“双碳”背景下光伏新能源系统构建与农村经济的融合发展研究

□邹 淼

（上海政法学院，上海 201701）

2000 年至今，我国发布了19 个指导“三农”工作的中央一号文件，明确要正确处理好农业、农村、农民问题，保障民生，维护社会和谐稳定，促进我国经济可持续发展。2020 年12 月，习近平总书记在中央农村工作会议上指出，从中华民族伟大复兴战略全局看，民族要复兴，乡村必振兴，解决“三农”问题已经进入到新的发展阶段，要举全党全社会之力，在把握粮食安全主动权的基础上，促进农业高质高效、乡村宜居宜业、农民富裕富足、农村经济可持续发展，实现乡村振兴[1]。自工业革命以来，人类的生产生活伴随着传统能源的消耗使用，温室气体排放引发了一系列恶劣的气候现象，已经成为当代人类社会经济发展面临的重大挑战。2020 年9 月，习近平主席在第七十五届联合国大会一般性辩论上提出：中国力争2030 年前碳达峰，2060 年前碳中和，表明了中国低碳发展战略的决心，而实现乡村振兴，促进农村经济可持续发展，也必然建立在低碳发展的基础之上，新能源对传统能源的替代成为必然。

据清华大学建筑节能研究中心调研结果显示，2018 年我国农村生活用能总量约为3.11 亿tce，其中包括1.13 亿tce 煤炭直接燃烧。农村地区的散煤用量占全国非工业散煤的90%以上。由于农用机械的普及，农村地区的农机具还消耗了大量的柴油。能源统计年鉴显示，2019 年农业消耗柴油1 775 万t，占全国柴油消耗总量的15%。传统化石燃料燃烧释放了大量的CO2，秸秆还田增加了CH4排放，其全球增温潜势（GWP）为CO2的28 倍。要想实现双碳目标，需要重点关注农村地区碳排放[2]。俄乌冲突进一步加剧了全球传统能源危机，清洁新能源对传统能源的替代在时间上出现了较强的紧迫性，太阳能凭借其绝对优势将成为替代传统能源的主要力量，光伏新能源系统构建也将成为我国低碳发展战略下推进农村经济发展、实现乡村振兴的重要基础，因此光伏新能源系统构建与农村经济的融合发展将成为乡村振兴的重要内容。

1 我国农村经济发展现状与理论解析

1.1 我国农村经济现状与发展

在全面推进我国农业农村经济发展的国家战略框架下，各地对于农村经济发展和建设都予以了高度重视，虽然现阶段农村经济发展过程中，部分农村地区依旧存在农业经营规模小、资金短缺、农村剩余劳动力素质不高、就业难、分工协作组织化程度低、基础设施落后、农民收入单一等问题，但随着我国城镇化进程加快，农村经济体制改革的深化，我国农村经济近些年实现了较为稳定的发展，农地规范化流转与农业机械化推广促进了规模化与高效率的农业生产；农村农业产业链的纵向延伸促进了农村二三产业的发展，提高了农产品附加值；农村电子商务的发展打开了农产品销售渠道，农村产业结构改革与二三产业（加工业与乡村旅游业的发展等）的发展丰富了农民的收入渠道，而双碳战略的布局为农村经济的发展带来了新机遇与挑战。

双碳背景下，农村经济粗放到集约的转变不仅将体现在农村“三产”的生产效率上，还将延伸到农村生产生活的能源基础上，农村地区清洁能源对传统能源的替代过程能否在已有的基础上助力农村经济增长，是否能够同农村经济融合发展，值得进行深入研究与实践。

1.2 我国农村经济发展的理论解析

农村经济发展的基础是农村经济增长，农村地区GDP 的变化是衡量农村经济增长的重要指标，支出法核算GDP 可以用Y=C+I+G+NX 表示，农村地区GDP的构成则包括农村居民的消费水平、农村地区的投资水平、农村地区的政府购买以及净出口4 部分，暂时剔除净出口的情况下，通过GDP 核算公式可以发现C、I、G 是构成GDP 的重要组成部分。根据凯恩斯的国民收入决定理论，刺激消费可以从提高农村居民收入水平、提升农村居民的消费倾向入手；刺激投资可以从降低农村地区的金融贷款利率、提升农村地区的资本边际效率入手；并且可以通过基础设施建设投入以及扶贫等项目加大政府购买，刺激农村地区的GDP增长。

在农村光伏新能源系统的构建与运营过程中，农村居民的收入水平提高，刺激了农村居民对光伏新能源系统投资的欲望，同时国家政策、金融支持以及光伏新能源系统构建的投资属性提高了社会企业对农村地区的基础新能源设施的投资水平，并且政府的政策补贴扶持加大了政府购买部分，农村光伏新能源系统的构建理论促进了农村经济增长，助力了农村经济发展。

