综合智慧能源赋能现代农业发展探究

徐怡悦 彭宇菲 王佐君

摘   要：随着“乡村振兴”战略和“3060”双碳目标的推进，大力发展综合智慧能源，构建“清洁低碳、安全高效”能源体系，助力现代农业高效绿色发展显得尤为必要。因此，首先从农业生产、乡村产业和城乡生活等方面列举了综合智慧能源赋能现代农业发展的典型应用场景；其次就综合智慧能源赋能现代农业发展的商业模式展开探讨，从价值创造、价值传递和价值收益的角度分析商业模式中的价值主张、营运模式和盈利能力；最后得出结论建议。根据研究，综合智慧能源赋能现代农业发展，能够实现社会效益、经济效益和环境效益的多赢。

关键词：综合智慧能源；现代农业；商业模式

中图分类号：F32       文献标志码：A      文章编号：1673-291X（2023）24-0004-03

一、研究背景

2017年10月18日，习近平总书记在党的十九大报告中首次提出实施乡村振兴战略。随后，2018年9月，中共中央、国务院对实施乡村振兴战略第一个五年工作做出具体部署，要求优化农村能源供给结构、完善农村能源基础设施网络、推进农村能源消费升级、发展“互联网+”智慧能源、探索建设农村能源革命示范区。然而，农业生产中的生活采暖、种植及畜牧采暖、灌溉、农用机械等多采用煤炭、石油、天然气、秸秆的大量并且不充分的燃烧作为主要能源。其中传统化石能源占比大，碳排放高，电气化水平低。因此，能源问题已经成为影响现代农业绿色高效发展的重要因素。

因此，大力发展综合智慧能源，构建“清洁低碳、安全高效”能源体系，助力现代农业高效绿色发展就显得尤为必要。这不仅有利于“智慧能源”和“现代农业”的进一步发展，也有助于我国“3060”双碳目标、“乡村振兴”早日实现。

二、综合智慧能源赋能现代农业发展的典型应用场景

“综合智慧能源”是以电为核心，通过中央智能控制服务平台，基于微电网、泛能网、智能电网、能源互联网的能源供给系统，提供电、热、冷、气、水等能源一体化的解决方案。当前，在农业生产生活中，能源消费仍然以石油、煤炭为主，农业生产领域内应用“综合智慧能源”的前景较为广阔。具体而言，“综合智慧能源”可以应用到农业生产、乡村产业、城乡生活等方方面面。

（一）农业生产方面

1.农业大棚

“综合智慧能源”和农业大棚相结合，主要是将综合智慧能源应用到电气化设备中，运用于温室大棚、蔬菜、花卉种植、烟草、育苗基地、种植基地、休闲农业、采摘园等多场所种植基地，是一种将清洁能源作为主要能源，实现大棚种植设备电气化的运行模式。在生产经营中，电气化大棚主要根据农作物的实际生长需求和不同季节环境变化而采用不同的电气化设备交互作用来共同保证农作物的生长需求。具体又可以分为农业大棚电保温、农业大棚电动卷帘、农业大棚电排水、农业大棚电补光、农业大棚电通风、水肥一体化（电动施肥）等。

2.农产品加工

农产品加工中应用综合智慧能源，主要表现为农产品加工电气化。其中主要是电烘干技术，可以用来实现高水分的水稻、小麦、玉米、大豆等粮食烘干和蔬菜脱水。粮食烘干方面，推荐使用空气源热泵作为热源设备，并根据气候选择常温空气源热泵或者低温空气源热泵。在蔬菜脱水干制方面，常见的方法有热风干制、微波干制、膨化干制、红外线及远红外线干制、真空干制等，推荐采用冷冻真空脱水法，既可以保留新鲜蔬菜的色、香、味、形，又能实现快速复水。

3.畜牧养殖

将综合智慧能源应用于畜牧养殖，实现畜牧养殖电气化，在禽类光照、棚舍保温及通风、畜牧饲养、自动喂食、电动挤奶、电孵化、剪羊毛等方面实现清洁能源应用。实践经验表明，综合智慧能源赋能畜牧养殖电气化将节约大量的劳动力，降低产品的人工成本，而且对环境特别友好。在应用上，具体包括电孵化技术、棚舍保温及通风自动化、畜牧饲养电气自动化等。

