鐳射：靠這項技術，可以讓光伏扶貧告別“棄光限電”

【文/ 觀察者網專欄作者 鐳射】

在全國兩會上，扶貧再次成為焦點之一。其實，平時在媒體上，就有不少關於扶貧的報道，只是普通人關注不多。比如，在筆者重點關注的新能源領域，新年伊始，扶貧攻堅就傳來好消息。

據福建建寧縣電視台2019年2月19日報道，2月18日，當地黃坊鄉舉行光伏發電扶貧項目2018年度分紅款發放儀式，為各村貸款入股的37户貧困户送上了11.1萬元分紅款。這些貧困户基本大都缺乏勞動力和勞動技能，沒有穩定的收入來源。每年3000元的固定分紅，可以為他們減輕許多生活壓力。

所謂光伏扶貧，是光伏推廣應用、產業扶貧和精準扶貧三者相結合，實現“輸血式扶貧”向“造血式扶貧”轉變的產物，其具體內容是：政府幫助農村貧困户和貧困村，利用住房屋頂或空閒荒地建設光伏電站，“自發自用、多餘上網”，通過賣電給國家電網，從而獲得穩定的收入。

可以説，光伏扶貧是中國經過幾十年的工業化建設所建立起的現代工業體系反哺農村的典範。這種扶貧模式於2013年由安徽首創，2016年3月23日，國家發展改革委、國務院扶貧辦公室、國家能源局、國家開發銀行、中國農業發展銀行以發改能源〔2016〕621號印發《關於實施光伏發電扶貧工作的意見》，正式決定在全國具備光伏建設條件的貧困地區實施光伏扶貧工程。

2018年9月8日，國務院扶貧辦開發指導司副司長楊瑞華在北京舉行的“2018中國能源產業扶貧高峯論壇”上明確表示，光伏扶貧在穩定帶動貧困羣眾增收脱貧、有效保護生態環境、積極推動能源領域供給側結構性改革等方面形成了“一舉多得”的效果，已成為產業扶貧的重要抓手，打贏脱貧攻堅戰的重要舉措。

金寨縣油坊店鄉朱堂村集體經濟組織光伏發電站。目前光伏扶貧的主要形式就是村級電站和幾個村聯合建設的聯村光伏電站。前者裝機容量多在50到60Kw，後者多為500到6000kW。圖片來源：作者收集，下同

隨着光伏扶貧在全國範圍的推廣，一些問題也開始出現。除去政策、成本、產品質量等方面的問題，有一個技術性問題值得引起重視，這就是光伏發電行業所普遍存在的“棄光限電”現象。

所謂“棄光”，意思是放棄光伏所發電力；“限電”，意思是限制電力的輸出。這兩個現象的產生，是因為光伏系統所發電力功率受環境的影響而處於不斷變化之中，不是穩定的電源，電網經營單位出於電網安全的考慮，限制光伏電站所發電力，甚至拒絕光伏系統的電網接入。

國家能源局的統計數據顯示：2015年上半年全國累計光伏發電量190億千瓦時，“棄光”電量卻達到18億千瓦時。由此產生了嚴重的資源浪費。考慮到目前光伏扶貧項目的實施一般以村級電站和聯村電站為單位，每個村級電站50-60kW，每個聯村電站幾百kW為主要形式，接入的又是電壓、頻率本身就不穩定的農村弱電網，這個問題必然更加嚴重。

光伏發電產業發展，最大的問題就是如何消納波動的光電。光伏扶貧作為光伏發電產業的一部分，自然也要面對這個問題。據《河北日報》2019年3月4日報道，2018年11月初，國家能源局華北監管局印發的《冀北電網集中式光伏扶貧電站優先調度實施細則（試行）》規定，當新能源消納能力受限時，按照由高到低的優先級順序安排新能源場站發電，其中，所有集中式光伏扶貧電站優先級相同，均設為最高優先級，從而保障光伏扶貧電站優先調度和全額消納。

這個做法實際上是將“棄光限電”從光伏扶貧電站轉嫁給了其它光伏電站，只是損失主體有所改變而已，根本問題並沒有得到解決。而且，這個做法的適用範圍僅限於較大規模的集中式光伏扶貧電站，並不包括佔扶貧光伏電站總數大部分的户用和村級電站，因此其效果有限。

