“碳中和-新鄉(xiāng)村”視角下廣東鄉(xiāng)村分布式光伏構(gòu)建模式探索*

葉 紅，程 露，何嘉琪，黨 政，曹 江，譚春鴻

引言

二氧化碳等溫室氣體濃度的增加造成溫室效應(yīng),導(dǎo)致全球氣候變暖、極端天氣增多,對人類生產(chǎn)生活及生態(tài)系統(tǒng)造成不可逆的嚴(yán)重影響[1]。習(xí)近平總書記在主持召開中央財經(jīng)委員會第九次會議時發(fā)表重要講話指出：把碳達(dá)峰、碳中和納入生態(tài)文明建設(shè)整體，開展一場廣泛而深刻的經(jīng)濟(jì)社會系統(tǒng)性變革[2]。生態(tài)經(jīng)濟(jì)推動下回歸自然的低碳消費趨勢，正在為中國鄉(xiāng)村生態(tài)經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供著廣闊的市場和動力[3]。中國長期以來“重城輕鄉(xiāng)”，決策者多把低碳經(jīng)濟(jì)的發(fā)展重心放在城市，鄉(xiāng)村地域極易被忽視[4]。立足全面推進(jìn)鄉(xiāng)村振興的新起點，更是亟需探索鄉(xiāng)村低碳發(fā)展的轉(zhuǎn)型路徑，推動鄉(xiāng)村生態(tài)文明發(fā)展，助力我國早日實現(xiàn)碳中和目標(biāo)。

1 “碳中和-新鄉(xiāng)村”：兩大國家戰(zhàn)略的全面推進(jìn)與高度整合

1.1 鄉(xiāng)村低碳發(fā)展的困境與潛力

我國鄉(xiāng)村占地面積552.86 萬km2，其中耕地123.4萬km2，鄉(xiāng)村的居住人口為5.77 億。在如此廣袤的范圍內(nèi)，鄉(xiāng)村生活生產(chǎn)的能源需求總量大、范圍廣，而且相對分散[5]。在鄉(xiāng)村生活方面，近年來，我國鄉(xiāng)村人均生活用能量不斷提高，增速遠(yuǎn)超城鎮(zhèn)，碳排放量同樣呈現(xiàn)增速加大態(tài)勢。在鄉(xiāng)村生產(chǎn)方面，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動既是溫室氣體的主要排放源，同時也受氣候變化影響最大[6]。中國作為一個農(nóng)業(yè)大國，農(nóng)業(yè)碳排放總量一直高于歐美國家。此外，我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中主要以施用化肥農(nóng)藥的方式達(dá)到增產(chǎn)的目的[7]，同時大量應(yīng)用農(nóng)藥、農(nóng)用薄膜、柴油等，會產(chǎn)生大量的二氧化碳、甲烷和氧化亞氮等溫室氣體，且造成土壤的有機(jī)質(zhì)含量逐漸降低?？梢?，未來農(nóng)業(yè)生產(chǎn)部門在碳減排上可發(fā)揮重大作用。

鄉(xiāng)村既是全國能源消費、溫室氣體排放不可忽視的組成部分，同時也是生態(tài)系統(tǒng)碳匯和新能源發(fā)展的重要空間載體。在生態(tài)碳匯方面，全國共計18 億畝農(nóng)田的土壤有機(jī)質(zhì)每增加1‰，可從大氣中凈吸收30 億噸的CO2；全國森林面積2.08 億ha，總碳儲量可達(dá)84.27 億噸。鄉(xiāng)村如此龐大的碳匯資源若能妥善管理，便能以低成本方式增加碳匯，為減少溫室氣體排放做出顯著貢獻(xiàn)。在新能源發(fā)展方面，作為可再生能源的生物質(zhì)能、太陽能、風(fēng)能等，與傳統(tǒng)的化石能源相比是一種分散性、相對均衡分布的能源，這種特性使鄉(xiāng)村獲得了相對于城市的空間資源優(yōu)勢。而隨著以光伏、風(fēng)能發(fā)電為代表的新能源技術(shù)的快速發(fā)展，可再生能源比以往更具經(jīng)濟(jì)效益[8]，為鄉(xiāng)村低碳化轉(zhuǎn)型提供了更有力的支撐。

1.2 鄉(xiāng)村振興與碳中和戰(zhàn)略整合的意義與價值

綠色低碳發(fā)展是鄉(xiāng)村高質(zhì)量振興的內(nèi)源動力和必然要求，鄉(xiāng)村所蘊含的減排潛力可通過鄉(xiāng)村振興得到有效激發(fā)?！多l(xiāng)村振興戰(zhàn)略規(guī)劃（2018-2022 年）》、2021 年中央一號文件《中共中央國務(wù)院關(guān)于全面推進(jìn)鄉(xiāng)村振興加快農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化的意見》等重要文件均對構(gòu)建鄉(xiāng)村現(xiàn)代能源體系、鄉(xiāng)村產(chǎn)業(yè)升級、鄉(xiāng)村生態(tài)保護(hù)與修復(fù)、低碳鄉(xiāng)村生活理念等方面的發(fā)展提出了明確要求。

