农村新能源系统：分布式革命第一步
农村新能源系统：分布式革命第一步
目前，我国农村（指以农林畜牧业为主要经济活动的村落）建筑用能总量为3.1亿吨标煤，约占我国建筑运行用能总量的1/3。其中，燃煤、燃气和电力等商品能源占农村用能总量的70%。尽管农村户均商品能消耗量低于城市居民，但目前农村户均用能总量却已经高于城市居民，并且生物质能比例逐年减少，煤、电和燃气户均用量不断提高。
为改善农民生活水平，消除散烧燃煤造成的大气污染，我国自2016年开始推动“清洁取暖”行动，在华北和周边“2+26”城市的农村地区开展大规模取消散煤的清洁取暖工程，通过改变能源种类和推广多种采暖方式，有效提高了冬季农民室内取暖水平，大幅减少了污染物排放，改善了室内外的空气质量。
清洁取暖仅是农村能源革命的开始，全国农村都面临用能结构和用能方式的变革。目前，电力部门在积极进行农网扩容，燃气部门在积极铺设燃气管道。农村的能源革命未来将走向何方？我们是否应按照城市标准建设农村的能源系统？
生物质材料将成主要燃料来源
在各类可再生能源中，生物质能是目前唯一的零碳燃料。据不完全统计，不包括城市垃圾中的生物质材料，我国目前尚未利用的生物质材料包括2.8亿吨农业秸秆、1.9亿吨林业枝条和枯叶、25亿吨牲畜和禽类粪便（湿）。这些生物质材料根据其性质可通过粉碎和压缩加工为成型颗粒燃料，或通过规模化方式生产沼气，再分离出CO2，从而成为95%以上甲烷含量的生物燃气。
采用“一村一厂、来料加工”的方式，可以在经济性可行的条件下实现干生物质材料的成型颗粒化；而以万亩农田为一个服务单元的大型生物质燃气站，还能处理大量湿生物质材料。目前生物质燃气的生产成本已经可以与普通天然气持平。初步测算，我国产自农牧林区的生物质材料加工成固体和气体燃料，可提供相当于7.5亿吨标煤的燃料。
村级小型生物质成型燃料加工厂
传统的秸秆柴灶的热效率不到15%，而现在已开发并批量生产的生物质成型燃料的炊事炉具热效率可超过35%，取暖炉具热效率可超过80%，同样的炊事和采暖效果仅需原来1/3的秸秆。同时，这类新炉具的排放污染物基本满足燃气炉具的排放标准，只是NOx排放略显高。但是，由于这种NOx与燃煤、燃气燃烧所排放的不同，对大气污染贡献很小。通过生物法制备的生物燃气则完全可以和天然气一样利用，压缩后可作为汽车燃料或进入燃气管道。由于各种燃气设备的热效率都可达到90%以上，所以燃气法从生物质材料热值折算到最终的热利用效率也超过40%。生产沼气所产生的沼渣、沼液可以作为优质的有机肥，替代绿肥和秸秆直接还田，从沼气中分离出的CO2则可以再利用或填埋，从而实现CO2的负排放。
与来自矿物的化石燃料不同，生物质材料是为了满足人类各种需求而作为副产品所产出，必须全部消纳。秸秆还田或堆放绿肥的方式消纳，将产生和排放一定量的甲烷及其它温室气体。这些气体的温室气体效应是CO2的20~300倍，其危害远大于直接燃烧。而加工为成型燃料或生物质燃气，则可避免这些非二氧化碳温室气体的排放。因此，生物质材料作为燃料处理，即使不考虑其替代化石燃料的作用，仅从减少温室气体排放角度看，也非常必要。
