
在自家屋頂安裝幾塊光伏板,產生的電力不僅能滿足全年的照明、炊事和清潔供暖,剩余電量還能為村集體帶來收益——中國工程院院士江億指出,這種以太陽能光伏為基礎的能源系統,正是未來農村理想的能源解決方案。
在“雙碳"目標驅動下,一場深刻的能源革命正在中國廣袤的農村地區悄然發生。零碳鄉村,這一曾經陌生的概念,正通過可再生能源的開發與智慧能源管理技術的結合,逐步從藍圖變為現實。
據測算,中國農村的屋頂資源具備安裝20億千瓦光伏的潛力,年發電量可達2.5萬億度,在滿足農村自身用電需求后,仍有約1.5萬億度電可支持電網,這相當于未來全國總用電量的10%。
零碳村鎮并非簡單的“不排放碳",而是一個系統的能源轉型過程。按照中國農村能源行業協會的定義,它是通過可再生能源開發利用、節能減排、能效提升等措施,實現用能邊界內二氧化碳排放總量近零且滿足可持續發展要求的村鎮。
這一概念包含“五位一體"的指標體系,即降碳、節能、減污、舒適、經濟,每個指標都有對應的量化標準。
中國農村發展新能源不僅關乎國家能源安全,更是振興鄉村、縮小城鄉差距的關鍵抓手。清華大學江億院士認為,新能源產業能充分利用農村豐富的空間與生物質資源,形成具有競爭力的新經濟形態。
初步測算顯示,發展光伏與生物質燃料加工可使農民收入比單純種糧提高約50%,有效帶動鄉村產業振興和經濟發展。
零碳鄉村的建設正在從概念走向實踐,各地已開始探索實施路徑。山西省提出通過推動供給革命、消費革命、技術革命和體制革命,構建鄉村新型能源體系。
供給革命:建立鄉村可再生能源多元供給體系。實施“千家萬戶沐光行動"“千鄉萬村馭風行動",優先就地開發、就近并網消納。
黑龍江省作為農業大省,年產秸稈總量9000萬噸以上,可收集量7700萬噸以上,占全國的十分之一。同時,風電技術可開發量2.3億千瓦,太陽能技術可開發量3.4億千瓦,可再生能源開發潛力巨大。
消費革命:形成鄉村綠色低碳生產生活方式。加強農業生產加工領域電氣化改造,加快提升農村地區生活用能電氣化水平。
技術革命:培育鄉村綠色低碳新模式新業態。支持結合微電網和源網荷儲一體化開發建設分布式新能源項目,推動綠色電力直接供應。
體制革命:完善鄉村低碳能源服務體系。通過收益共享、參與電站運維等機制,探索鄉村可再生能源發展與村級集體經濟壯大提質統籌推進的有效路徑。
安科瑞EMS3.0智慧能源管理系統正是為應對農村能源轉型中的技術挑戰而生。該系統采用 “云邊端"三層架構設計,實現了能源全生命周期的智能化管理。
系統的核心組件是ACCU100微電網協調控制器,它充當著微電網的“智慧大腦"。這一控制器支持多種通信規約,可實現云邊協同、OTA升級和本地人機交互。
EMS3.0的系統技術架構如下表所示:
架構層級 主要功能 關鍵組件:
云端平臺 基于大數據與AI算法,實現跨區域能源調度與市場交易 智慧能源管理云平臺
邊緣計算層 部署協調控制器,完成本地設備實時控制 ACCU100微電網協調控制器
終端設備層 集成各類智能終端,實現數據采集與控制 光伏逆變器、儲能變流器、充電樁等
在邊緣計算層,ACCU100控制器具備多項核心功能:靈活的報警閾值設置、主動上傳報警信息、數據合并計算、邏輯控制、斷點續傳以及數據加密等。
安科瑞EMS3.0系統的強大之處在于其AI驅動的智慧決策能力。系統融合氣象、歷史數據與電網信息,能夠實現96%超短期發電/負荷預測精度。
系統通過構建覆蓋微網內所有“源、網、荷、儲"設備的全景感知網絡,實時采集發電功率、儲能SOC、負荷狀態、電網運行參數等海量數據,為協調優化提供堅實的數據基礎。
在策略管理方面,系統支持多種優化運行模式:防逆流、計劃曲線、削峰填谷、需量控制、有功/無功控制、光儲協調等,并可根據用戶需求進行策略定制。
特別值得注意的是,系統能夠依據實際需求,運用優良算法進行多目標動態優化,自動生成運行策略并下發執行。
盡管零碳鄉村建設前景廣闊,但仍面臨多重挑戰。當前存在的問題包括:零碳鄉村判斷標準不一,評價主體多,測算評價過程不夠公開透明;尚缺乏針對農村地區的碳排放核算安排;農業林業碳匯交易市場流動性較差、波動性較高等。