碳中和的提出對于鄉(xiāng)村的發(fā)展既是機(jī)遇，也是挑戰(zhàn)。碳中和目標(biāo)的實現(xiàn)意味著能源體系、社會經(jīng)濟(jì)體系及技術(shù)體系廣泛而深刻地變革。在能源體系方面，主要手段是推動能源生產(chǎn)與供給的清潔高效轉(zhuǎn)型發(fā)展，同時將新能源與數(shù)字技術(shù)、智能化技術(shù)有效融合[9]。在社會經(jīng)濟(jì)體系方面，其核心在于完善碳交易、碳排放稅等市場機(jī)制，并健全相關(guān)碳監(jiān)管制度，開辟城鄉(xiāng)資本、資源流動的新途徑。在技術(shù)體系方面，其重點在于基于自然的負(fù)排放技術(shù)、農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展技術(shù)、碳封存技術(shù)等技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展。

聚焦鄉(xiāng)村地區(qū)能源結(jié)構(gòu)效率低下、能源設(shè)施落后、資源要素未充分利用、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)污染嚴(yán)重且產(chǎn)品附加值低、鄉(xiāng)村金融體系發(fā)展滯后等問題，應(yīng)構(gòu)建鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略與碳中和戰(zhàn)略耦合機(jī)制（圖1），將新能源、新制度、新技術(shù)等要素有機(jī)融合，推動城市資本、人才、技術(shù)與鄉(xiāng)村的豐富的生態(tài)碳匯資源、廣袤的空間資源的良性互動，開辟城鄉(xiāng)資本、資源流動的新途徑，推動鄉(xiāng)村超越傳統(tǒng)的低質(zhì)量、高污染發(fā)展模式，向資源高效、農(nóng)民增收、環(huán)境友好等方向轉(zhuǎn)型。

2 新視角下探索廣東鄉(xiāng)村分布式光伏建設(shè)新模式

基于Kaya 恒等式理論，提高鄉(xiāng)村生產(chǎn)生活能源效率、改善能源結(jié)構(gòu)與降低能源消費碳強度是構(gòu)建低碳鄉(xiāng)村的重要路徑[10]，而發(fā)展清潔能源是其中的核心路徑。鄉(xiāng)村有著豐富的風(fēng)、光、水、生物質(zhì)、地?zé)岬瓤稍偕茉促Y源，應(yīng)基于鄉(xiāng)村三生空間的資源稟賦有效地開發(fā)與利用。在“碳中和-新鄉(xiāng)村”視角下，廣東鄉(xiāng)村更應(yīng)因地制宜構(gòu)建新能源體系，推動產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化轉(zhuǎn)型升級，建立低碳新經(jīng)濟(jì)，促進(jìn)鄉(xiāng)村生產(chǎn)生活方式低碳化。

而依托廣東自身資源稟賦，探索鄉(xiāng)村分布式光伏建設(shè)新模式，是構(gòu)建廣東鄉(xiāng)村現(xiàn)代能源體系的重要途徑之一。但不同于依賴政府財政獎補的“光伏扶貧”項目，要實現(xiàn)在鄉(xiāng)村廣泛推廣、規(guī)模化建設(shè)和運營的分布式光伏，需要對一定范圍內(nèi)（最好以縣或鎮(zhèn)為單元）的資源進(jìn)行全面普查、評估，并結(jié)合相關(guān)的城鄉(xiāng)發(fā)展規(guī)劃，進(jìn)行科學(xué)的空間布局與一體化設(shè)計，同時引入具有長效運營能力的企業(yè)，以符合市場規(guī)律的方式投入建設(shè)，并合理利用政府相關(guān)財政資金，從而以政、企、村、專業(yè)團(tuán)隊多方聯(lián)動的平臺實現(xiàn)多方長效共贏。

結(jié)合廣東省正在全面開展的農(nóng)房風(fēng)貌整治，筆者及研究團(tuán)隊利用數(shù)量巨大的存量農(nóng)房屋頂構(gòu)建分布式光伏，從多方面探索了“鄉(xiāng)村屋頂分布式光伏”的科學(xué)技術(shù)、實施路徑及運營模式，取得了顯著的成效。此外，筆者及研究團(tuán)隊以屋頂分布式光伏開發(fā)建設(shè)為切入點對鄉(xiāng)村復(fù)合型分布式光伏開發(fā)及鄉(xiāng)村新能源系統(tǒng)構(gòu)建展開了進(jìn)一步研究探索。

2.1 建設(shè)復(fù)合型光伏對廣東的現(xiàn)實意義

2.1.1 廣東土地資源珍貴，不具備開發(fā)大規(guī)模單一光伏的地域條件

2015 年到2020 年間廣東省用電量及發(fā)電量持續(xù)增長,然而供電量嚴(yán)重不足（圖2）。隨著粵港澳大灣區(qū)的發(fā)展建設(shè)，廣東省的電力缺口將進(jìn)一步擴(kuò)大，同時也給新能源的蓬勃發(fā)展提供了消納支撐。廣東省屬東亞季風(fēng)區(qū)，光、熱資源豐富，適合開發(fā)太陽能。但廣東省土地資源珍貴，不具備開發(fā)大規(guī)模單一光伏的地域條件，必須利用好農(nóng)房屋頂、公共建筑屋頂?shù)冉ㄖ锎媪课蓓斂臻g及農(nóng)、林、牧、漁等生產(chǎn)空間構(gòu)建復(fù)合型光伏。

