)亟?jīng)濟水平發(fā)展限制。當?shù)剞r(nóng)村的經(jīng)濟發(fā)展水平比較高，農(nóng)民可以有足夠的消費能力支付相對昂貴的能源，比如炊事采用液化氣或電能而替代燃燒薪柴。在經(jīng)濟水平發(fā)展比較高的農(nóng)村地區(qū)，基礎設施配套相對完善，生活環(huán)境適合于集中式的能源發(fā)展模式。相反，經(jīng)濟發(fā)展水平比較低的地區(qū)，無論生活環(huán)境還是基礎設施往往都不適合于集中式能源發(fā)展，只能采用各戶獨立的分散式發(fā)展。循環(huán)式發(fā)展往往對以上因素要求更為苛刻，很大程度上還需要政策的指引和補貼行為。基礎設施條件是影響能源發(fā)展模式的首要因素。比如，農(nóng)村地區(qū)因為缺乏燃氣管網(wǎng)，同樣要消費燃氣能源的話，就只能采用煤氣罐分散到戶。更為明顯的一個例子是沼氣，沼氣的生產(chǎn)是可以通過大規(guī)模沼氣池集中生產(chǎn)也可以單戶建立沼氣池自給自足。很顯然如果缺乏輸送沼氣的管道，農(nóng)民只能采用分散的方式自行挖建沼氣池。在農(nóng)牧地區(qū)對家用風機發(fā)電和小電源有著分散式發(fā)展的獨特需求，小型風電、微水電受到自然條件、技術和投資門檻的制約很少被農(nóng)戶單獨采用。

表4 清潔能源發(fā)展模式比較Tab．4 Comparison of clean energy developmentmodes

4 針對農(nóng)村清潔能源發(fā)展的建議

農(nóng)村清潔能源的發(fā)展既要考慮到新農(nóng)村的發(fā)展要求，又要照顧到清潔能源發(fā)展的自身規(guī)律。清潔能源發(fā)展的難題是如何保證能源與環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。清潔能源領域雖然有《可再生能源法》及陸續(xù)出臺相應的一系列政策法規(guī)可供遵循，但具體到農(nóng)村清潔能源發(fā)展的實際情況，是還需要一系列更為具體的政策、標準和法規(guī)才具有可操作性，在此提出清潔能源政策建議如下:

清潔能源的集中化建設必須納入規(guī)劃。太陽能、微型風電、微水電、沼氣和秸稈氣化等清潔能源的集中化建設必須納入國家綠色能源的建設規(guī)劃，并報請國家主管部門批準，避免無序建設和盲目發(fā)展。避免出現(xiàn)清潔能源發(fā)展過程中的環(huán)境破壞和能源利用過程中的二次污染。

加強宣傳、教育，開展農(nóng)村清潔能源培訓。在開發(fā)利用農(nóng)村清潔能源上，要協(xié)調(diào)經(jīng)濟增長和資源環(huán)境的和諧發(fā)展;協(xié)調(diào)農(nóng)村清潔能源開發(fā)利用和生態(tài)環(huán)境建設，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。針對農(nóng)村群眾對清潔能源建設缺乏認識、缺乏技能的現(xiàn)狀，應該加強媒體宣傳力度，將清潔能源利用的新產(chǎn)品、新成果信息深入到村、組、農(nóng)戶，讓清潔用能思想深入人心，提高農(nóng)民利用清潔能源的自覺性。農(nóng)村清潔能源不僅技術含量較高，還需具備一定的安全知識。要有組織有計劃地開展農(nóng)村清潔能源培訓工作，提高農(nóng)民利用清潔能源的技能水平。

加強農(nóng)村清潔能源服務體系的建設。我國農(nóng)村清潔能源基礎設施落后，不同地區(qū)發(fā)展模式并不一致，甚至同一地區(qū)存在多種模式共存的現(xiàn)象，不同能源種類所采用的發(fā)展模式也因地而異。我國農(nóng)村清潔能源在科研、技術推廣、產(chǎn)業(yè)開發(fā)、社會化服務等方面都沒有形成自己的發(fā)展體系。存在服務范圍窄，工作力度小的問題。縣級農(nóng)村能源辦行政級別低，缺乏配套的鄉(xiāng)、鎮(zhèn)級服務站。建議農(nóng)村清潔能源發(fā)展利用要與新農(nóng)村建設相結(jié)合，加強農(nóng)村新能源的科研和技術服務體系建設。

加強農(nóng)村清潔能源基礎建設。目前我國農(nóng)村許多地區(qū)都在進行以“集中居住”為主要形式的新農(nóng)村建設，農(nóng)村生活環(huán)境得到改造。加快發(fā)展農(nóng)村清潔能源，應該借機新農(nóng)村建設，加強農(nóng)村清潔能源基礎設施建設，在有條件的農(nóng)村地區(qū)開展生態(tài)循環(huán)模式的清潔能源工程，實現(xiàn)清潔能源由自給自足的分散模式跨越到以生態(tài)循環(huán)為特征的循環(huán)模式，促進生態(tài)保護、發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟。