從技術上來説，要想從根本上徹底解決光伏扶貧中的“棄光限電”現象，最有效的辦法，就是用一種輸出可控的電源，與光伏電站互補，從而構建起穩定的輸出，確保太陽能資源利用最大化，供電系統穩定合理運行。那麼，能否找到這樣一種適合在農村建設的電源呢？我認為，有。這就是分佈式生物質發電。

和太陽能一樣，生物質也是一種綠色可再生資源。就我國而言，2010年年產農作物生物質（秸稈）約7億噸，林木廢棄物8到10億噸，且農林生物質資源以平均每年2.33%的比率在增長。按每千克生物質資源摺合16到20千焦，每7000千卡（1千卡=4.187千焦）折1千克標準煤計算，目前我國生物質能總量相當於7到8億噸標準煤，是僅次於煤炭、石油、天然氣的第四大自然資源。

就目前而言，從技術上來説，生物質發電，有兩條技術路線。一條是採用傳統熱電廠模式的集中式生物質發電，目前已經投產的生物質電廠大多屬於這種模式。

但目前來看，採用傳統熱電廠模式的集中式生物質發電作為一個產業，其發展並不理想。這主要是因為，由於生物質能低密度的特點，集中式生物質發電需要收集大量的原料才能滿足需要，一座直燃式生物質發電廠的原料採集範圍大到幾十公里，隨之而來的是運輸規模龐大，甚至出現運輸業大於發電業的現象，由此導致成本居高不下，陷入困境。

另一條生物質發電路線就是我在上面提到的分佈式生物質發電。所謂“分佈式能源”（Distributed Energy Resources），是指分佈在用户端的能源綜合利用系統，它追求終端能源利用效率的最大化，採用需求應對式設計和模塊化組合配置，可以滿足用户多種能源需求，能夠對資源配置進行供需優化整合。分佈式生物質發電，就是基於生物質的分佈式能源。

就目前而言，國內較為成熟的分佈式生物質發電技術有兩種，一種是小型生物質氣化發電，另一種是小微型生物質直燃發電。

所謂生物質氣化發電，指利用生物質氣化爐，將秸稈等生物質原料轉化為低熱值煤氣，再以煤氣作為內燃機或斯特林發動機的燃料，驅動發電機發電。用秸稈轉化而成的低熱值煤氣雖然與煤相比缺乏競爭力，但是和天然氣相比是具有競爭力的。秸稈氣化也可解決小區域集中供氣問題。秸稈氣化應用在我國已實踐多年，技術已比較成熟。

生物質氣化發電工藝流程示意圖

國內某企業研製的生物質氣化爐

國內某企業研製的生物質氣化爐配套發電機組

某公司研製的50Kw氣體燃料斯特林熱電聯供機組

所謂小微型生物質直燃發電，指直接燃燒秸稈等生物質燃料作為斯特林發動機的熱源，由斯特林發動機驅動發電機發電。因為斯特林發動機是一種外燃機，因此它對燃料的要求比較低，也不需要複雜的鍋爐系統，很適合村級小微型電站的需求。

國內某單位設計的1kW生物質直燃斯特林發電機組（來源：https://wenku.baidu.com/view/717b9655ad02de80d4d84033.html）

目前，這兩種分佈式生物質發電技術，國內都已經有了相關產品。特別是前者，已有實際應用案例。利用分佈式生物質能技術建設的村級集體生物質電站，以本村的農林生物質資源為原料，可以省去集中式生物質電廠最頭疼的燃料採購環節，從而節省最大的一塊成本。可以説，基於分佈式生物質能技術的村級集體生物質電站，是村級光伏扶貧電站和聯村光伏扶貧電站的最適合互補電源。

通過建設分佈式生物質發電和光伏互補的升級版電站，農村扶貧電站就可以成為具有穩定輸出的優質電源，從而徹底解決光伏扶貧中的“棄光限電”現象，更加有效的推動農村脱貧工作的深入進行。

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