圖2 2015 年-2020 年廣東省年度用電量以及發(fā)電量統(tǒng)計示意圖

2.1.2 數(shù)量巨大的存量農(nóng)房是分布式光伏的理想載體

廣東省擁有超過2000 萬間農(nóng)房，按照每間屋頂面積80～100m2來算，廣東的農(nóng)房屋頂面積高達(dá)16 億m2以上。這些農(nóng)房分布在廣袤的鄉(xiāng)村地區(qū)，高度相差不大，彼此遮擋較小，而且產(chǎn)權(quán)明晰，無論從技術(shù)上還是管理運營上都是建設(shè)分布式屋頂光伏較理想的載體。而這些農(nóng)房大多數(shù)是在20 世紀(jì)90 年代之后建成，20～30 年內(nèi)不會重建（符合光伏的使用周期），同時廣東已經(jīng)不再有大規(guī)模新建農(nóng)房的時機(jī)，所以，從技術(shù)和運營模式等各方面，探索存量農(nóng)房屋頂?shù)姆植际焦夥鼧?gòu)建，將為鄉(xiāng)村建筑節(jié)能減排做出巨大貢獻(xiàn)，也是在碳中和-新鄉(xiāng)村時代背景下構(gòu)建鄉(xiāng)村新能源結(jié)構(gòu)直接而有效的路徑。適逢國家能源局下發(fā)《關(guān)于報送整縣（市）推進(jìn)戶用和屋頂分布式光伏開發(fā)試點方案的通知》，也為分布式光伏在鄉(xiāng)村新能源領(lǐng)域的發(fā)展提供了更有力的政策支撐。

2.1.3 正在推進(jìn)的農(nóng)房風(fēng)貌改造為規(guī)模化構(gòu)建屋頂光伏提供了良好契機(jī)

2020 年廣東省發(fā)布《廣東省人民政府關(guān)于全面推進(jìn)農(nóng)房管控和鄉(xiāng)村風(fēng)貌提升的指導(dǎo)意見》，提出農(nóng)房管控和鄉(xiāng)村風(fēng)貌提升是全省實施鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略、加強和改進(jìn)鄉(xiāng)村治理的必然要求和重要抓手。

而對廣東以“火柴盒”著稱的農(nóng)房進(jìn)行外觀的整治美化，是實現(xiàn)鄉(xiāng)村風(fēng)貌修復(fù)提升的重中之重（圖3）。近年來，全省各地對農(nóng)房的外墻及屋頂?shù)恼蚊阑隽舜罅抗ぷ鳎瑫r也投入了大量的公共財政資金。而建設(shè)具備設(shè)計感與發(fā)電效益的分布式屋頂光伏，正是避免讓“穿衣戴帽”變成涂脂抹粉的形象工程，同時讓政府的“費用化投入”變成“資產(chǎn)化投入”，讓鄉(xiāng)村的“閑置資源”變成“有效資產(chǎn)”的有效路徑。

圖3 大量的“火柴盒”農(nóng)房是鄉(xiāng)村風(fēng)貌整治的重點

2.2 結(jié)合鄉(xiāng)村風(fēng)貌整治的分布式光伏一體化設(shè)計與應(yīng)用

2.2.1 為農(nóng)房戴一個“美觀、實用、安全的帽子”

屋頂是建筑物重要的組成部分，屋頂?shù)男问绞莻鞒袀鹘y(tǒng)文化與地域特征的重要載體。就鄉(xiāng)村風(fēng)貌效果而言，視線可見的斜坡屋頂更能起到美化的作用。之前廣東各地在為農(nóng)房增加坡屋頂時，大多采用樹脂瓦為其加“假頂”的方式，不但不實用，在資金有限、缺少對農(nóng)房有針對性的設(shè)計的情況下，大多數(shù)“帽子”戴上去并不美，還存在容易被風(fēng)吹落等安全問題(圖 4)。

圖4 缺乏指導(dǎo)的“平改坡”的做法從美觀與安全上的效果并不如意

而聯(lián)合團(tuán)隊結(jié)合屋頂光伏的技術(shù)需求及建筑外觀的設(shè)計需求，研發(fā)出的“農(nóng)房改造型光伏陽光亭”（專利號：ZL202030807781.1），則為農(nóng)房帶了一個“美觀、實用、安全”的帽子。其特點體現(xiàn)在以下五個方面：

（1）美觀性。相比常規(guī)光伏棚和農(nóng)戶私自搭建的鐵皮棚，光伏陽光亭與整體農(nóng)房建筑外觀高度融合，產(chǎn)生更高美學(xué)價值，且具備本土鄉(xiāng)村特色，符合農(nóng)房管控要求的，不會存在違建的風(fēng)險。

