共建低碳“微能源網(wǎng)”，突破現(xiàn)代農(nóng)業(yè)用能瓶頸

呂一凡 陳望達(dá) 萬(wàn)家建

在國(guó)家鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略與加快建設(shè)農(nóng)業(yè)強(qiáng)國(guó)目標(biāo)的指引下，我國(guó)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程開始提速，數(shù)字農(nóng)業(yè)、智慧農(nóng)業(yè)加速發(fā)展，自動(dòng)溫控大棚、人工光植物工廠、植物育種方艙等新型農(nóng)業(yè)設(shè)施也開始廣泛建設(shè)和應(yīng)用。但與此同時(shí)，新型農(nóng)業(yè)園區(qū)的用能難題也開始凸顯。

現(xiàn)代農(nóng)業(yè)企業(yè)用能有三“愁”

平湖市廣陳鎮(zhèn)被譽(yù)為浙江省的“農(nóng)業(yè)硅谷”，育種方艙、植物工廠在這里比比皆是。電能替代土壤，農(nóng)民穿起工裝，現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)設(shè)施讓農(nóng)業(yè)產(chǎn)值倍增。然而，在現(xiàn)代化、智能化農(nóng)業(yè)園區(qū)建設(shè)過(guò)程中，傳統(tǒng)的能源供應(yīng)模式已無(wú)法滿足科技農(nóng)業(yè)、設(shè)施農(nóng)業(yè)、數(shù)字農(nóng)業(yè)等高端農(nóng)業(yè)發(fā)展的要求，不僅影響了農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的進(jìn)程，也影響到當(dāng)?shù)爻青l(xiāng)統(tǒng)籌發(fā)展。與此同時(shí)，“雙碳”目標(biāo)的提出，對(duì)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)減少碳排放提出了更高的要求。這讓現(xiàn)代農(nóng)業(yè)企業(yè)用能有了三“愁”。

一是發(fā)展高度依賴能源供應(yīng)，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)企業(yè)面臨能源供應(yīng)“愁”。相較于傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)而言，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)能源消耗量呈幾何式增長(zhǎng)，且對(duì)供電可靠性要求很高，現(xiàn)有的農(nóng)場(chǎng)電網(wǎng)和傳統(tǒng)能源供應(yīng)模式難以滿足其需求，部分地區(qū)甚至出現(xiàn)了多年未見的“項(xiàng)目等電”情況。可見，先進(jìn)的農(nóng)業(yè)發(fā)展模式和相對(duì)落后的能源供給之間的矛盾日益突出。

二是用能成本居高不下，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)企業(yè)面臨經(jīng)營(yíng)“愁”。農(nóng)業(yè)企業(yè)用能為商業(yè)用電，電價(jià)高；植物工廠等農(nóng)業(yè)設(shè)施需要24小時(shí)不間斷用電，能耗高。例如，2020年平湖市廣陳鎮(zhèn)成立了國(guó)際科技農(nóng)業(yè)合作示范區(qū)，以色列、德國(guó)等國(guó)家的48個(gè)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)項(xiàng)目涌入，大功率設(shè)備數(shù)量倍增。其中一家植物工廠項(xiàng)目由于作物培育完全依靠燈光、溫控和各類復(fù)雜的電子設(shè)備，且需要24 小時(shí)運(yùn)行，每月僅電費(fèi)就高達(dá)80多萬(wàn)元。據(jù)分析，項(xiàng)目用能成本高一方面是由于用能總量高，另一方面則由于項(xiàng)目用電時(shí)段多處于電力系統(tǒng)峰電價(jià)格區(qū)間，導(dǎo)致整體用電成本高。