4.水产养殖

将综合智慧能源应用到水产养殖上，一方面是实现水产养殖电气化，即因地制宜地选择相应的电气化技术替代传统人工劳力，或增加某些传统水产养殖没有的技术服务，提高水产品的產量与质量。在实际生产中，水产养殖对环境要求较高，而传统能源对环境污染较为严重，可能会影响水质，进而影响水产品的口感。电气化技术包括池塘清淤、增氧、水体循环、水草收割、投饲、水体加热、捕捞运输等。另一方面，当前鱼塘养殖可以与光伏产业相结合，实现“渔光互补”，即通过形成“上面发电、下面养鱼”“一种资源、两个产业”集约发展模式，达到“1+1>2”的效果。这种模式不需要占用农业、工业和住宅用地，大大提高了单位面积土地经济价值；同时，太阳能电池板还可以减少水面蒸发量，抑制藻类繁殖，保护水资源，实现了社会效益、经济效益和环境效益的多赢。

（二）乡村产业方面

1.乡村旅游景点

随着乡村旅游产业的发展，景区内出现越来越多的非清洁能源消费，对景区环境造成了严重的威胁。因而，应在乡村旅游景区大力发展综合智慧能源，通过电能替代、节能环保等技术，将传统景区中的燃煤锅炉、瓶装煤气、农家柴灶、燃油公交、燃油摆渡车、传统码头、景区照明等改造为电供热（制冷）、电炊具、电动汽车、低压岸电、绿色照明。建设绿色环保型全电景区，可以取得较好的示范效果，对节能减排、环境保护、可持续发展具有重要意义。具体应用包括全电厨房、电动车船等。

2.民宿

民宿作为乡村旅游不可或缺的一部分，是现代人体验乡村生活的主要载体。将综合智慧能源和民宿产业相结合，对推进国家乡村振兴、带动全域旅游新发展，将发挥重要作用。在综合智慧能源系统下，民宿通过实施电能替代提高电气化水平，实现在民宿烹饪、采暖、空调、照明、热水供应等各方面，在具体应用上，包括厨房用能、客房采暖、热水供应系统等方面，也包括洗衣机、吸尘器、扫地机器人等电子设备的加入。

（三）城乡生活方面

1.绿色交通出行

绿色交通出行就是选择对环境影响小的出行方式，主要是以清洁能源为出行的主要动力。目前，电动汽车已经惠及到广大农村，应用于农业、运输、旅游、商业、教育等领域，既节约能源、提高能效、减少污染，又益于健康、兼顾效率。然而，电动汽车的充电设施并没有得到相应发展，因此有必要推进电动汽车充电设施向乡村地区普及，服务乡村电动汽车便捷出行。设施可应用于校車、厂车（景区专用）、货车、旅游车、农用车等乡村纯电动汽车。

2.智慧路灯

智慧路灯利用光伏发电和风力发电作为清洁能源，同时在路灯上搭载各种传感器及感知设备，如充电桩、LED信息发布屏、高清摄像头、应急报警、5G基站搭载网络、无线WIFI、停车检测主机、环境监测组件、井盖及积水监测主机、城市广播等；同时，利用物联网及互联网技术，实现智慧照明、智慧车辆人流监控、社区资讯推送、智慧广播、环境监测等功能。

3.家庭电气化

家庭电气化主要是将综合智慧能源应用到家庭电气化中，包括传统的厨房电气化、家居电气化、洁卫电气化和近年来基于人工智能、物联网、人性化交互等技术所产生的家居智能化。具体又可以分为以下两种生活场景。

第一，集中式智慧生活场景。该场景主要应用于大型农场或者农村新型村民社区，用能较为集中。在该场景下，可通过建设屋顶光伏、风力发电机等能源生产型设备生产出清洁能源；也可以结合当地沼气情况，利用沼气发电机设备开发清洁能源，以此来协调满足用户用电需求。同时，可以进一步引入电制冷机、电锅炉以及其他储能设备吸纳清洁能源弃能，以此来满足用户冷、热需求。在该种模式下，既实现了清洁能源的可持续创造，又能够实现系统能源协同转换。

第二，分布式智慧生活场景。该场景主要应用于农村分散的家庭中，用能较为分散。在该场景下，通过多能互补来满足用户电、冷、热的需求，比如建设屋顶光伏、利用秸秆等生物质资源等。

三、综合智慧能源赋能现代农业发展的商业模式

当前，在综合智慧能源赋能现代农业发展中，农业主体需求多种多样，个性化、定制化特征明显，这和传统的流程化、批量化模式大不相同。该产业的可持续发展离不开商业模式的创新。

所谓商业模式，是指企业为满足消费者的需求而设计出的一个组织管理企业各种资源，进而形成能够提供产品和服务的系统，即通过设计商业途径，实现价值创造、价值传递和获取价值，最终推动企业项目的实施或者业务的开展。本文围绕商业模式创造价值、传递价值和获取价值，选择价值主张、运营模式和盈利能力三个方面进行分析。