（2）實用性。兼顧光伏棚與陽光亭的作用，既具備發(fā)電的功能，又給農(nóng)戶賦予屋頂更多的遮陽活動空間。另外，陽光亭為屋內(nèi)起到隔熱通風(fēng)效應(yīng)，提高頂層空間舒適度，降低能耗，是符合廣東地區(qū)既有建筑節(jié)能改造的做法。

（3）安全性。光伏組件技術(shù)安全成熟，光伏陽光亭在設(shè)計、圖紙、施工全過程須由相關(guān)專業(yè)人士負(fù)責(zé)把關(guān)。同時，需為村民及運維工作者提供通俗易懂的知識科普、注意事項、應(yīng)急措施等內(nèi)容傳授，以期村民自覺維護(hù)、安全使用。

（4）可推廣性。廣東存量農(nóng)房數(shù)量巨大，光伏陽光亭有潛力實現(xiàn)規(guī)模化推廣應(yīng)用。從成本控制的角度出發(fā)，模塊化研發(fā)可使陽光亭商品化規(guī)?；a(chǎn)，可從單項工程建設(shè)轉(zhuǎn)變?yōu)槭袌龌袨椤?/p>

（5）減碳及能源安全保障。光伏陽光亭為鄉(xiāng)村提供清潔能源，有效助力農(nóng)村碳減排。如果陽光亭可以實現(xiàn)集中規(guī)模推廣，以2 萬戶為例，則相當(dāng)于建設(shè)出200MW 容量的光伏電站，以粵西地區(qū)為例，平均有效年輻照時數(shù)為1100 小時/年，發(fā)電量高達(dá)2.2＊10^8?；鹆Πl(fā)電每生產(chǎn)一千瓦時電排出0.997kg 的二氧化碳，2.2 億度電相當(dāng)于每年至少減少CO2的排放量20 萬噸。如此體量相當(dāng)于一個占地150 畝的火力電站的發(fā)電量，而光伏陽光亭利用了農(nóng)房的閑置屋頂，不占用額外的土地資源。

2.2.2 結(jié)合光伏陽光亭的農(nóng)房風(fēng)貌改造設(shè)計實踐

光伏陽光亭的試點之一建設(shè)位置選取在茂名市高州分界鎮(zhèn)鄉(xiāng)村振興精彩一百里示范段，具備較好的示范價值。在政府、村的協(xié)助下，示范段相關(guān)農(nóng)戶踴躍報名參與，愿意提供其農(nóng)房屋頂開展首批裝機(jī)建設(shè)。

通過走訪與實地測量，試點縣道上的農(nóng)房屋頂形式普遍可以分為兩種：一種是屋頂僅有一處可上人的樓梯間，可用屋頂面積最大；一種是出屋面樓梯間旁加建了房間，不上人屋面占據(jù)屋頂面積30%到50%的比例。整體屋頂預(yù)留一定的敞開空間保留村民的晾曬用地后，余下位置根據(jù)空間大小，分別按雙坡陽光亭、單坡陽光亭以及平鋪支架的形式進(jìn)行組合（圖5），保證每戶至少有10KWp 的裝機(jī)容量來布置光伏組件。

圖5 農(nóng)房改造型光伏陽光亭搭建組合形式

外觀上，光伏陽光亭的設(shè)計與農(nóng)房風(fēng)貌改造設(shè)計相結(jié)合（圖6）。結(jié)合地方本土特色，試點的農(nóng)房改造設(shè)計以桂圓的配色為主體，頂部采用光伏陽光亭，統(tǒng)一檐邊和農(nóng)房瓦片的顏色，墻面統(tǒng)一米黃或者米白色，底層統(tǒng)一刷灰黃色，掛深桂圓色金屬廣告底板。宅前空地做混凝土砌塊圍墻花池，放置可移動花箱，打造小花院。整體農(nóng)房統(tǒng)一設(shè)計要素，實現(xiàn)光伏陽光亭與農(nóng)房一體化設(shè)計，將對示范段沿線風(fēng)貌起到顯著的提升效果。

圖6 光伏陽光亭與農(nóng)房風(fēng)貌提升整體設(shè)計效果

結(jié)構(gòu)上，光伏陽光亭支架在采用必要的結(jié)構(gòu)立柱支撐的條件下，保留亭子下方活動空間（圖7）。為了將光伏陽光亭打造成一個半室內(nèi)的活動空間，設(shè)計增設(shè)了適宜的柵欄構(gòu)件，以適當(dāng)遮擋視線，局部營造半私密空間，從立面形成建筑體量感。

圖7 光伏陽光亭與農(nóng)房風(fēng)貌提升整體建設(shè)效果

材料上，所有框架材料選用輕質(zhì)金屬材料，注重防腐抗氧化處理。光伏板采用單晶雙面雙玻組件，實現(xiàn)雙面發(fā)電，提高發(fā)電效率，同時提高亭下空間的透光度。在能效較低的部位則考慮局部取消背面發(fā)電，利用彩色玻璃或其他肌理搭配豐富底面質(zhì)感表達(dá)，活躍半室內(nèi)空間的氛圍（圖8）。