三是高能耗帶來(lái)高碳排，建設(shè)清潔能源設(shè)施投入大，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)企業(yè)面臨低碳發(fā)展“愁”。隨著大功率設(shè)備的不斷引入，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)成為新的碳排放大戶，“雙碳”目標(biāo)帶來(lái)的減排壓力，讓農(nóng)業(yè)企業(yè)兼顧發(fā)展升級(jí)與減少碳排放面臨巨大挑戰(zhàn)。盡管電網(wǎng)公司能夠提供“氫光儲(chǔ)充”一體化智慧能源站方案，解決低碳用能的問(wèn)題，但由于項(xiàng)目建設(shè)投資費(fèi)用高昂，一些企業(yè)有清潔能源用電需求卻沒有資金條件安裝清潔能源發(fā)電設(shè)施。僅僅依靠供電公司的技術(shù)力量，難以滿足新農(nóng)村多種業(yè)態(tài)發(fā)展、綠色低碳轉(zhuǎn)型的需求。

如何破解現(xiàn)代農(nóng)業(yè)企業(yè)面臨的用能用電難題，如何避免現(xiàn)代農(nóng)業(yè)成為新的碳排放大戶，亟須尋求有效解決方案。

打造低碳“微能源網(wǎng)”，集中調(diào)配清潔能源

面對(duì)這一難題，國(guó)網(wǎng)浙江省電力有限公司平湖市供電公司（以下簡(jiǎn)稱國(guó)網(wǎng)平湖市供電公司）開啟了打造以“氫光儲(chǔ)充”一體化智慧能源站為主、以農(nóng)村電網(wǎng)為支撐的新型電力系統(tǒng)——“微能源網(wǎng)”的探索。

平湖擁有豐富的新能源資源，是浙江省清潔能源示范縣。2021年，國(guó)網(wǎng)平湖市供電公司存量分布式光伏裝機(jī)容量達(dá)26萬(wàn)千瓦，發(fā)電量和裝機(jī)容量占比位列浙江省縣級(jí)公司第一和第二。2022年平湖市風(fēng)光發(fā)電20.88億度，占全社會(huì)用電比例達(dá)30.5%，分別較2020年提高395%和22.5%，光伏占全社會(huì)用電量的8.2%，居全省第一。

以此為基礎(chǔ)，國(guó)網(wǎng)平湖市供電公司立足于平湖農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)統(tǒng)一規(guī)劃建設(shè)和運(yùn)營(yíng)的國(guó)際科技農(nóng)業(yè)合作示范區(qū)，依托已建成的源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化管理系統(tǒng)，攜手多個(gè)利益相關(guān)方，構(gòu)建以大電網(wǎng)為主導(dǎo)、與國(guó)際科技農(nóng)業(yè)合作示范區(qū)內(nèi)微能源網(wǎng)相融并存的電網(wǎng)形態(tài)，力爭(zhēng)在精準(zhǔn)解決用電難題的同時(shí)實(shí)現(xiàn)多方合作共贏，創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)境綜合價(jià)值。

具體而言，國(guó)網(wǎng)平湖市供電公司在國(guó)際科技農(nóng)業(yè)合作示范區(qū)，攜手多方共建浙江省首家低碳“微能源網(wǎng)”，將來(lái)自各方的氫能、光能、太陽(yáng)能、風(fēng)能等多種清潔能源，通過(guò)數(shù)字化手段集中調(diào)配，形成集中能源托管的低碳運(yùn)營(yíng)模式。“微能源網(wǎng)”清潔能源的主要來(lái)源：一是國(guó)網(wǎng)平湖市供電公司與政府合作，通過(guò)租賃農(nóng)村閑置的集體土地和屋頂資源建設(shè)的分布式太陽(yáng)能光伏；二是“氫光儲(chǔ)充”一體化智慧能源站自身的氫能微型熱電聯(lián)供系統(tǒng)等產(chǎn)生的清潔能源；三是浙江東郁果業(yè)有限公司“負(fù)碳”植物工廠項(xiàng)目產(chǎn)生的707千瓦光伏、900千瓦/1800 千瓦時(shí)儲(chǔ)能、240千瓦充電樁和源網(wǎng)荷儲(chǔ)能源管理系統(tǒng)。此外，將一些企業(yè)沒有消耗的自身清潔能源發(fā)電量并入儲(chǔ)能站，進(jìn)行能源再分配。

