農(nóng)村分布式低碳能源網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的可行性和經(jīng)濟性可行性分布式能源的特點是可以實現(xiàn)在負荷中心附件就近實現(xiàn)能源供給，避開能源運輸過程中的損耗，與傳統(tǒng)集中式供能、長距離輸送的傳統(tǒng)能源利用方式相比，分布式能源具有能效高、清潔環(huán)保、安全性好、削峰填谷、經(jīng)濟效益好等優(yōu)點。針對農(nóng)村人口密度低的特點，分布式能源系統(tǒng)的建設(shè)能夠轉(zhuǎn)變農(nóng)村傳統(tǒng)落后的能源消費構(gòu)造。在此，我們以農(nóng)村沼氣能源利用為例，對農(nóng)村分布式低碳能源網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的可行性進展具體論述：可獵取的原料作為一個農(nóng)業(yè)大國，我國有著豐富的農(nóng)產(chǎn)品加工副產(chǎn)品等生物質(zhì)資源儲藏，諸如農(nóng)作物秸稈、牲畜糞便等。202354647.73230.1596.112023.5萬噸，83410.9112238.446460萬頭，羊的年底只數(shù)28087.9535251數(shù)可得約208595.43萬噸的排泄物。[1]而這些豐富的秸稈資源和糞便資源絕大多數(shù)都來自與農(nóng)村地區(qū)。這為以沼氣發(fā)酵為代表的農(nóng)村分布式低碳能源網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建供給了充分的原料供給。土地資源占用房屋四周有較為開闊的空間，用地相對寬松，有利于分布式能源設(shè)備〔如沼氣池〕的分布建設(shè)；相對于城市的集居模式而言農(nóng)村的規(guī)模小，分布更為分散，適宜能源網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建和合理布局。投資金額8m3800-10002-3年內(nèi)可以收回全部投資。沼氣池壽命一般在25年左右，每年的修理維20-30元。[2]政府會對農(nóng)村沼氣的進展供給肯定的財政補貼，202350元3的補貼，80%-90%的沼氣工程建設(shè)本錢資金由江山市政府擔當。[3]低廉的投資和運維費用使得農(nóng)村村民的經(jīng)濟負擔大大減輕，為分布式能源網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建奠定了經(jīng)濟根底。政策導(dǎo)向《國家“十一五”規(guī)劃綱要》指出，要“大力普及農(nóng)村沼氣，樂觀進展適合農(nóng)村特點的清潔能源”進展；在中長期進展規(guī)劃《2023-2023年能源和可再生能源進展規(guī)劃要點》中，也把沼氣作為可替代能源進展的重要突破點；同時公布的《農(nóng)村沼氣建設(shè)國債工程治理方法》和《能源根本建設(shè)工程治理的暫行規(guī)定》等文件對沼氣的進展起到了樂觀推動作用。以浙江省衢州市為例，該市政2023年起印發(fā)了《2023-2023年衢州市農(nóng)村沼氣工程建設(shè)規(guī)劃“”列為為民辦實事的工程之一。2023村，沼氣普及工程快速推動，有利的政策導(dǎo)向為農(nóng)村以沼氣為代表的分布式低碳能源網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建掃清了道路。經(jīng)濟性分布式能源系統(tǒng)是將采暖、電力、制冷、熱水等系統(tǒng)優(yōu)化整合為統(tǒng)一的能源綜合系統(tǒng)，其不僅同時向用戶供給冷、熱、電等多種能源，而且能夠?qū)崿F(xiàn)優(yōu)質(zhì)能源的梯級利用，有效提高了一次能源的使用效率〔從分布式系統(tǒng)和傳統(tǒng)電力系統(tǒng)的效率和能量需求的比照可以覺察：生產(chǎn)一樣的電力100189單位。農(nóng)村分布式低碳能源網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中的分布式發(fā)電是指功率在幾十千瓦到幾十兆瓦范圍內(nèi)、分布在負荷四周的清潔環(huán)保發(fā)電設(shè)施，能夠經(jīng)濟、高效、牢靠地發(fā)電。分布式發(fā)電是區(qū)分于傳統(tǒng)集中發(fā)電、遠距離傳輸、大互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)電形式。與集中式發(fā)電方式相比，分布式發(fā)電在經(jīng)濟效益方面具有以下優(yōu)勢：降低線損傳統(tǒng)集中輸配電模式，由于存在線路電阻等緣由，不行避開的會發(fā)生線損，系統(tǒng)線損與輸配線路長度與電阻等狀況相關(guān)。分布式發(fā)電分布在負荷端，不需要集中輸配，可以有效降低線損。當負荷需求較大時，分布式發(fā)電的運行能夠削減系統(tǒng)線損，而當負荷需求較小時，運行分布式發(fā)電反而會增加線損。環(huán)境效益分布式發(fā)電的環(huán)境效益主要表達在排污量削減和資源的合理利用上。SO、2NO2CO2低，產(chǎn)生的電磁場較低，其電磁污染比傳統(tǒng)的集中式發(fā)電要小得多。排污量的削減將大大降低電力企業(yè)以及全社會的環(huán)保支出，產(chǎn)生間接的經(jīng)濟效益。案例分析——中國杭州杜預(yù)村家用太陽能屋頂發(fā)電系統(tǒng)工程經(jīng)濟效益分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的經(jīng)濟效益評價需要綜合考慮工程的盈利力量、償債力量和運營力量。工程的盈利力量是指投資者依據(jù)將來能否盈利以及盈利水平的高來打算是否投資，這與工程的經(jīng)濟效益直接相關(guān)。償債力量是指在壽命周期內(nèi)資產(chǎn)，尤其是現(xiàn)金資產(chǎn)對于債務(wù)的歸還力量，也是對投資的回收的力量。償債力量是金融機構(gòu)對工程融資決策的依據(jù)，也打算了工程能否安康穩(wěn)定進展。工程運營力量表達工程資產(chǎn)生產(chǎn)收益的效率，即工程充分利用自身資產(chǎn)制造財寶的力量。工程在盡可能短的時間內(nèi)獲得盡量多的收益，盡可能多的生產(chǎn)產(chǎn)品，則其運營力量越強。[4]在此，我們以杭州杜預(yù)村家用太陽能屋頂發(fā)電系統(tǒng)工程為例，對居民分布式光伏發(fā)電工程進展經(jīng)濟性分析。杭州杜預(yù)村太陽能屋頂發(fā)電系統(tǒng)工所承受的光伏陣列跟蹤模式為固式，光伏系統(tǒng)陣列傾角為30.0°，光伏系0°。工程地點的太陽輻射量和月平均溫度數(shù)據(jù)來源于與橫村鎮(zhèn)距離最近3-1所示：3-1杭州桐廬縣局部氣象數(shù)據(jù)各月水平面上的平月份 均日輻射

