不只是因?yàn)橛胸S富的屋頂資源,不只是因?yàn)榻韫夥鲐毜臇|風(fēng),農(nóng)村光伏市場要爆發(fā)的理由比你想象中的要更加深刻的多。
1、低能量密度特點(diǎn)天然適合農(nóng)村
可再生能源都具有能量密度低的特點(diǎn)(所謂能量密度,指單位能源介質(zhì)能夠釋放出的能量)。與石油煤炭相比,這似乎是個(gè)缺點(diǎn)。但如果我們看看電力的用戶,就會發(fā)現(xiàn),除了大型工廠和設(shè)施以外,絕大多數(shù)的電力用戶其實(shí)需要的能量密度并不高。以居民為例,按照每戶5KW的功率計(jì)算,采用光伏發(fā)電 大約需要25平米的光伏組件,占有約50平方米左右的屋頂面積,這是絕大多數(shù)居民的房屋都能夠滿足的。
而農(nóng)村地區(qū)地域廣袤、人口密度低、用電量小,也具有低能量密度的特點(diǎn),因此,可再生能源如光伏、風(fēng)力、沼氣等,天然就非常適合在農(nóng)村環(huán)境中應(yīng)用。
2、偏遠(yuǎn)農(nóng)村的電氣化要靠光伏
現(xiàn)代化的生活不能沒有電,因此國家在1998年提出農(nóng)村地區(qū)全面電氣化,但是在向偏遠(yuǎn)地區(qū)覆蓋的時(shí)候,通過大規(guī)模建設(shè)電網(wǎng)線路來實(shí)現(xiàn)“村村通電”就變得異常困難。供電線路長,供電半徑大,供電電壓低等困難使得通電工程幾乎難以推進(jìn)。因此,光伏發(fā)電在這些地區(qū)便成為必需。
現(xiàn)在光伏界的不少先驅(qū)都有過在青海、西藏等地為農(nóng)牧民安裝光伏發(fā)電板的經(jīng)歷。由于現(xiàn)在光伏成本下降,在這些偏遠(yuǎn)無電的農(nóng)村地區(qū)采用新能源來實(shí)現(xiàn)電氣化,要比國家電網(wǎng)向下延伸更為經(jīng)濟(jì)。
可以說,光伏為偏遠(yuǎn)地區(qū)的農(nóng)民提供了一個(gè)更具自主性的選擇,他們可以明天就開始安裝光伏電池板,幾天或者幾個(gè)月后就能夠用上電。如果只能等待國家電網(wǎng)把線路鋪過來才可能有電,那么,西藏林芝或者貴州凱里的偏遠(yuǎn)山村,何時(shí)能夠用上電,就取決于當(dāng)?shù)卣疄殚L途輸電線路所作的長遠(yuǎn)規(guī)劃、預(yù)算,甚至取決于整個(gè)國家的總體電力規(guī)劃;那些地區(qū)的農(nóng)牧民很可能需要無望地等上幾年,甚至十幾年、幾十年。
3、近郊農(nóng)村的全面電氣化更需要光伏
占中國總?cè)丝?0%的農(nóng)村人口中,絕大多數(shù)生活在靠近城市或城鎮(zhèn)的地區(qū),這些人口早已經(jīng)實(shí)現(xiàn)電氣化,通上了電。但是與城市電網(wǎng)相比,農(nóng)村供電線路的容量非常小,農(nóng)村的戶均裝機(jī)容量不到300瓦。這是因?yàn)橐环矫媸乾F(xiàn)在的農(nóng)村用電量的確很小,另一方面是因?yàn)檗r(nóng)村的送電距離長,電力部門不愿意為了農(nóng)村未來的電力需求預(yù)留多余的電力,否則電纜的造價(jià)和敷設(shè)成本都將成倍增加。
但事實(shí)上,隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和農(nóng)村生活水平的提高,農(nóng)民家中的電器一定會越來越多,用電量自然會越來越多。農(nóng)村地區(qū)將是我國未來新增電力需求的主要來源,也將成為我國未來電力需求的主要地區(qū)。再過十年,我們會發(fā)現(xiàn),農(nóng)村的用電容量,會比現(xiàn)在增加四倍!