“微能源網(wǎng)”的核心部分——“氫光儲(chǔ)充”一體化智慧能源站，可以在電價(jià)低谷期利用儲(chǔ)能裝置存儲(chǔ)電能，供園區(qū)企業(yè)在用電高峰期使用，避免企業(yè)直接大規(guī)模使用高峰期的高價(jià)電，有效地解決了用電成本高的問(wèn)題，從而達(dá)到經(jīng)濟(jì)最優(yōu)、用能最省。最終，以“氫光儲(chǔ)充”一體化智慧能源站為主、以農(nóng)村電網(wǎng)為支撐的“微能源網(wǎng)”，匯聚的清潔電力能夠滿足園區(qū)企業(yè)50%以上的用能需求，實(shí)現(xiàn)清潔能源的就地互濟(jì)和消納，精準(zhǔn)解決各項(xiàng)目用能供給與需求不匹配的難題。

“眾籌經(jīng)濟(jì)”共建共享，創(chuàng)建全新商業(yè)模式

“微能源網(wǎng)”具有建設(shè)成本高但受益面廣且具有收益性的特點(diǎn)，需要推動(dòng)和激勵(lì)多方參與。為此，國(guó)網(wǎng)平湖市供電公司從新農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型需求出發(fā)，發(fā)揮供電企業(yè)掌握農(nóng)業(yè)企業(yè)用電特性的優(yōu)勢(shì)，多輪溝通開發(fā)區(qū)政府、村集體、負(fù)荷聚合商、新型農(nóng)業(yè)企業(yè)等利益相關(guān)方，最終商討形成了建設(shè)“微能源網(wǎng)”的創(chuàng)新商業(yè)合作模式：包括氫能微型熱電聯(lián)供系統(tǒng)、光伏發(fā)電站、蓄電池儲(chǔ)能站、電動(dòng)汽車快充站在內(nèi)的“氫光儲(chǔ)充”一體化智慧能源站由各用能大戶企業(yè)眾籌建設(shè)，未來(lái)按照投資比例獲得分紅；“微能源網(wǎng)”由負(fù)荷聚合商出資，主導(dǎo)進(jìn)行新型智慧能源站的建設(shè)與日常運(yùn)維；供電公司負(fù)責(zé)園區(qū)企業(yè)“化零為整”統(tǒng)一立戶，進(jìn)行一體式便捷管理，并參與“微能源網(wǎng)”管理；村集體通過(guò)自愿投資建設(shè)分布式光伏發(fā)電項(xiàng)目的方式，按比例獲取收益的分紅回報(bào)；政府進(jìn)行園區(qū)企業(yè)用能的政策指導(dǎo)與協(xié)調(diào)管控。

此外，國(guó)網(wǎng)平湖市供電公司還協(xié)助當(dāng)?shù)卣雠_(tái)光伏發(fā)電鼓勵(lì)政策，以用能數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，開展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)碳效評(píng)級(jí)，讓碳排放超標(biāo)的農(nóng)業(yè)企業(yè)主動(dòng)購(gòu)買排放指標(biāo)，提高企業(yè)綠色轉(zhuǎn)型積極性。同時(shí)，聯(lián)合政府、農(nóng)業(yè)企業(yè)組建陽(yáng)光共富能源合作社，通過(guò)租賃園區(qū)內(nèi)農(nóng)戶、農(nóng)業(yè)企業(yè)的閑置屋頂，集中安裝光伏電站，不斷加大清潔能源比重，調(diào)整能源結(jié)構(gòu)；結(jié)合每年需要吸收36 噸二氧化碳的植物工廠，最終讓農(nóng)業(yè)回歸“負(fù)碳”本色。

