焦作市农村能源发展和利用现状分析

李艳芬， 孙钦平， 刘本生， 邹国元， 薛文涛

(1.焦作市农村能源环境保护管理站， 河南 焦作 454000； 2.北京市农林科学院植物营养与资源研究所， 北京 100089)

能源是人类文明赖以生存的重要物质资料。随着世界经济的快速发展，能源消费已从传统的单一化石能源演变到包括化石能源、可再生能源等多种能源结构的消费模式，而且随着化石能源供应日趋紧张、体系的粗放式发展造成的环境污染问题日益突出[1-2]，开发可再生能源、调整能源消费结构已经成为包括中国在内的世界各国能源发展的重要方向。

我国已经成为世界最大的能源消费市场[3],同样作为世界最大的发展中国家，我国农村人口占比较大，2017年我国农村人口达到5.77亿，占总人口比例为41.48%[4]。农村地区的能源生产与消费是我国能源战略的重要组成部分[5]，2014年，中国农村能源消耗量为7.6亿t 标准煤，占全国能源消耗总量的17.8%，这其中化石能源占了很大比重[6]。随着《巴黎协定》的签署，我国温室气体的减排压力较大，通过调整农村能源结构，开发可再生能源，对于我国实现减排目标和全球温室效应控制具有重要意义[7]。

我国农村地区可再生能源开发潜力巨大，据测算，2013年我国农村秸秆可收集量约8.3亿吨，综合利用量约6.4亿吨，综合利用率达77.1%[8]，但是畜禽粪污、尾菜等能源化利用率较低，潜能巨大。农村可再生能源与化石能源相比，具有污染低、可循环利用等特点[9]，对保护农村生态环境、改善居住条件、推动我国乡村振兴战略的实施具有十分重要的意义[10]。

目前，对我国农村能源消费现状、问题、对策等研究较多[11-13]，但是缺乏对市级区域地区多年的能源消费、生产结构的变化趋势调研分析，以及传统能源和新能源结合的发展状况研究。因此文章通过对焦作市2010年～2014年间农村能源发展和利用现状进行了分析，对存在的问题进行了探究，剖析了该市存在的能源消费结构问题，提出了相应的发展建议。同样对于我国农村能源生产、消费结构调整，相关政策的制定，农村生态环境的改善，实现农村的可持续发展具有一定的现实意义。

1 焦作市农村能源发展和利用现状

焦作市位于河南省西北部，面积4071平方公里，人口373万，农村人口比重为43.55%。目前，农村能源生产主要包括煤炭、发电、煤气，农村能源消费主要依靠煤炭、成品油、电力，是典型的依赖化石能源消费地区。

为了进一步满足农村能源消费需求、调整农村能源消费结构，近年来焦作市加大了对沼气、太阳能等新能源的投资力度。一批生态农业项目纷纷落户焦作，包括农业部小型公益设施农村能源建设项目、国家级生态农业示范县建设项目、亚行贷款农业废弃物处理项目、焦作市集约化养殖场沼气处污项目区、河南省民生沼气工程等，产生能源除了少部分供养殖场等单位照明、保温需求，大部分通过管网供给农户，极大的缓解了农村用能紧张的问题。

焦作市通过积极争取相关政策、资金支持，大力发展农村清洁能源，如省民生沼气工程项目，按照发酵池容1500 元·m-3进行补贴，带动了民间资本投资积极性，不但处理了畜禽粪污等农业废弃物，而且生产的沼气可用作能源供给，同时通过收取一定的供气费用，可满足沼气工程成本回收和日常运行，形成了政府—养殖场—民间资本—沼气用户的良性发展模式。

2 调研对象基本情况和分析方法

调研地点包括焦作市辖沁阳市、孟州市两市，修武县、武陟县、温县、博爱县四县和解放区、山阳区、中站区、马村区4个城区以及省级高新技术产业开发区等11个区县，调研方式包括工程参观、入户调研、资料整理，调研内容包括农村能源消费总量、消费结构以及农村清洁能源发展和利用情况。

其中，2010年～2014年焦作市农村能源消费总量、结构，沼气工程，太阳能热水器等相关数据来源市农村能源环境保护管理站档案资料，确保数据的翔实、可靠。

使用Office2013对数据进行分析。

3 结果与分析

3.1 焦作市农村能源消费总量及结构的变化

3.1.1 焦作市农村能源消费总量的变化

由图1可以看出，2010年～2014年间，焦作市农村能源消费总量呈逐渐增加的态势，2014年焦作市农村能源消费总量为375.87万吨标准煤(之后以标煤代替)，较2010年增加了7.03%，年均增长率为1.71%。农村能源消费以生产用能为主，生产用能总量和占农村能源消费总量比重均呈现逐渐上升的趋势，4年间上涨幅度分别达到了25.56%和17.29%。而生活用能总量和占农村能源消费总量比重均呈现逐渐下降的趋势，4年间下降幅度分别为26.18%和31.03%。