圖8 光伏陽光亭下空間質(zhì)感體現(xiàn)

2.3 創(chuàng)建共建共贏的開發(fā)及運營模式，推動屋頂空間資源轉(zhuǎn)化為長效資產(chǎn)

2.3.1 多方協(xié)同的前期開發(fā)建設(shè)模式

結(jié)合農(nóng)房改造型光伏陽光亭的建設(shè)要求和實踐經(jīng)驗，總結(jié)出由村政府與投資企業(yè)互洽互助、多專業(yè)團(tuán)隊聯(lián)合協(xié)調(diào)、村民與村集體配合共建的規(guī)?；_發(fā)存量農(nóng)房分布式光伏屋頂?shù)哪Ｊ剑▓D9）。其具體模式如下：

圖9 多主體協(xié)同的前期開發(fā)建設(shè)模式

（1）明確村民安裝意愿：由村委與投資企業(yè)的成員組成項目小組開展工作，與村民代表宣講屋頂光伏建設(shè)需配合事宜以及村民所得效益，發(fā)動村民報名安裝，對明確安裝意愿且符合標(biāo)準(zhǔn)的農(nóng)戶進(jìn)行協(xié)議約定，形成光伏項目開發(fā)的空間資源底圖。

（2）制定農(nóng)房篩選機(jī)制：以安全性為第一篩選依據(jù)，農(nóng)房要求產(chǎn)權(quán)清晰、建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、屋頂荷載足夠支撐、周圍無隔檔物或高層建筑，條件不符合的農(nóng)房不予施工。

（3）專業(yè)團(tuán)隊入場設(shè)計：先由電力設(shè)計工程師根據(jù)房屋朝向、空間需求、建筑面積等要素確定電站基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)框架以及發(fā)電效率測算，并由建筑或外觀設(shè)計團(tuán)隊結(jié)合地方對農(nóng)房風(fēng)貌提升的要求進(jìn)行外觀提升。

（4）配合電網(wǎng)接入與改造：了解對應(yīng)區(qū)域內(nèi)的中高壓配電網(wǎng)的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)和負(fù)載率；加強與地方供電局的溝通，優(yōu)先符合現(xiàn)有電網(wǎng)條件確定規(guī)模與建設(shè)，明確接入方案；按村民報裝情況確定預(yù)裝批次，明確并網(wǎng)點與網(wǎng)架線路的改造方案與權(quán)屬邊界；

（5）簽署文件有效約束：根據(jù)各方需求和裝機(jī)容量等，對收益進(jìn)行合理分配，同時通過合同的法律效應(yīng)和村民與項目小組之間的相互監(jiān)督作為約束，保障電站的長效運維。

3.3.2 多方共贏的商業(yè)運營模式

目前針對鄉(xiāng)村的分布式光伏市場化運作模式尚未成熟，國內(nèi)現(xiàn)有鄉(xiāng)村分布式光伏實施案例的商業(yè)模式可以分為“扶貧式“、”貸款式“、”租賃式“（表1）。光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展高度依賴政策驅(qū)動，“光伏扶貧”時期國家對分布式光伏項目制定了較高的獎補政策，激發(fā)光伏裝機(jī)量增長的同時項目亦依賴獎補費用維持建設(shè)，對財政造成了極大壓力。對農(nóng)戶而言，投資分布式光伏電站的回報周期長，容易造成資金壓力，動力機(jī)制不明確。對企業(yè)而言，分布式光伏電站屬于微利產(chǎn)品，需要成一定規(guī)模才能盈利，而集中農(nóng)戶建設(shè)電站的操作困難。

表1 國內(nèi)鄉(xiāng)村分布式光伏實施案例的商業(yè)模式

區(qū)別于傳統(tǒng)商業(yè)模式，本文提出通過引入具有長效運營能力的企業(yè)，以符合市場規(guī)律的方式規(guī)?；度虢ㄔO(shè)，并合理利用政府相關(guān)財政資金，搭建政、企、村、專業(yè)團(tuán)隊多方聯(lián)動的平臺，明確各方職能與效益。因涉及農(nóng)房分布零散、基數(shù)較大，建設(shè)依托村集體實現(xiàn)集中管理的合作機(jī)制。以縣與鎮(zhèn)統(tǒng)籌建立鄉(xiāng)村股份有限公司代村集體與項目公司形成協(xié)約關(guān)系，由村股份有限公司負(fù)責(zé)村民個體建設(shè)申請的整合，并向經(jīng)營企業(yè)提出整體的建設(shè)申請。同時其負(fù)責(zé)光伏電站的維護(hù)管理，取得運維費用，實現(xiàn)村集體增收。企業(yè)負(fù)責(zé)發(fā)電部分的投資，并承擔(dān)整體建設(shè)的資金投入，同時獲得光伏發(fā)電的收益。村民每年能獲得對應(yīng)的屋頂租金，并按投資比例享有涼亭使用權(quán)以及收益分紅。地方政府可根據(jù)企業(yè)在完成農(nóng)房風(fēng)貌改造層面的投入規(guī)模匹配光伏、風(fēng)電等新能源資源以平衡收益，并在獎補激勵、低息貸款融等方面予以支持。