月平均溫度〔kWh/m2/〔kWh/m2/日〕〔kWh/m2/日〕一月2.494.43.23二月2.596.02.94三月2.919.73.04四月3.7315.43.67五月4.2419.93.96六月4.0723.63.72七月5.1526.44.70月4.6325.64.46九月3.8422.03.98十月3.4017.13.91十一月2.9012.03.76十二月2.766.63.86年平均3.5615.73.77

的平均日輻射也即，全年光伏陣列水平面上的年輻射量 為3.77×365=1376.05kWh/m2。分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電量是影響其經(jīng)濟性指標的最重要因素。分布式光伏系統(tǒng)的年發(fā)電量與所在地的太陽能資源狀況以及系統(tǒng)裝機容量有著親熱的聯(lián)系：QHtPC (1)Ht

H為標準太陽輻射強度，kW/m2; P為光伏發(fā)電系統(tǒng)的裝機總?cè)萘?，kW；C為傾斜光伏組件輻射量系數(shù)；為發(fā)電系統(tǒng)綜合影響系數(shù)。對于橫村鎮(zhèn)地區(qū)，Ht

由上文計算可知為1376.05kWh/m2；C一般為1.05-1.15，取為C=1.1。對于并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，0.72-0.78，此處取0.75；[5]H1.03kW/m2。由公式(1)得，該工程的年發(fā)電量為Q=179222.51kWh。該工程中家用電站所發(fā)電全額上網(wǎng)，依據(jù)國家發(fā)改委制定的分布式光伏發(fā)電補貼標準，分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)自用有余上網(wǎng)的電量，由電網(wǎng)企業(yè)依據(jù)當?shù)厝济簷C組標桿上網(wǎng)電價收購。本地當時脫硫標桿上網(wǎng)電價為0.4153元/kW0.42元/kWh0.8353元/kWh0.10元。年總收入對于全額上網(wǎng)的分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)，年售電收入Is