图1 焦作市2010～2014年农村能源消费情况

3.1.2 焦作市农村能源消费结构的变化

由表1可知，焦作市农村生产用能主要是煤炭、焦炭、成品油等化石能源[7]，而沼气等可再生能源几乎没有，其中煤炭、成品油、电力等消费量呈现逐年上升的趋势，而焦炭消费量呈现下降的趋势。煤炭作为最大的能源消费单一品种，4年消费量增长了29.72%，其占农村生产用能比重由2010年的67.32%上升到2014年的69.56%，成品油和电力消费量4年分别增长了17.09%和84.32%，焦炭消费量降低了45.02%。

表1 2010年～2014年农村生产用能消费结构 (万吨标煤)

由表2可以看出，相比生产用能以单一的化石能源为主不同，农村生活用能中秸秆、沼气等可再生能源占了相当比重，沼气等清洁能源用量4年上升了15.03%，其占农村生活用能比重上涨了55.75%，占农村能源消费总量比重由2010年的1.65%上升到2014年的1.77%，增幅为7.27%。商品能源依旧是农村生活用能的主要来源，煤炭消费量虽然下降了9.47%，但是其占生活用能比重却增长了22.64%。由于农村电网和天然气管网的铺设，电力和天然气消费量分别上升了202.17%和128.57%，成品油和液化天然气分别下降了70.74%和67.77%。随着国家对秸秆禁烧制度的执行，秸秆、薪柴等传统农村生活能源消费量大大降低，到2014年秸秆、薪柴消费量占农村生活用能消费比重只有0.11%和2.83%，主要作为煤炭、电力等消费能源的辅助补充。

3.2 焦作市农村可再生能源开发利用情况

随着我国面临的环境风险愈加严重，近年来中央对农村清洁能源开发、扶持力度的加大，经过多年的发展，焦作市农村可再生能源开发利用也取得了很大的进展，其中农村沼气和太阳能利用发展最快。

3.2.1 焦作市农业废弃物处理沼气工程发展状况

2010年～2014年焦作市以农业废弃物处理的沼气工程数、使用沼气户数、年产气量均呈现逐渐上升趋势(见表3)，涨幅分别达到了17.73%，69.09%和18.97%，截止到2014年底，焦作市以农业废弃物处理的沼气工程用户为0.93万户，占焦作市总用户数的6.89%，沼气工程达到425座，其中大、中、小型沼气工程分别为30座、53座、342座，年总产气量达到399.27万m3。农村沼气的推广发展，极大地改变了农村脏、乱、差状况，减少了由于畜禽粪污随意排放和秸秆、薪柴等生物质能源的燃烧造成的污染风险，促进了农村经济可持续发展。

表2 2010年～2014年农村生活用能消费结构 (万吨标煤)

表3 2010年～2014年农业废弃物处理沼气工程统计表

3.2.2 焦作市太阳能热水器发展状况

太阳能热水器作为一种节能环保的产品，由于运行成本较低，越来越受到广大农民的欢迎。在国家政策的支持下，焦作市太阳能得到迅速普及。由表4可以看出， 2010年到2014年，焦作市太阳能热水器从14.88万台增长到18.56万台，增长了25.7%，太阳能热水器的面积由18.8万m2增长到25.4万m2，增长了35.11%，在一定程度上缓解了农村用能紧张的问题。

4 焦作市农村能源发展的问题及原因分析

(1)能源消费结构不合理。总体上看，焦作市农村生产用能和生活用能消费主要是以煤炭等传统的不可再生能源为主，而沼气工程、太阳能热水器等可再生清洁能源比重不到2%。其能源供应总量虽然可以满足目前需求，但长期来看，由于环境治理的需求迫切，农村消费用能趋势必将是清洁化发展，特别是随着供暖方式的调整，生活用能以传统化石能源为主的结构将会发生大的调整，清洁化可再生能源需求将会上升，而目前的消费结构很难满足清洁能源需求。

