【全方位推進(jìn)高質(zhì)量發(fā)展】一個(gè)村莊的“碳中和”探索——芮城縣莊上村以“光儲直柔”技術(shù)打造全國首批零碳村

　　一家家農(nóng)戶屋頂上藍(lán)色的太陽能電池板熠熠發(fā)光，點(diǎn)綴在這座黃河岸邊的小村子里，顯得異常耀眼。

 

　　這個(gè)被稱為“光儲直柔”的發(fā)電系統(tǒng)，點(diǎn)亮了村民的新生活，照亮了鄉(xiāng)村振興的美景。電磁爐、電飯鍋、電暖氣等電器具替代了傳統(tǒng)的燃?xì)庠詈腿济喝∨O(shè)施；縱橫在農(nóng)田里的電動(dòng)噴藥機(jī)、電動(dòng)割草機(jī)等電動(dòng)農(nóng)機(jī)具取代了燃油農(nóng)機(jī)；電動(dòng)三輪車、電動(dòng)摩托車的蓄電池，閑置時(shí)還可以接入“直流微網(wǎng)”充放電，成為調(diào)劑電力供應(yīng)的“能量池”……

 

　　芮城縣陌南鎮(zhèn)莊上村，是農(nóng)業(yè)農(nóng)村部與聯(lián)合國開發(fā)計(jì)劃署“中國零碳村鎮(zhèn)項(xiàng)目”中首批以新能源追夢“零碳”的項(xiàng)目村，通過發(fā)展“光儲直柔”技術(shù)，以全面電氣化的零排放為實(shí)現(xiàn)“碳中和”作貢獻(xiàn)。

 

　　嫁接天際能量的“日光寶盒”

 

　　走進(jìn)村民陳永民家，首先看到掛在房檐下一個(gè)一尺見方的“直來電”盒子。“這個(gè)盒子，我們都叫它‘日光寶盒’。它把太陽光變成了直流電送到了家，我們用電不花錢，多余的電還可以賣錢。”陳永民樂呵呵地說。

 

　　“直來電”設(shè)備實(shí)際上是一個(gè)多端能量路由器，是國臣集團(tuán)研發(fā)的直流配電核心技術(shù)。“光伏發(fā)電產(chǎn)生的是直流電，在輸送進(jìn)入居民小區(qū)時(shí)需要變成交流電，而要供冰箱、電視等家用電器使用時(shí)，需要再將交流電變成直流電。我們研發(fā)的‘直來電’設(shè)備，直流電可直接應(yīng)用。”國臣集團(tuán)董事長陳文波說，“直來電”最大的好處是，不用通過逆變器實(shí)現(xiàn)交流電并網(wǎng)，再從電網(wǎng)回購；不影響電網(wǎng)的穩(wěn)定性，不增加變壓器容量；人體不易觸電，實(shí)現(xiàn)安全用電；不會出現(xiàn)交流電和直流電交替轉(zhuǎn)換中的“跑冒滴漏”，提高了能源的使用率……

 

　　在莊上村，每一戶家中，光伏板、“直來電”、儲能設(shè)備、家電，構(gòu)成了“光儲直柔”新型電力系統(tǒng)。電視機(jī)、電磁爐、電風(fēng)扇、石墨烯取暖器、照明燈具、計(jì)算機(jī)等家用電器，全部采用直流供電。

 

　　“我家煤改電時(shí)裝配的3片石墨烯取暖器，每片500W，共1500W。一開啟，電費(fèi)就噌噌噌往上躥，寧可凍著也舍不得用。去年裝了光伏板后，冬天屋里暖暖和和，還沒有花一分錢電費(fèi)。”陳永民說。

 

　　去年4月份，陳永民家里安裝了4塊光伏板，共2kW的容量，再配上電儲能和能量路由器，投資1萬元。數(shù)據(jù)顯示，到今年8月初，陳永民家共發(fā)電3142度，直接用電1108.4度，通過儲能充放電1067.1度，網(wǎng)上售電966.5度，6年就可以收回投入成本。按照光伏25年的使用周期，以后每年還可獲得一筆穩(wěn)定的收入。

 