筆者與團(tuán)隊結(jié)合政府對風(fēng)貌的需求、農(nóng)戶對屋頂?shù)氖褂眯枨?、企業(yè)對發(fā)電效益的需求，最終形成了純發(fā)電的平鋪式、用戶友好型的實用性涼亭以及具有美觀示范效益的光伏陽光亭3 種投資與效益分配模式（表2）。

表2 三種農(nóng)房改造型光伏陽光亭建設(shè)模式

2.4 搭建全流程智慧管理平臺，推動數(shù)字化生態(tài)治理

光伏項目的運維管理逐步向集中遠(yuǎn)程監(jiān)控的智能化平臺發(fā)展。結(jié)合“互聯(lián)網(wǎng)+”、“大數(shù)據(jù)”、“互聯(lián)網(wǎng)”等高新技術(shù)的應(yīng)用，將從技術(shù)上解決分布式光伏項目分散導(dǎo)致的傳統(tǒng)運維模式耗費人力、效率低、成本高、決策慢等問題。

筆者及研究團(tuán)隊已構(gòu)建屋頂分布式光伏智慧管理平臺（圖10）對農(nóng)房改造型光伏陽光亭進(jìn)行前期開發(fā)、項目審批、資金使用、運維管護(hù)的全周期全流程管理。在前期開發(fā)中，將居民意愿收集、農(nóng)房屋頂光伏建設(shè)適宜性、鄉(xiāng)村電網(wǎng)現(xiàn)狀等一系列數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，并通過盤整、分析、錄入等手段構(gòu)建分布式光伏建設(shè)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫。在項目審批中，搭建相應(yīng)業(yè)務(wù)辦理子平臺，村民可以通過網(wǎng)絡(luò)平臺填寫項目申請相關(guān)信息，并在平臺上生成業(yè)務(wù)受理單，專業(yè)團(tuán)隊通過后臺篩選，確定可操作項目庫，并進(jìn)行實地考察，最終確定是否同意審批。在資金使用上，在平臺上對屋頂光伏不同建設(shè)模式的資金來源及建成經(jīng)濟(jì)效益的分配進(jìn)行方案公示，提升資金使用透明度。在運維管護(hù)上，該平臺將不斷收集屋頂光伏組件的數(shù)據(jù)，并探測陽光亭的環(huán)境變量，對光伏組件的狀況進(jìn)行預(yù)判，同時可視化反饋電站發(fā)電效率、售電效益以及碳減排等環(huán)境效益，推動鄉(xiāng)村屋頂光伏建設(shè)全流程的智慧決策及高效管理。

圖10 屋頂分布式光伏智慧管理平臺（采自茂名高州市智慧鄉(xiāng)村管理平臺）

2.5 利用分布式光伏建設(shè)促進(jìn)鄉(xiāng)村生產(chǎn)生活空間電氣化和資源復(fù)合利用的迭代升級

分布式光伏項目的開發(fā)主要受限于土地性質(zhì)、空間使用權(quán)屬、電網(wǎng)的接入與地方消納條件等因素，必須充分尊重不同地域的資源條件，合理利用各類有效空間資源。在多元建設(shè)形式上，除了農(nóng)房屋頂光伏以外，工商業(yè)屋頂、道路系統(tǒng)、充電樁、公共設(shè)施（如公廁、垃圾站等）、景觀小品等傳統(tǒng)鄉(xiāng)村建設(shè)均可以植入光伏系統(tǒng)（圖11、12）。另外，光伏發(fā)電與傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)相結(jié)合的模式也日益得到重視，廣泛應(yīng)用到了農(nóng)、林、牧、漁業(yè)生產(chǎn)空間，實現(xiàn)農(nóng)光互補、漁光互補、林光互補、農(nóng)業(yè)大棚光伏等，并與養(yǎng)殖、灌溉、農(nóng)用機(jī)械動力等技術(shù)融合，推動農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展。

在能源系統(tǒng)構(gòu)建上，鄉(xiāng)村存在農(nóng)網(wǎng)載流較小、送出能力有限與用電負(fù)荷分散等問題，應(yīng)綜合考慮農(nóng)網(wǎng)的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)和地方消納水平，合理布局電站的建設(shè)規(guī)模與接入，結(jié)合儲能新模式統(tǒng)籌鄉(xiāng)村能源系統(tǒng)建設(shè)。筆者與研究團(tuán)隊正在進(jìn)行鄉(xiāng)村新能源系統(tǒng)“源網(wǎng)荷儲一體化”與多能互補技術(shù)體系研究，探究“區(qū)域式-社區(qū)式-離網(wǎng)式”多級別的“光儲充一體化”能源系統(tǒng)運行技術(shù)，并總結(jié)鄉(xiāng)村分布式光伏項目開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)體系與政策制度建議。加大的綠電使用比例，一來可減少電費支出，二來有助于擴(kuò)大室內(nèi)外家電設(shè)施以及智能家居系統(tǒng)等提升居住環(huán)境的設(shè)備的投入力度，塑造低碳化的宜居空間。