可表示如下：I Qfs n

(2)QkWfn

/kWh。計算得，年售電收入為Is

=149704.56元/年。對于工程額外獲得的補貼，可計算年補貼收入：I Qfa a

(3)Q為光伏系統(tǒng)年發(fā)電量，kWhfa

為補貼收入，元/kWh。計17922.25元。則年總收入為：I I I (4)t s a計算得年總收入I=167626.81元/年。t年凈收益考慮到居民分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)在運行中需要定期清潔維護，相關(guān)支出約為50元/(kW·a)，則本系統(tǒng)在運行期間每年需支出維護費用Om

=8142元。則年凈收益為：

I IOn t m

(5)計算得，年凈收益為I=159484.81元/年。n內(nèi)部收益率內(nèi)部收益率〔IRR〕定義為資金流入現(xiàn)值總額與資金流消滅值總額相[6]內(nèi)部收益率是一項投資渴望到達的酬勞率，該指標越大則工程的投資經(jīng)濟性越好。IRR可以用如下公式計算：(C I)I

[ 1 1

1 ]0 (6)ini n

n1IRR 1(IRR)2

1(IRR)N式中，Cini

In

示該工程具有良好的經(jīng)濟性和較高的投資價值。靜態(tài)投資回收期光伏系統(tǒng)的靜態(tài)投資回收期依據(jù)以下公式計算：TC /Iini n

(7)式中，T為靜態(tài)投資回收期，年；Cini

In

為年凈收益率，元/年。計算得，T=8.46年。20-25年，該工程工程的全生命周20.0011.54184萬元。假設(shè)有其次期投資，其次期工程只需更換出問題的太陽能電池板即可，[7]投資本錢將低于一期投資。由此可見，分布式光伏發(fā)電工程建設(shè)期短，工程可運營時間長〔約20年工程作為農(nóng)村分布式低碳能源一種典型的應(yīng)用，其經(jīng)濟效益是顯著的。環(huán)境效益分布式太陽能發(fā)電系統(tǒng)的環(huán)境效益是顯著的。在改善環(huán)境方面，光伏發(fā)電系統(tǒng)能有效促進我國節(jié)能減排目標的實現(xiàn)。分布式光伏發(fā)電并網(wǎng)后，不僅能滿足用戶電能需要，減緩用電頂峰期電網(wǎng)的壓力，還因其代替了傳統(tǒng)化石能源發(fā)電，降低了煤炭消耗，同時削減了化石能源燃燒帶來的二氧化碳、二氧化硫、煙塵等等有害氣體及廢氣排放，有利于環(huán)境改善削減極端霧霾天氣的產(chǎn)生等。2以國內(nèi)電廠的平均能耗水平計算，每節(jié)約1kWh電力，相應(yīng)節(jié)約了179222.51kWh，64.5t標準煤；1kWh0.272kg0.997kg〔CO、20.03kg二氧化硫〔SO、0.015kg氮氧化物〔NO〕的產(chǎn)生。[4]由此計算，2 x杜預(yù)村家用太陽能屋頂發(fā)電系統(tǒng)工程在其生命周期內(nèi)所帶來的環(huán)境效益3-2所示：3-2杜預(yù)村家用太陽能屋頂發(fā)電系統(tǒng)工程生命周期內(nèi)環(huán)境效益環(huán)保綜合效益分析年均節(jié)能減排量生命周期(20年)節(jié)能減排量估量年發(fā)電量(MWh)179.223584.40178.683573.70Tsp(t)48.75974.97二氧化硫SO2(t)5.37107.53氮氧化物NOx(t)