　　在莊上村，已安裝的27戶家庭又構(gòu)成一個(gè)“分布式光伏+儲能+直流配電+柔性負(fù)荷”的村級光儲直柔系統(tǒng)。“白天發(fā)電量大，把電儲存到‘儲能電池’隨時(shí)使用。誰家用電量少于發(fā)電量，誰家發(fā)電量少于用電量，直流微網(wǎng)內(nèi)隨意買賣，自動(dòng)結(jié)算。如果出現(xiàn)連陰天氣，可以直接轉(zhuǎn)接供電局的大電網(wǎng)，不會影響群眾生活。”陳文波說，整個(gè)直流微網(wǎng)也能輸出電能，供給電網(wǎng)進(jìn)行出售。

 

　　一個(gè)小小的“日光寶盒”，把“神話”故事完美演繹成真，把天際能量轉(zhuǎn)化成人民群眾追求的美好生活。這就是能源革命帶來的新體驗(yàn)、新生活。

 

　　開啟農(nóng)村能源革命“實(shí)踐路徑”

 

　　“目前村子里納入系統(tǒng)的27戶，去年以來發(fā)電量24531.8度，并網(wǎng)電量9693.3度，實(shí)現(xiàn)收益9199.4度，節(jié)約標(biāo)煤9813公斤，減排二氧化碳24459公斤。”在“光儲直柔”監(jiān)控系統(tǒng)的大屏幕上，電力曲線圖不停地波動(dòng)著。

 

　　這是國臣集團(tuán)研發(fā)的“碳中和駕駛艙”，每家每戶發(fā)電、用電量，節(jié)約標(biāo)煤、減排二氧化碳數(shù)據(jù)都能準(zhǔn)確反映。碳數(shù)據(jù)的可視化，增加了“碳排放”的感知度和對“碳中和”的認(rèn)知度，也為下一步實(shí)現(xiàn)“碳交易”市場化提供了數(shù)據(jù)支撐。

 

　　這個(gè)“碳中和駕駛艙”的領(lǐng)航人，是“光儲直柔”配電系統(tǒng)創(chuàng)始人陳文波。陳文波，芮城莊上村人，國臣集團(tuán)董事長和技術(shù)中心首席專家，致力于低壓直流配電網(wǎng)、高可靠性供電技術(shù)的研究工作20年，擁有相關(guān)專利20余項(xiàng)。

 

　　雖然低壓直流配電技術(shù)在城市電網(wǎng)、市政樓宇和工業(yè)企業(yè)都已成功應(yīng)用，但這么多年他心中一直有一個(gè)夢想，就是建設(shè)一個(gè)以直流配電技術(shù)為支撐的“零碳村鎮(zhèn)”。

 

　　“低壓直流配電是能源革命的重要支撐技術(shù)，而芮城是全國唯一縣級光伏領(lǐng)跑基地，所以從業(yè)務(wù)發(fā)展的角度來看，回家鄉(xiāng)投資直流配電項(xiàng)目確實(shí)是最優(yōu)選項(xiàng)。”陳文波說。

 

　　在運(yùn)城市“運(yùn)才興運(yùn)”專項(xiàng)行動(dòng)中，芮城縣委書記張建軍“六下南京”與陳文波對接，將這個(gè)新能源推進(jìn)碳中和的技術(shù)轉(zhuǎn)化項(xiàng)目落戶到芮城，成立了山西國臣公司。

 

　　從2019年開始，國臣公司在莊上村免費(fèi)安裝27戶，開始了基于低壓直流配電技術(shù)的“光儲直柔”系統(tǒng)試點(diǎn)工作。經(jīng)過兩年的運(yùn)行，以及反復(fù)試驗(yàn)和數(shù)據(jù)對比，該系統(tǒng)體現(xiàn)出了安全、可靠、綠色等特點(diǎn)，老百姓也普遍使用良好。

 

　　“這27戶數(shù)據(jù)證明，每戶裝上10片光伏板，共5kW，就可以自給自足。一戶安裝10kW，全村就產(chǎn)生2兆瓦的電量，就有一半的電力供應(yīng)到國家電網(wǎng)，供應(yīng)到城市和工業(yè)生產(chǎn)中。”陳文波說，農(nóng)村將從供電末梢變成供電初始端，從用電者變成供電者。