3 對“碳中和新鄉(xiāng)村”的延展思考

分布式光伏的規(guī)?；ㄔO(shè)將促進(jìn)鄉(xiāng)村的能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型，而在“碳中和一新鄉(xiāng)村”的視角下，鄉(xiāng)村的資源價值得以重新認(rèn)知，其發(fā)展機(jī)遇不僅是新能源的開發(fā)，還應(yīng)該從空間、經(jīng)濟(jì)、社會維度上展開全方位的思考。在新的時代背景下，“碳中和”-“新鄉(xiāng)村”并不是兩個獨立的概念，完全可以實現(xiàn)兩大戰(zhàn)略的高度耦合。本文對此進(jìn)一步提出鄉(xiāng)村發(fā)展新模式的構(gòu)思——“碳中和新鄉(xiāng)村”。其實現(xiàn)的關(guān)鍵路徑體現(xiàn)在空間、經(jīng)濟(jì)、社會三個維度。

3.1 空間維度：構(gòu)建綠色發(fā)展的鄉(xiāng)村地域綜合體，塑造鄉(xiāng)村低碳“三生新空間”

以鄉(xiāng)村規(guī)劃和設(shè)計為引領(lǐng)的“新鄉(xiāng)建”，是塑造低碳化鄉(xiāng)村“三生空間”的關(guān)鍵。國土空間規(guī)劃強調(diào)城鄉(xiāng)融合背景下對城鄉(xiāng)資源要素的統(tǒng)籌高效利用，“碳中和”的戰(zhàn)略目標(biāo)事實上對鄉(xiāng)村的低碳甚至負(fù)碳化發(fā)展提出了更高的要求，三線劃定以及對鄉(xiāng)村的空間布局、產(chǎn)業(yè)謀劃、能源結(jié)構(gòu)體系、生態(tài)保育及提升，都應(yīng)該強調(diào)鄉(xiāng)村在城鄉(xiāng)碳值互換過程中所能做出的貢獻(xiàn)。同時，更加精細(xì)的鄉(xiāng)村空間、建筑和設(shè)施的綠色低碳設(shè)計，也是實現(xiàn)鄉(xiāng)村負(fù)碳貢獻(xiàn)的關(guān)鍵?！疤贾泻汀钡膶崿F(xiàn)不能建立在對經(jīng)濟(jì)發(fā)展形成阻礙的基礎(chǔ)上，鄉(xiāng)村振興的目的是要實現(xiàn)“城鄉(xiāng)等值融合發(fā)展”，而未來城鄉(xiāng)的判斷標(biāo)準(zhǔn)更多在于“地景狀態(tài)的差異”[11]，這也表明城市和鄉(xiāng)村對于“碳中和”目標(biāo)實現(xiàn)的貢獻(xiàn)方式是不同的，“碳中和新鄉(xiāng)村”必然會對鄉(xiāng)村規(guī)劃和設(shè)計提出新的要求。

3.2 經(jīng)濟(jì)維度：推動生態(tài)資源資產(chǎn)化，創(chuàng)建鄉(xiāng)村綠色產(chǎn)業(yè)和綠色金融新模式

順應(yīng)鄉(xiāng)村生產(chǎn)生活低碳發(fā)展和產(chǎn)業(yè)體系的調(diào)整、優(yōu)化和升級，經(jīng)濟(jì)模式的低碳化適應(yīng)創(chuàng)新尤為重要。一方面可以將現(xiàn)行技術(shù)與傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)發(fā)展相結(jié)合，另一方面可以加強鄉(xiāng)村綠色產(chǎn)業(yè)品牌建設(shè)。同時，從鄉(xiāng)村經(jīng)濟(jì)的低碳可持續(xù)發(fā)展全局出發(fā)，建立健全鄉(xiāng)村綠色碳金融體系。鄉(xiāng)村碳金融體系主要包括鄉(xiāng)村低碳項目開發(fā)投融資和鄉(xiāng)村碳交易服務(wù)[12]。鄉(xiāng)村低碳項目開發(fā)投融資可以包括綠色農(nóng)房、清潔能源、綠色農(nóng)業(yè)、綠色交通等領(lǐng)域提供金融服務(wù)。鄉(xiāng)村碳交易服務(wù)可以包括林草業(yè)碳匯交易、清潔能源碳交易和低碳農(nóng)業(yè)碳交易等。同時，因鄉(xiāng)村資源產(chǎn)權(quán)較為分散，缺乏將碳減排量向市場售賣的機(jī)制體制，因此應(yīng)建立利益聯(lián)結(jié)的“企業(yè)－碳交易機(jī)構(gòu)－農(nóng)村專業(yè)合作組織－農(nóng)戶”碳交易機(jī)制，拓寬鄉(xiāng)村低碳發(fā)展途徑[13]。