2 光伏新能源系统构建与农村经济融合发展的可行性

2.1 农村普及光伏新能源系统构建的可行性

在光伏新能源设备供给方面，现阶段我国光伏全产业链发展完备，光伏上游产业技术全球领先，中下游产业劳动成本、规模优势依旧存在，2019 年中国多晶硅、光伏电池、光伏组件的产量分别约占全球总产量份额的67%、79%、71%，位居世界第一[3]。随着颗粒硅技术的量化投产、N 型TOPCon 组件的研发运用，技术的迭代不断提高我国光伏产业的能效，降低成本，进一步加强稳固了我国光伏全产业链的国际竞争优势。我国光伏全产业链近年来因为全球需求旺盛，扩产迅速，已经出现了产能过剩的市场担忧，因此从产品供给和效能成熟度看，已经完全具备了大面积农村光伏新能源系统构建的设备供应基础。

在装机场地以及发电量方面，光伏发电的能量密度较低，占地面积大，近年来光伏企业为了抢占光伏电站市场，盲目进行电站建设，出现了大量侵占农业用地的现象，出现了农地非农化、非粮化现象，在某种程度上触及了耕地红线基础底线，粮食安全受到威胁，因此如何充分利用非农空间进行光伏电站建设成为解决光伏场地问题的关键。

清华研究团队与自然资源部国土卫星遥感应用中心合作，以全国高分辨率卫星影响为基础、国外高分辨率影响数据为补充，总体评估了农村地区的屋顶面积和可安装光伏的潜力。结果表明：2020 年全国农村建筑屋顶面积约为273.3 亿m2，结合建筑屋顶可利用面积比例系数，估算得到农村屋顶可安装光伏面板面积为131 亿m2，考虑到各地太阳能资源差异和光伏发电效率，计算得出全国农村屋顶光伏可安装规模总量为19.7 亿kW，年发电量为2.95 万亿kW·h，相当于我国2020 年总发电量的40%，而2019 年我国农村第一产业生产用电为1 336 亿kW·h，生活用电为4 799 亿kW·h，只占屋顶分布式光伏理论发电量的21%左右，这意味着分布式光伏发电系统正常运行可以满足农村现阶段生产生活需要，并且可以进一步支持农村第二、第三产业发展的电力需求。文章研究的农村光伏新能源系统构建主要是构建以屋顶分布式光伏为基础的新能源系统。

光伏发电消纳储存方面，由于光电消费速度与装机速度不匹配以及光电入网问题的干扰，前些年我国光伏发电的弃光率比较高，2016 年西北5 省的弃光率达到了19.8%，新疆、甘肃甚至达到了30%以上[4]，但是随着相关政策规划的不断落地与实施以及电网的升级改造，2022 年一季度全国光伏发电平均利用率达到了97.2%，全国只有蒙西、青海和西藏光伏利用率低于95%[5]。

数据表明，随着我国新型电力系统构建与储能的发展，我国光伏发电的并网消纳问题在一定程度上得到了缓解。2022 年6 月1 日9 部门联合印发的《“十四五”可再生能源发展规划》指出，要有序推进长时储热型太阳能热发电发展的规模化应用，有效促进就地消纳，积极推动外送消纳，加强可再生能源多元直接利用，推动可再生能源规模化制氢利用。这一规划为光电消纳储存问题提供了解决思路，将更好地提高光电消纳的效率以及促进我国储能的发展，从而适应光伏新能源系统的规模化构建与发展。

2.2 光伏新能源系统构建与农村经济融合发展的可行性分析

能源是经济发展的基础，双碳背景下，低碳新能源必然不断替代传统能源，成为支持并促进农村经济可持续发展的必要条件。光伏新能源系统构建与运行可以从消费、投资、政府购买3 个方面促进农村地区GDP 的增长，与农村经济可以相互促进融合发展。

农村光伏新能源系统构建，从降本增收方面刺激农村居民消费投资，促进农村GDP 增长，与农村经济融合发展。系统构建成本方面，江亿等（2021）指出，随着我国光伏产品生产效率的不断提高以及屋顶式光伏优先自用模式减少的电力损耗等，使得相对于其他清洁能源以及集中式光伏系统具有投资成本低的优势；碳交易成本方面，光电逐步替代火电，可以降低当地火电的碳交易成本；用电成本方面，光伏发电的自有自用模式，从长期看极大地降低农村居民生产生活用电成本。以上变相地提高了农村居民及集体的收入水平，在一定程度上刺激了农村居民的消费与投资。