為了滿足農(nóng)村地區(qū)的新增電力需求,國家從今年開始啟動了電網(wǎng)改造升級工程,但這僅僅是針對貧困地區(qū),而且耗資巨大。如果對所有農(nóng)村都進(jìn)行電網(wǎng)改造,那將是一個(gè)天文數(shù)字!
而除了線路鋪設(shè)的成本問題,農(nóng)村電氣化的大量需求還會帶來了另外一個(gè)問題,那就是,巨大的用電需求的增加,就意味著新增排放的巨大增加。因此,如果農(nóng)村的用電需求還是用現(xiàn)有的火電電網(wǎng)延伸的話,將意味著大量的碳排放和粉塵排放的增加??紤]到農(nóng)村地區(qū)的生態(tài)要比城市更容易受氣候變化的傷害,因此,即便采用火電驅(qū)動的國家電網(wǎng)擴(kuò)容能夠經(jīng)濟(jì)地滿足新農(nóng)村或者是城鎮(zhèn)化的用電需求,農(nóng)村地區(qū)也承受不了由此帶來的氣候變化和環(huán)境影響。而農(nóng)村用電需求的增加所帶來的環(huán)境惡化,如霧霾等,對于城市人口也一樣會帶來無法承受的后果。
考慮到農(nóng)村地區(qū)的低能量密度特點(diǎn),采用“即發(fā)即用”方式在用戶側(cè)發(fā)電的光伏系統(tǒng),可以大大節(jié)約輸電線路的成本,同時(shí)減少了輸電損失??梢赃@么說,在農(nóng)村地區(qū)每安裝一兆瓦光伏電站,等于減少了兩兆瓦的火電的排放,而絕對不是一比一的關(guān)系。
鑒于上述原因,農(nóng)村電氣化的責(zé)任,從此以后,不可避免地要落在光伏等新能源身上。想方設(shè)法用各種新能源取代火力發(fā)電和長途輸電線路,給農(nóng)村地區(qū)帶來電力和其它形式的能源,應(yīng)當(dāng)成為今后幾十年政府和社會為農(nóng)村發(fā)展所制定的戰(zhàn)略中的明確使命。
4、光伏發(fā)電 讓農(nóng)民用電更自主
更重要的是,能源不僅僅是能源而已,還是社會存在和發(fā)展的一個(gè)重要基礎(chǔ)?,F(xiàn)在已經(jīng)實(shí)現(xiàn)通電、連接了大電網(wǎng)的農(nóng)村地區(qū),受制于大電網(wǎng)的因素,經(jīng)常會發(fā)生停電、故障等問題,生產(chǎn)、生活常常不能自主,而如果農(nóng)村能源能夠不依賴于政府或者外界的因素而以可再生能源的方式實(shí)現(xiàn)能源自主,農(nóng)村地區(qū)的人口能夠獨(dú)立自主地掌控自身的能源供應(yīng),那么,鄉(xiāng)村和城鎮(zhèn)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會文化發(fā)展就能夠變得更加獨(dú)立,至少不受電力短缺的限制。
有了自主的電力,農(nóng)民可以有條件看電視、通電話、用電腦、上互聯(lián)網(wǎng);農(nóng)民可以有更加明亮的照明,家里可以盡情使用空調(diào);可以自己進(jìn)行水源凈化而用上自來水,可以進(jìn)行污水處理從而改善周圍的生態(tài)條件;可以自行設(shè)立天然氣站來讓自己的家里用上管道天然氣;可以通過清潔不帶來污染的灌溉和溫室提高農(nóng)作物產(chǎn)量。而那些有勇氣或者有智慧的農(nóng)民能夠在農(nóng)村做自己希望做的事情,無論是經(jīng)商、做手工藝品、搞農(nóng)產(chǎn)品深加工、或者辦企業(yè);那些有創(chuàng)造力的姑娘小伙子可以發(fā)揮自己的想象力進(jìn)行各種形式的藝術(shù)創(chuàng)作,也許是剪紙、草編、泥塑、木刻、繪畫、戲曲、二胡等傳統(tǒng)民間藝術(shù),也許是動漫、話劇、微電影、吉他、鋼琴等更為新潮的藝術(shù)形式。