在這個維度上，鄉(xiāng)村碳匯交易及“碳中和新農(nóng)業(yè)”是關(guān)鍵。碳匯交易讓“青山綠水變成金山銀山”有了更為廣闊而深遠(yuǎn)的意義。而通過調(diào)整農(nóng)業(yè)種植方式、如生物科技、數(shù)字科技、育種科技能力和管理水平，減少農(nóng)業(yè)發(fā)展全鏈條生產(chǎn)過程的碳排放量同時提升農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量及產(chǎn)值，實現(xiàn)“碳中和新農(nóng)業(yè)”，則更進(jìn)一步強化了鄉(xiāng)村地區(qū)在實現(xiàn)碳中和戰(zhàn)略目標(biāo)上的意義和價值。

圖12 茂名市蓮塘湖村濕地公園的光伏景觀設(shè)計

圖13 韶關(guān)市長市村人才驛站的光伏建筑一體化設(shè)計

3.3 社會維度：圍繞生產(chǎn)生活方式低碳化，建立鄉(xiāng)村智慧化、法制化、現(xiàn)代化的生態(tài)治理新機(jī)制

在碳中和目標(biāo)的愿景下，鄉(xiāng)村治理對于鄉(xiāng)村能源結(jié)構(gòu)升級、農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)性減排、環(huán)保治污等生態(tài)發(fā)展方面的制度構(gòu)建應(yīng)該結(jié)合村民生計以及現(xiàn)有技術(shù)水平，出臺因地制宜、科學(xué)合理的管理策略[14]，顧及村民、企業(yè)、政府等多方主體的實際需求完善相關(guān)政策、法規(guī)，優(yōu)化鄉(xiāng)村多元主體共建共治制度。鄉(xiāng)村碳排放監(jiān)管治理應(yīng)進(jìn)一步運用數(shù)字化與智能化的技術(shù)手段輔助決策與執(zhí)行，實現(xiàn)鄉(xiāng)村治理體系與治理能力的現(xiàn)代化。

同時還需搭建政、企、村、專業(yè)團(tuán)隊多方聯(lián)動的全新運營平臺、以適應(yīng)鄉(xiāng)村發(fā)展市場化和持續(xù)發(fā)展的需求。而“碳中和新鄉(xiāng)村”的建設(shè)體系對村干部與村民的整體素質(zhì)提出了更高要求。鄉(xiāng)村建設(shè)需要“就地取才”、“多方聚才”、“實踐育才”、“重用賢才”，打破實現(xiàn)鄉(xiāng)村振興的人才瓶頸[15]。搭建鄉(xiāng)村人才培育平臺，開展“碳中和新鄉(xiāng)村”相關(guān)培訓(xùn)、講座，培育鄉(xiāng)村現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)帶頭人，并為各級管理干部、村民、專業(yè)技術(shù)人員以及企業(yè)人員提供多領(lǐng)域?qū)ｎ}培訓(xùn)，培養(yǎng)一批擁有新技能、適應(yīng)“碳中和新鄉(xiāng)村”的基層管理人才、職業(yè)技術(shù)服務(wù)者與從業(yè)者。同時注重村鎮(zhèn)各級干部及村民生態(tài)意識培養(yǎng)提升，提高村鎮(zhèn)低碳化發(fā)展的意識水平，形成村鎮(zhèn)可持續(xù)的消費理念，同樣至關(guān)重要。

結(jié)語

本文聚焦鄉(xiāng)村的減碳潛力，以分布式光伏作為重點切入，踏出“碳中和-新鄉(xiāng)村”研究與實踐的第一步。新能源開發(fā)將有效推動鄉(xiāng)村存量空間資源轉(zhuǎn)換成優(yōu)質(zhì)長效的生態(tài)資產(chǎn)，持續(xù)為村民帶來收益，為鄉(xiāng)村提供清潔能源，推動鄉(xiāng)村電氣化發(fā)展。鄉(xiāng)村風(fēng)貌管控與改造促成了光伏建筑一體化理念在存量農(nóng)房的應(yīng)用，而分布式光伏的大規(guī)模建設(shè)趨勢突出了鄉(xiāng)村空間資源的潛在開發(fā)價值，引發(fā)新能源在鄉(xiāng)村的開發(fā)建設(shè)與商業(yè)運營的模式構(gòu)建，以及鄉(xiāng)村新能源開發(fā)相關(guān)的政策制定策略等一系列研究需求?！疤贾泻托锣l(xiāng)村”是高度整合鄉(xiāng)村振興與“碳達(dá)峰、碳中和”兩大國家戰(zhàn)略的新型鄉(xiāng)村發(fā)展理念，涵蓋了能源、科技、碳金融等多個領(lǐng)域，展示了鄉(xiāng)村未來廣闊的發(fā)展前景，仍需要加強空間、經(jīng)濟(jì)、社會多維度及多方主體參與的持續(xù)研究與實踐。

圖、表來源

圖2：作者繪制，數(shù)據(jù)來源：北極星電力網(wǎng)。其余圖、表均為作者繪制和拍攝。