农村光伏新能源系统构建与农村经济融合发展可以体现出较好的收入效应，进一步刺激农村GDP的增长。孙岩松和苏尤丽（2020）[6]通过蒙特卡洛模拟对邢台市10 kW 光伏发电系统进行分析，指出即使没有补贴，分布式光伏发电系统投资收益依旧良好，农民可以通过不同的光伏系统构建方案获得不同类型的收入。

一方面，农民可以通过租借屋顶、宅基地庭院光伏场地，协商获得场地占用租金收入。另一方面，农民可以在自建自有光伏系统的基础上实现余电上网，从而获得卖电收入。光伏新能源应用节省的碳指标余额可以以村集体为单位在碳交易市场进行交易，获得可观的收入。一般光伏系统的发电寿命为25～30 年，无论是哪一种收入，都具有较好的收入连贯性与可持续性，将在一定程度上为农民提供稳定的收入流，增加农村家庭的基本收入，为进一步消费投资提供资金来源，农村光伏新能源系统构建同农村经济实现较好的融合发展。

农村光伏新能源系统构建与农村经济融合发展可以体现在提质增效方面，为农村经济增长的软环境贡献了力量。农村屋顶式光伏系统构建在一定程度上减少了部分农村地区电力供应不足、不稳定的情况，增强了农村生产生活用电保障，有利于加速农村生产生活的电气化进程，以先进的农村生产生活电气化工具替代传统能源的应用，提高了生产生活的清洁高效性，提升了农村居民的生活质量，促进农业高质高效、乡村宜居宜业，农村光伏新能源系统构建从改变农村生产生活方式方面与农村经济融合发展，促进农村经济增长，助力乡村振兴。

3 农村光伏新能源系统构建与农村经济融合发展中存在的问题

双碳背景下，农村光伏新能源系统投资是农村经济发展的基础性能源投资，现阶段的投资建设以及运行过程中出现了较多问题，影响了农村光伏新能源系统的普及速度甚至投资收益，农村光伏新能源系统构建与农村经济融合发展受阻。

3.1 屋顶式光伏接受度不高

我国农村居民普遍受教育程度不高，除了部分东南沿海以及富裕地区的农村外，农村留守居民以老人和孩子为主，思维观念老化，对新事物接受度不高，环保意识以及投资意识淡薄，生产生活低碳化模式转化困难以及对屋顶发电的安全性问题了解不足等，导致了部分地区对于屋顶式光伏的个人投资接受度较差，因此主动型屋顶式光伏发电系统安装难以实现，被动式安装经常出现各种阻碍，农村光伏新能源系统构建速度进展缓慢，不能为农村经济的发展提供尽可能多的清洁能源基础，延缓了农村经济发展进程。

3.2 农村光伏新能源系统构建自有资金以及投资不足

光伏新能源系统建设属于投资型资产建设，需要一定的资金基础。宿萌等（2016）在光伏扶贫项目中发现，贫困户对于投资型资产的参与度很低；陶松松和王庆丰（2021）[7]通过整理分析来自8 个省份的调查问卷发现，家庭收入水平直接影响农村分布式光伏产品消费需求。实践表明，农村光伏系统具有投资较大、成本回收时间长的特点，由于农村地区家庭收入普遍较低，使得我国初期以及现阶段的农村光伏新能源系统构建对政府投资的依赖性较强，国家财政负担较重，农村普及困难，因此加大农民个人投资以及BOT 模式企业投资比例将成为农村光伏新能源系统构建的主要资金方向。

农民个人投资方面，除了少部分较为富裕的乡村，大部分农村居民尤其是贫困地区的农村居民家庭收入低，只能依靠银行贷款，但是由于缺乏必要的担保，贷款困难。

BOT 模式企业投资方面，目前相关案例较少，并没有成熟的参考案例，光伏BOT 模式合约也没有规范的标准与指导意见，利益分配等问题使BOT 模式的交易成本增加，加之光伏产业下游企业的竞争激烈，国家补贴逐步取消，利润下降，BOT 模式的资金来源也需要金融机构的支持，企业日常生产经营以及投资不确定性增加，BOT 模式难以顺利大面积展开。以上因素使得普及农村光伏新能源系统构建的进程放缓，拖慢农村经济发展的步伐。