表4 2010年～2014年太阳能热水器发展情况

目前能源消费结构不合理主要原因为传统能源消费观念未发生大的改变，且使用相对便利，可及时通过市场购得。而沼气工程等清洁能源由于一次性投资大、成本回收慢、运行管理相对复杂、原料供应不稳定性等多种因素难以在农村实现大面积覆盖。

(2)可再生能源开发利用形式比较单一。主要集中在沼气和太阳能利用，其他途径如秸秆固化、气化工程等新型能源相对较少，随着未来农村经济的发展，新型可再生能源消费需求将会进一步提高[14]，目前开发形式有待进一步提升。

可再生能源开发利用形式比较单一原因主要包括以下两点。首先，相对其他技术，沼气工程、太阳能热水器等技术从设备研发、工艺选择、运行管理、能源供给均比较成熟；其次，各地政府从建设、销售等方面提供相关政策支持，调动了资本投资力度。

5 对策建议

(1)调整能源消费结构，通过充分、合理的开发农村地区资源，提高可再生能源在能源消费的比重。

首先，充分开发农村地区资源。调研发现，焦作市每年有20%，约5万吨(TS)的秸秆被废弃或者低效率燃烧，按照秸秆沼气的理论数值0.53 m3·kg-1TS进行测算[14]，预计利用后每年可产沼气约为2650万m3。每年畜禽粪便产生总量400万吨左右，各养殖企业平均干粪收集率达到或超过80%，如果对这部分可以收集的粪便通过建设大中小型沼气工程进行无害化处理，粪污资源年可产生沼气约1.6亿m3。

其次，合理开发农农村地区资源，以沼气工程为例，根据以往经验，由于选址不合理造成发酵原料运输成本提高，或者发酵原料不足的原因，从而导致工程无法正常运行。所以新建工程要综合考虑原料来源稳定性、运输成本，根据原料供应量考虑沼气工程建设规模和发酵工艺，使其能够稳定、持续的提供能源。

最后，提高目前可再生能源工程运行效率，通过改进技术、提高管理水平、完善配套设施等多方面措施提升现有工程的产能、供能效率。

(2)完善农村能源开发的协同性，解决能源生产和消费的时空差异性。由于农村能源生产、消费的时空变化差异较大，夏、秋季所需能源生产高于冬、春季，但是能源需求低于冬、春季。所以需加大对农村能源多方位、深层次利用技术的研发和应用推广，制定长远的可再生能源发展规划，因地制宜地发展可再生能源技术，加强生物质能的开发和综合应用，形成多途径、多技术、全周期的能源综合开发模式。此外，完善能源的“储存—调配—供应”链条，如在农村能源需求较少的夏季进行能源储存，冬季供应，最大限度地满足不同季节能源消费。

(3)政府进一步加强在污染治理、能源供应等方面的政策支持、引导，调动资本投资活力。政府应该充分利用资本这一杠杆，推进农村能源建设、管理、运行的企业自主化，并通过贷款、利税的政策支持，工程建设、能源出售的政策引导，推进农村能源建设的可持续性，实现政府引导下的资本投资、运行、销售。推广农村能源的PPP模式，激发农村能源市场活力，补足政府功能短板，使市场在资源配置中起决定性作用。

6 结论

通过对焦作市农村能源消费总量、消费结构以及农村沼气工程和太阳能热水器进行实地调研，相关数据分析得出如下结论。

(1)近年来焦作市农村能源消费总量呈逐渐增加的态势，2010年～2014年焦作市农村能源消费总量增加了7.03%，农村能源消费以生产用能为主。农村生产用能总量和所占比重呈现逐渐上升的趋势，农村生活用能总量和所占比重呈现逐渐下降的趋势。

(2)能源消费结构不合理，主要以传统化石能源为主，可再生清洁能源比重不足2%。农村生产用能结构单一，主要以煤炭、焦炭、成品油等商品能源为主，而生活用能除了煤炭等商品能源外，还包括太阳能、沼气等非商品能源，但是比重较低，煤炭作为生产用能、生活用能最大的单一能源消费品种，其占比重均在50%以上。

(3)近年来焦作市沼气工程和太阳能热水器等农村清洁能源得到较快发展，以农业废弃物处理的沼气工程数、使用沼气户数、年产气量均呈现逐渐上升趋势，截止到2014年底，以农业废弃物处理的沼气工程用户占总用户数的6.89%，沼气工程年总产气量达到399.27万m3，增长了18.97%，太阳能热水器安装面积达到25.4万m2，增长了35.11%。

(4)为了满足未来农村能源的需求，建议进一步加大对农村可再生能源的开发力度。