（一）价值主张

综合智慧能源赋能现代农业发展项目可以通过开发利用清洁能源、构造智慧能源互联网，为现代农业发展提供新能源，彰显绿色发展的理念，因而产品和服务层面的价值主张为创新定制、绿色环保、低廉安全。

（二）运营模式

目前，综合智慧能源服务项目开展的投资运营模式主要有以下三类（见表1）。

表1  综合智慧能源服务项目投资运营方式表

在第一种模式下，项目主体方不但要参与到综合智慧能源服务项目建设投资和运营环节中，而且需要参与日常运维工作。只有将投资与运营联系起来，才能产生利润，投资主体需要承担全部的项目风险，但也可以获取全部的项目收益。在第二种模式下，项目主体方参与建设投资综合智慧能源服务项目，项目建成后的运营则需要委托给具有运营能力的第三方企业，投资主体和运营主体共担项目风险，双方按比例共同享有项目收益。在第三种模式下，项目主体方不参与建设投资综合智慧能源服务项目，而是直接承接建成后的项目运营。主体不承担项目投资风险，运营利润主要来自于运营过程产生的利润分成。

目前，综合智慧能源的运营方式有“建设—运营—移交”（BOT）模式和合同能源管理（EMC）模式。在BOT模式下，由发起方负责项目的投资、建设和后期维护，待项目成熟后再转移给业主方。在收益分配方面，主要采用合同能源管理（EMC）模式，其中发电收益由发起方享有，项目运营过程中因减少能源费用而导致的额外收益按规定比例分配。

（三）盈利分析

综合智慧能源赋能现代农业发展能否可持续发展，关键在于盈利能力的大小。因此，有必要设计一个可行的定价策略和盈利模式，以此来促进该产业持续发展。

在定价机制上，提倡竞争导向的定价策略，以市场上相互竞争的同类产品或服务的价格为依据，以便在市场上获得一定的优势地位。因而，在定价机制上可以遵循“市场价（电价）+超额收益分成”的原则，采用“两部制”收费模式：收费标准=供电服务费（超额收益分成）+发电流量费（市场电价）。在上述三种投资运营模式下，项目主体的成本、收益如表2。

四、结论和建议

随着乡村振兴战略和“3060”双碳目标的推进，大力发展综合智慧能源，改善农业发展用能结构，构建“清洁低碳、安全高效”能源体系，助力现代农业高效绿色发展势在必行。为了更好促进综合智慧能源赋能现代农业发展，可以从以下几个方面着手推进。

第一，聚焦能源发展新态势和农业用能新需求，强化农业生产电气化技术与产品研发。加大农业生产电气化新技术、新产品研发力度，推动潜在用能需求转化为现实产品方案制订，深化电蓄冷（热）、电锅炉、热泵、多能协调控制等技术研发与设备研制，持续跟踪研究低温区域供热、超低温空气源热泵、播种收一体化电动设备、固体蓄热材料等产品技术，不断开辟现代农业用电新领域、新市场。同时，积极推广电排灌、电保温、电孵化、电烘干、电加工等农业生产电气化新技术，推动农业生产设备升级。

第二，加强典型应用场景的探究，进一步创新优化商业模式。应用综合智慧能源发展现代农业的市场广阔，但存在用户需求多样化、个性化等特点，这与传统的产品化、流程化、批量化等商业模式不相适应，因此需要继续探究各种典型应用场景。同时，要增加商业模式的顶层设计和创新机制，实现各种场景都有相适应的商业模式，从而实现各个应用场景下项目收益的最大化。

第三，挖掘现代农业和综合智慧能源相结合的优势，增加客户目标群。一方面，要继续拓展农场等群体类客户，在前期规划和立项阶段着手获取特许经营权，以绑定客户群，降低后续投资风险；另一方面，要开拓乡村、城镇这些较为分散的客户，将综合智慧能源进一步应用到广大农村农业生产和农民生活中去。

参考文献：

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[2]   李祖宁.浅谈综合智慧能源开发与商业模式[J].企业管理，2020（S2）：148-149.

[3]   徐中林，汪远平，周斌，等.创新引领能源服务 智慧赋能特色产业：国网湖北潜江市供电公司全力打造乡村电气化“潜江名片”[J].农村电工，2022，30（1）：6-7.

[4]   李晓英.基于光伏能源的智慧农业监管平台研发[D].成都：成都大学，2020.

[责任编辑   柯   黎]