進一步增加農(nóng)村清潔能源生產(chǎn)、消費補貼。可以通過財政稅收、金融等方面的優(yōu)惠政策，引導企業(yè)與農(nóng)村、農(nóng)民之間組織合作社或形成經(jīng)濟聯(lián)合體。這不僅能有效解決生清潔能源分散性與大工業(yè)生產(chǎn)集中性、連續(xù)性的矛盾，還能促進農(nóng)村清潔能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展，增加農(nóng)民收入。2009年我國對太陽能下鄉(xiāng)實行財政補貼政策，效果顯著。建議國家設立專項資金，加大投入，擴大農(nóng)村清潔能源消費補貼范圍，提高清潔能源普及程度。

5結(jié)語

我國是農(nóng)業(yè)大國，農(nóng)村人口在一定時期仍將占很大比重。農(nóng)村地區(qū)生活條件和生活方式相對落后，居民環(huán)境保護意識較為淡薄。隨著農(nóng)村城市化發(fā)展，農(nóng)村居住條件得到了很大改善，許多地區(qū)的新農(nóng)村建設使得農(nóng)民改變了過去的平房小院的生活環(huán)境。城市化建設的發(fā)展為我國農(nóng)村地區(qū)發(fā)展清潔能源提供了難得的歷史機遇。農(nóng)村清潔能源的發(fā)展由小規(guī)模分散式向大規(guī)模工廠化生產(chǎn)的集中式發(fā)展模式以及最終實現(xiàn)生態(tài)經(jīng)濟的循環(huán)發(fā)展模式將是清潔能源可能的發(fā)展路徑。發(fā)展農(nóng)村清潔能源不僅開發(fā)沼氣、太陽能、秸稈氣化等清潔能源，促進資源的循環(huán)利用，而且治理農(nóng)村污染，改善和保護生態(tài)環(huán)境，是社會主義新農(nóng)村建設的基礎性工程，具有較好的開發(fā)前景和發(fā)展?jié)摿Α壹暗胤秸畱ㄟ^組織實施示范工程，加大市場開拓力度，制定產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃，拓寬融資渠道，積極支持農(nóng)村清潔能源的發(fā)展;應加快清潔能源立法，完善立法體系。同時，清潔能源的發(fā)展要結(jié)合農(nóng)村地區(qū)實際情況，具體不同地區(qū)的能源發(fā)展模式有其特殊性，每一種發(fā)展模式又有其針對性，具體采用什么樣的發(fā)展模式要結(jié)合不同地區(qū)農(nóng)村的實際情況，要因地制宜針對不同的能源種類采用適合于當?shù)剞r(nóng)村當前生產(chǎn)生活條件的發(fā)展方式。

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Analysis of and Recommendations for Clean Energy Development in Rural China

XU Li-de1TONG Yun-huan1，2
(1．School of Economics and Management，Tsinghua University，Beijing 100084，China;2．Center for Green Leap Research，Tsinghua University，Beijing 100084，China)

Starting from the practical significance of developing clean energy in ruralareas of China to protectenvironmentand promote rural social and economic sustainable development，we firstly describe the current stage of China's energy consnmption structure and energy production in rural areas and presents an analysis of the problem of unbalanced development of clean energy in China's urban and rural areas in this paper．We then further elaborate the importanc of developing clean energy in rural areas in energy consumption structure adjustment，rational use of energy，emission reduction，improvement for rural living conditions，and promoting the harmonious development of society．Thirdly，we give an introduction to the infrastructure as well as the legal environment of policies and regulations which are related to clean energy development．We alsomention some clean energy technologies adapted for different rural areas．We argue that clean energy development in rural areas can be divided into three main modes，namely，self-sufficient distributed mode，large-scale centralized mode and the cycled mode integrated with ecological economy Then we give a thorough comparative analysis of these 3 modes from the perspectives of technical characteristics，geographical features，energy environment，infrastructure，energy nature，and stage of development，investment，service requirements，and innovation etc．Finally，we propose some policy recommendations for issues faced in the current clean energy development in rural areas and pointout that itmustbe based on the current local production and living conditions to select an appropriatemode for developing clean energy in rural areas．

rural area;clean energy;developmentmodes

F062．6

A

1002－2104(2011)07－0020－08

10．3969/j．issn．1002－2104．2011．07．004

2010－11－24

徐禮德，博士生，主要研究方向為技術創(chuàng)新與可持續(xù)發(fā)展。

國家自然科學基金項目(編號:70721017001)。

(編輯:溫武軍)