3.3 光伏发电系统的技术普及、系统维护以及长期售后不确定

陶松松和王庆丰（2021）对8 个省份的问卷调查进行总结和分析发现，分布式光伏的产品质量、用电安全和售后服务3 个方面对于光伏需求影响较大。农村地区留守村民的受教育程度较低，导致其不能完全理解光伏发电技术，在使用过程中对设备进行合理的操作与维护也较为困难，加之光伏投资收益年限较长，一般为25～30 年，仅靠农民自身对光伏系统进行检测维护，系统的发电效率难以长期维持。加之我国人口流动不断加快，农村房屋空置等问题也为光伏系统的正常运作带来不确定性。现阶段已有的农村分布式光伏系统以光伏小企业施工安装为主，2018 年“531”后大量光伏小企业倒闭，长期的售后存在较大不确定性，光伏系统烂尾隐患较大，有可能导致光伏投资成本无法回收或者收益没有达到最大化，不能高效助力农村经济发展。

3.4 余电消纳以及储存问题

光伏发电系统受光照强度影响，不同时段的发电量差别大，对于农村大部分地区的低压电网以及偏远落后农村地区不发达的电网设施，光电并网压力较大，余电并网困难，我国储能技术的发展速度明显滞后于光伏产业发展速度，加之农村生产生活电气化程度远低于城市，虽然开展了优先自用就近消纳的模式，但是农村地区生产生活电力消纳有限，现阶段农村普及光伏新能源系统构建中，余电消纳与储存成为需要解决的重要问题，余电消纳和储存水平直接影响光伏系统的投资效益，影响农村经济发展的质量。

4 农村光伏新能源系统建设与农村经济融合发展的政策建议

农村光伏新能源系统的构建不是简单的能源转换尝试，而是能源转换的必然。光伏凭借其优势在2050 年前将成为替代传统能源的主要可再生能源，因此农村光伏新能源系统建设将是一个长期的、必然的农村基础设施构建过程，是农村经济发展的必然开端。要从以下几个方面入手努力解决现有问题，促进系统构建与农村经济较好地融合发展。

4.1 有针对性地由点到面的示范性推广

通过农村居民接受度较高的方式进行屋顶光伏新能源系统构建相关技术、投资、收益等方面信息的宣传普及，在宣传普及的初期阶段，根据不同乡村的收入情况、开放度情况、人口情况、房屋特点情况等对农村进行分类，选择具有代表性特征的不同类村落进行光伏推广试点，总结成果与问题，在此基础上以点带面，扬长避短，在同类乡村中普及推广，提高推广构建效率，加速为双碳背景下的农村经济发展、乡村振兴提供清洁能源基础。

4.2 完善并全面启动农村光伏新能源系统构建的专项金融扶持

农村光伏新能源系统构建的专项金融扶持要按照禀赋资源的不同，针对政府、企业与农民3 个维度展开。首先，对于场地资源较差、光伏资源禀赋较差的贫困落后地区，光伏投资成本大、风险大、收益差，这部分地区应加大政府扶持甚至政府直接投资，金融扶持的方向应该以金融机构为乡村镇级政府、农村集体提供专项资金贷款服务为主、国家财政直接投资为辅，减轻国家财政负担，确保光伏新能源系统在贫困落后地区的普及率。其次，对于场地资源较好、光伏资源禀赋较好的农村地区，可以根据具体情况开展农民私人专项贷款同企业BOT 专项贷款相结合的模式，金融扶持的方向应该引导开发金融机构为农民个人以及企业BOT 模式提供专项光伏贷款项目。综上，要针对不同的目标维度设计和完善光伏金融扶持项目，促进投资的顺利进行。

4.3 建立独立的网点式农村光伏新能源系统乡、村、镇级维护站

政府牵头光伏协会成员建立光伏新能源系统售后基金，基金服务于政府相关部门运营独立于光伏企业的网点式村、镇级光伏新能源系统的安全检查、日常维护以及故障检修的售后站点，做到农村地区全覆盖，统一在就近乡村镇选拔有意愿人员进行相关技术的培训学习，考证合格上岗。这一设想不仅为农村地区提供了长期的技术性非农就业岗位，留住了一部分较好的劳动力，还减少了零散的偏远地区中标光伏系统构建企业的售后成本，避免了系统运行期间由于企业倒闭等问题出现的维护困难或者维护中断问题。农村光伏系统建成后的正常运行得到保障，助力农村经济发展，为乡村振兴添砖加瓦。

4.4 加快余电入网工程和储电工程的建设进程

国家电网应配合光伏发电量的波动特征甚至其他可再生能源的发电特征，全面开展农村电网系统的相关构建和改造，扶持储能企业大力开展氢能等储电项目的研发。提高光电消纳，减少光电损失，保证光伏新能源系统效率，最大化新能源系统投资收益，以稳定的、低廉价格的电量来加速农村生产生活电器化进程，提高生产效率，提升农村生活质量，促进乡村宜居宜业、农民富裕富足、农村经济健康可持续发展，助力乡村振兴。