鑒于農(nóng)村的良好的環(huán)境和山水秀色,在生活、交通和通訊條件改善后,更多的城市人會更加頻繁地到農(nóng)村旅游和居住,而這又會給農(nóng)民帶來更多的收入和財(cái)富。
總而言之,只要有了自主的能源,農(nóng)村的生活條件可以更加接近城市生活,甚至更好。
5、人類未來或?qū)⒒貧w直流電網(wǎng)
1880年,當(dāng)愛迪生發(fā)明了電燈,開始敷設(shè)輸電系統(tǒng)時(shí),電力系統(tǒng)就是低壓直流電(與現(xiàn)在的光伏 發(fā)電完全相同)。但這時(shí),電力史上另一個(gè)重要人物威斯汀豪斯發(fā)現(xiàn),愛迪生的低壓直流電網(wǎng)有明顯局限。因?yàn)槊總€(gè)直流中心電站只能覆蓋方圓1英里的范圍,因此,他設(shè)計(jì)了高壓交流遠(yuǎn)距離輸送,再變壓到低壓進(jìn)入家庭的輸電方式。在直流電、交流電進(jìn)行了長達(dá)十余年的殘酷競爭后,輸變電系統(tǒng)逐步演變成了現(xiàn)代電網(wǎng)的體系。從此以后,電廠的發(fā)電功率越來越大,輸電距離越來越長,輸電電壓越來越高。特高壓、超大功率、超遠(yuǎn)距離傳送成為了現(xiàn)代電網(wǎng)的標(biāo)志和象征。
時(shí)代輪回。隨著光伏等新能源的推廣應(yīng)用,光伏電源成為了隨處可得的電源,它沒有噪音,沒有污染。既然自家屋頂就能產(chǎn)生電力,為什么還要遠(yuǎn)距離送電?當(dāng)然,已經(jīng)建成的輸電體系還是有它的用途,例如,上海這樣的大城市,寶鋼這樣的鋼鐵廠,都需要。但是,對于農(nóng)村,對于新城鎮(zhèn),對于農(nóng)業(yè)生產(chǎn),對于大量用電量不大、卻有著大面積屋頂?shù)墓S,為什么還要采用骨干電網(wǎng)來輸電?如果再考慮深一步,我們家庭的電器,都完全可以采用直流電,而且大部分必須采用直流電。例如,電視,電話,電腦,LED電燈。而那些大功率的家電,如空調(diào)、冰箱、電飯鍋,其實(shí)也完全可以采用直流電。那么,直流電和交流電會不會發(fā)生第二次大戰(zhàn),這一次的勝利者會是哪一個(gè)呢?
可以確定的是,隨著光伏發(fā)電等新能源的大量應(yīng)用,直流電網(wǎng)很可能再次興起,并在家庭和辦公場所占據(jù)上風(fēng)。但是,這絕對不會是倒退,而是一種進(jìn)步,是螺旋式的上升。
今后,對于那些用電功率不是那么大的場、設(shè)施和建筑,完全可以采用新能源以微電網(wǎng)的形式進(jìn)行供電。各種新能源對所在的電力負(fù)載進(jìn)行就地供電,電源與負(fù)載共同組成了一個(gè)微電網(wǎng)。網(wǎng)內(nèi)的負(fù)載增加與電源的增加完全可以同步,不存在容量限制的問題。因?yàn)椋路孔颖厝挥行挛蓓?。然后,大量的微電網(wǎng)將通過智能技術(shù)互聯(lián),而那些載能大的用戶則可以依然采用現(xiàn)有的電網(wǎng)體系進(jìn)行輸配電,微電網(wǎng)將與骨干電網(wǎng)融合到一起,組成一個(gè)遍布全地區(qū)、全國乃至全球的能源互聯(lián)網(wǎng)。
這并不是空想,在今年4月份舉行的全球能源互聯(lián)網(wǎng)大會上,已經(jīng)描述了這樣的一幅藍(lán)圖。而今年發(fā)布的《國家電網(wǎng)公司促進(jìn)新能源發(fā)展白皮書(2016)》里面也提到了加強(qiáng)智能配電網(wǎng)建設(shè),加快突破儲能技術(shù),提高分布式電源和多元化負(fù)荷接納能力,實(shí)現(xiàn)分布式新能源即插即用及與大電網(wǎng)的協(xié)調(diào)運(yùn)行。
這些都說明,能源互聯(lián)網(wǎng)建設(shè),正在路上,未來你家周圍就可能形成一個(gè)智能微電網(wǎng),屆時(shí),能源將更自主、更清潔。