2.69

53.77由此可見分布式光伏太陽能相比燃煤發(fā)電具有顯著的環(huán)境效益，在清潔能源越來越受重視的今日，其在農(nóng)村的推廣無疑更具潛力。案例分析——中國山東蓬萊規(guī)?；B(yǎng)殖場沼氣工程經(jīng)濟效益沼氣是我國農(nóng)村可普遍開發(fā)的優(yōu)質(zhì)資源，具有豐富的原料來源。近年來，局部地區(qū)農(nóng)村畜牧業(yè)進展快速，且沼氣規(guī)模漸漸由小型戶用向大型集約化沼氣工程進展，不僅有利于資源利用率和能源生產(chǎn)效率的提高，而且便于生產(chǎn)過程中污染的掌握。與規(guī)?；B(yǎng)殖場相結(jié)合的大中型沼氣工程因此具有較高的經(jīng)濟效益與環(huán)境效益。工程的盈利力量、償債力量和運營力量同樣是評價沼氣工程經(jīng)濟性的關(guān)鍵指標。在此，我們以中國山東蓬萊規(guī)?；B(yǎng)殖場大型沼氣工程為例，對農(nóng)村分布式沼氣綜合利用工程進展經(jīng)濟性分析。山東蓬萊規(guī)?；B(yǎng)殖場大型沼氣工程是山東民和牧業(yè)“畜牧養(yǎng)殖場沼氣工程關(guān)鍵技術(shù)”的具體應(yīng)用。該工程依托某村養(yǎng)牛場，利用牛糞進展中溫發(fā)酵生產(chǎn)沼氣。廠區(qū)內(nèi)現(xiàn)有無蓋厭氧塘化糞池300315.65311.52萬，沼氣經(jīng)凈化系統(tǒng)凈化后全部由管網(wǎng)輸送至發(fā)電機房發(fā)電。發(fā)電機房配置20kW小型發(fā)電機組1套，發(fā)電機組滿負荷運轉(zhuǎn)22.72小時可發(fā)電約454.4kWh16.59萬度。年總收入該奶牛場沼氣工程工程日產(chǎn)沼氣315.65m11.52萬沼氣經(jīng)凈化系統(tǒng)凈化后全部由管網(wǎng)輸送至發(fā)電機房發(fā)電。發(fā)電機房配置20kW小型發(fā)電機組1套，發(fā)電機組滿負荷運轉(zhuǎn)22.72小時可發(fā)電約則沼氣發(fā)電收益Ie=77973元/年；此外，由于厭氧發(fā)酵工藝有對發(fā)酵溫度的需求，因此可在沼氣發(fā)電的同時對發(fā)電機組產(chǎn)生的局部余熱進展回收：Q Q365 (8)a e式中，Qa

e

35%。則計算得Qa

=58042.3kWh，換算為低位發(fā)熱量為Q=208723.4MJ。a7130.97kg標準煤，即產(chǎn)熱折合煤價Ih

=6045.47元/年7071.875肥出售，其收益If

=14.2萬元/年則年總收入I：t

I I I It e h f

(9)計算得It

=226018.47元/年。年凈收益該工程所產(chǎn)生的電能領(lǐng)先供給養(yǎng)殖場使用。據(jù)統(tǒng)計，該養(yǎng)殖場夏天月12023Wh6000kWh100000kWh。則凈發(fā)電收益Ine

=〔165900-100000〕×0.47=30973元/年；厭氧消化罐年熱損失量Ql

假設(shè)承受煤炭加熱的方式供給額外熱量，則還需Qc

準煤5805.52kg，額外花費I =4921.79元/年。ch則年凈收益I可用如下公式計算：n計算得In

I I I I (10)n f ne ch=221096.68元/年。內(nèi)部收益率(6)。Cini

=134.40IRR=19.09%長期儲蓄利率，顯示該工程具有良好的經(jīng)濟性和較高的投資價值。靜態(tài)投資回收期該工程的靜態(tài)投資回收期計算公式見公式(7)。計算得，T=6.08年。206.08年后該工程進入凈收308萬元。由此可見，對于依托大型養(yǎng)殖場的農(nóng)村沼氣工程建設(shè)期短，工程可運營時間長〔約20年較高標準。因此以農(nóng)村沼氣發(fā)電工程為代表的分布式低碳能源利用也具有相當?shù)那熬啊－h(huán)境效益4 2 CH、CO、NO4 2 CH、NO等溫室氣體污染物的排放。該工程4 2的建設(shè)可以在肯定程度上降低溫室氣體的排放對環(huán)境造成的影響。現(xiàn)有農(nóng)3所示。工程活動為擬建沼氣工程后可能產(chǎn)生的溫室氣體排放狀況。該工程的泄漏指工程活動中邊界外的溫室氣體排放量與基準線情景下農(nóng)田利用糞肥產(chǎn)生的溫室氣體排放，前者與后者的差為工程凈泄漏，當凈泄漏大于時泄漏被考慮。3-3沼氣工程工程減排分析溫室氣體基線狀況工程狀況年泄漏量年減排量生命周期(20年)減CH4(tCO2)596.77128.3915.71484.09排量9681.8N2O(tCO2)34.5123.39.3120.52410.4CO2(tCO2)161.06132.71/27.53550.6總計(tCO2)792.34285.4025.02531.9610639.23-3對該奶牛場溫室