 

　　能源革命關(guān)鍵是技術(shù)革命，“光儲直柔”這一新型的分布式“能源微網(wǎng)”突破了技術(shù)壁壘，真正讓“電從屋頂來”，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)和消納的完美融合。

 

　　從實(shí)驗(yàn)到實(shí)施，“莊上模式”開啟了從理論樣板到路徑實(shí)踐的轉(zhuǎn)換。據(jù)悉，從今年10月份開始，“光儲直柔”將在全村進(jìn)行逐步全覆蓋，真正向“零碳村”邁進(jìn)。

 

　　樂享零碳鄉(xiāng)村的幸福時(shí)光

 

　　南瞰黃河，水寬岸美放眼量；北望中條，群山巍巍滿目翠。置身于莊上村山崖之上，環(huán)顧四野，身心舒展，心曠神怡。

 

　　莊上村處于黃河北岸古浢津渡口之上，是一個(gè)擁有悠久歷史的村落。村里至今還保留著古槐樹、古廟宇、古窯洞、古代書院等。去年，山西國臣公司把村民的廢舊窯洞，打造成以古村落為中心的“零碳文旅景區(qū)”。如今，20余孔修葺一新的古窯洞，保留了黃河岸邊的窯洞文化和風(fēng)情風(fēng)味；精心打造的“零碳生活”區(qū)，把廚房和住宿的能源需求都取之于“太陽”。這里，每天都吸引著百余名游客前來觀光休閑體驗(yàn)，也帶動(dòng)了10余名村民在家門口實(shí)現(xiàn)了創(chuàng)業(yè)就業(yè)。

 

　　“零碳村”也賦予以新能源為主的鄉(xiāng)村振興新內(nèi)涵。

 

　　“我們每年能省3000元以上的電費(fèi)和燃油開支。”正在用電力除草機(jī)除草的村民陳九紅給記者算了一筆賬，冬季取暖和平時(shí)用電不用花錢，現(xiàn)在電動(dòng)三輪摩托、電動(dòng)除草機(jī)等電動(dòng)設(shè)備不用花錢加油。家里不再有柴火和煤炭堆積，干干凈凈，舒舒服服。

 

　　一些在外打工的村民開始了新盤算。村干部告訴記者，今年年底，全村要打造出零碳景區(qū)不夜城吸引游客，還會以低電價(jià)吸引企業(yè)入駐，大家都想沾個(gè)光。“產(chǎn)業(yè)興旺生態(tài)宜居的美好生活近在咫尺，想著都激動(dòng)。”村民陳九紅興奮地說。

 

　　實(shí)踐證明，“光儲直柔”將是實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰”、“碳中和”目標(biāo)新的技術(shù)路徑。去年以來，清華大學(xué)教授、中國工程院江億院士碳中和研究團(tuán)隊(duì)，西安交通大學(xué)教授、中國科學(xué)院院士王錫凡團(tuán)隊(duì)，雄安新區(qū)配電專家團(tuán)隊(duì)，以及國家電網(wǎng)公司、全國各省市電網(wǎng)公司和相關(guān)新能源企業(yè)100余家，先后到莊上村體驗(yàn)“光儲直柔”這一新型電力系統(tǒng)，并給予很高的評價(jià)。

 

　　“‘光儲直柔’能有效解決村民取暖問題，會極大減少政府清潔取暖的財(cái)政補(bǔ)貼。”前來參觀學(xué)習(xí)的政府官員也贊嘆道。

 

　　見遠(yuǎn)，行更遠(yuǎn)。“從今年開始，芮城縣農(nóng)村將全面復(fù)制‘莊上模式’，按照測算，全縣五年之內(nèi)將會實(shí)現(xiàn)碳峰值，2035年將實(shí)現(xiàn)碳中和，有可能成為全國第一個(gè)‘碳中和’縣份。”陳文波說，“實(shí)現(xiàn)‘碳中和’，將為芮城帶來重大的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整機(jī)遇，新能源相關(guān)產(chǎn)業(yè)也將成為縣域經(jīng)濟(jì)的發(fā)展方向。”