對(duì)于這樣的一套“微能源網(wǎng)”創(chuàng)新商業(yè)模式，浙江東郁廣陳果業(yè)有限公司董事長(zhǎng)談立宇表示：“農(nóng)業(yè)生產(chǎn)完全由清潔能源來(lái)供能，我相信這是首例，這對(duì)于回答城市如何發(fā)展農(nóng)業(yè)這個(gè)命題，具有很大的示范意義。供電公司的能源系統(tǒng)方案，對(duì)于我們來(lái)說(shuō)是夢(mèng)寐以求的。”

“微能源網(wǎng)”新商業(yè)模式的構(gòu)建，既解決了能源項(xiàng)目建設(shè)投資過(guò)高和企業(yè)用能成本高的問(wèn)題，又實(shí)現(xiàn)了負(fù)荷聚合商、供電公司、屬地政府、村集體等各利益相關(guān)方的共贏。同時(shí)，政府機(jī)構(gòu)和村集體等作為參與項(xiàng)目的利益相關(guān)方，共同解決農(nóng)業(yè)企業(yè)對(duì)能源共享和電力共富的認(rèn)知和溝通問(wèn)題，推動(dòng)了項(xiàng)目順利落地。

創(chuàng)造共富共贏綜合價(jià)值，加速農(nóng)業(yè)升級(jí)發(fā)展

國(guó)網(wǎng)平湖市供電公司攜手浙江首個(gè)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)等多利益相關(guān)方共同打造的“微能源網(wǎng)”，突破了企業(yè)間電力傳輸?shù)恼吆臀锢肀趬荆瑢@區(qū)內(nèi)的高能耗農(nóng)業(yè)企業(yè)“化零為整”，形成了集中能源托管的低碳運(yùn)營(yíng)模式，通過(guò)數(shù)字化手段統(tǒng)一集中調(diào)配，用清潔電滿足了園區(qū)企業(yè)的用能需求。

對(duì)于園區(qū)企業(yè)而言，該方案每年可提供清潔能源209.2萬(wàn)千瓦時(shí)，相當(dāng)于實(shí)現(xiàn)減碳1031.4噸；附加充電樁收益分紅，預(yù)計(jì)農(nóng)業(yè)企業(yè)每年可節(jié)約用能成本146萬(wàn)元，實(shí)現(xiàn)企業(yè)成本和碳排放的“雙降低”。對(duì)于當(dāng)?shù)卮迕穸裕寮w通過(guò)自愿投資方式參與建設(shè)分布式光伏項(xiàng)目，村民可以獲得相應(yīng)的發(fā)電補(bǔ)貼；農(nóng)民還可以到家附近的植物工廠上班，收入可觀且穩(wěn)定；供電公司通過(guò)清潔化改造村莊路燈、景觀燈等配套設(shè)施，加大電動(dòng)汽車充電樁的建設(shè)，為村民提升了農(nóng)村生產(chǎn)和生活條件。對(duì)于國(guó)網(wǎng)平湖市供電公司而言，實(shí)現(xiàn)企業(yè)用能集中托管將大大提升用戶設(shè)備的運(yùn)行可靠性，“微能源網(wǎng)”的相對(duì)獨(dú)立也能夠隔離故障；通過(guò)用電“削峰填谷”的靈活調(diào)配，既降低了電網(wǎng)運(yùn)行峰值負(fù)荷，又節(jié)約了農(nóng)村電網(wǎng)增容改造成本近千萬(wàn)元。

“供電公司的新模式使農(nóng)開區(qū)內(nèi)的新農(nóng)業(yè)園能共享清潔能源發(fā)出的電，享受氫能、光伏、儲(chǔ)能、充電樁建設(shè)的紅利，既滿足了企業(yè)用能需求，又降低了用電投資成本，為我們推動(dòng)傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)加速升級(jí)提供了強(qiáng)勁動(dòng)力。”平湖農(nóng)開區(qū)黨工委副書記、園區(qū)常務(wù)副主任許建軍評(píng)價(jià)道。

作者單位：國(guó)網(wǎng)平湖市供電公司