0引言

伴隨社會(huì )經(jīng)濟的發(fā)展,為加快實(shí)現"碳達峰-碳中和"進(jìn)程,需要大規模發(fā)展可再生能源。通過(guò)對可再生能源結構優(yōu)化和技術(shù)創(chuàng )新,提升能源效率、帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)升級,降低碳排放,開(kāi)發(fā)利用可再生能源已經(jīng)成為我國社會(huì )主義新農村建設的重要組成部分和戰略途徑。

天水市地處甘肅省東南,轄二區五縣,區域面積 1.43萬(wàn)km2,氣候以溫帶季風(fēng)為主,區域內水、光、熱等可再生資源較為豐富。可再生能源利用方式較粗放,資源化利用水平低,絕大部分農戶(hù)用能設備落后、 建筑節能措施不到位,農村可再生能源建設整體推進(jìn)較慢。因此,以天水農村可再生能源為研究對象,通過(guò)調研天水地區農村可再生能源的利用情況,分析發(fā)展和利用過(guò)程中存在的問(wèn)題,并進(jìn)行原因分析和解決措施研究,為該區域可再生能源科學(xué)開(kāi)發(fā),合理利用和環(huán)境保護等方面提供科學(xué)依據和合理化建議。

1調研方式與內容

天水轄區五縣兩區,約113個(gè)鄉鎮,2491個(gè)行政村,調研首先統計轄區各地區的人口統計數據,包括總戶(hù)數、人口分布、年齡結構等,為隨機抽樣提供依據,根據經(jīng)濟發(fā)展速度將農村地區劃分為不同層級(如快速發(fā)展區、中速發(fā)展區、慢速發(fā)展區),然后在每個(gè)層級內進(jìn)行隨機抽樣。在每個(gè)層級內,隨機選擇一定數量的村莊或農戶(hù)作為樣本。借助統計工具生成隨機數, 確保抽樣的隨機性,根據調研目標設計詳細的問(wèn)卷或訪(fǎng)談提綱,從農戶(hù)的基本信息,可再生能源利用現狀, 包括家里正在使用的可再生能源,村子附近可再生能源利用的示范項目;對可再生能源利用的認知,包括可再生能源利用的優(yōu)缺點(diǎn),確保能夠全面收集所需信息, 隨后對收集到的數據進(jìn)行整理分析,探討天水可再生能源的利用情況。

根據實(shí)際調研結果,共統計了432戶(hù),46個(gè)村,其中甘谷縣86戶(hù),調研村莊為厚家坪村、 移家村、令甲村、渭水峪村、蔡家寺村、郭家山村、毛家坪村、大莊鄉;秦安縣121戶(hù),調研村莊為杜硯村、大寺村、秦咀村、龐河村、灣兒村、郭河村、伏灣村、孫陰洼村、金城村、陽(yáng)山村、馬川村、梁山村、赤山村;張家川縣 21戶(hù),調研村莊為莊河村、梁灣村、瓦泉村;武山縣57 戶(hù),調研村莊為下河村、南川村、職工新村、康溝村、李子溝村、柴莊村、坪塬村、鄧灣村、頡門(mén)村、徐黃村、張坪村、北順村、王溝村;清水縣36戶(hù),調研村莊為梨樹(shù)村、 王付村;秦州區53戶(hù),調研村莊為石馬坪村、王家店村、甸子村、唐家窯村;麥積區58戶(hù),調研村莊為吳村、 花牛村、劉村。

2調研情況分析

2.1農村沼氣

沼氣實(shí)質(zhì)上是人畜糞尿、生活污水和植物莖葉等有機物質(zhì)在一定的水分、溫度和厭氧條件下,經(jīng)沼氣微生物的發(fā)酵轉換而成的一種方便、清潔、優(yōu)質(zhì)、高品位氣體燃料,可以直接炊事和照明,也可以供熱、烘干、貯糧。戶(hù)用沼氣池的建設解決了生活用能、積肥、美化環(huán)境、減少環(huán)境污染和便于資源綜合利用。

在統計的調研村莊中發(fā)現,已建設沼氣并投入使用的較少,以秦安縣杜硯村為例,該村500多人,130 多戶(hù)人口,擁有沼氣的人家70多戶(hù),實(shí)際使用的40多戶(hù),沼氣工程建設時(shí)間在10年左右,由政府資助農戶(hù)材料并進(jìn)行技術(shù)指導,農戶(hù)提供人力完成沼氣池的建設,沼氣池在建設的時(shí)候需要規劃如何有效地進(jìn)行土地利用和今后的使用效果及庭院的整體美觀(guān),沼氣池與廚房的距離一般在25m以?xún)葹橐?建池地點(diǎn)盡量建在暖圈、暖棚下面,根據用肥方向確定出料后方向,盡量選擇在背風(fēng)向陽(yáng)、土質(zhì)堅硬、地下水位低,出料方便和周?chē)鷽](méi)有遮陽(yáng)建筑物的地方。該村房屋依山建設在黃土梁上,入戶(hù)道路狹窄約30~60cm的土路,路基一側為房屋,另一側為斜坡,斜坡較陡峭,坡腳近70°,依據沼氣建設的條件及當時(shí)村民勞動(dòng)能力的情況,沼氣安裝率占約50%,在使用過(guò)程中,由于家庭人口的變化,如孩子上學(xué)、成人外出工作、新農村建設、易地扶貧搬遷等使用沼氣的戶(hù)數減少,正在使用沼氣的農戶(hù)認為很方便,沼氣在夏秋季節使用較多,較方便,產(chǎn)氣量大,做飯方便還可以照明,已安裝現未使用的用戶(hù)認為不方便,一方面由于家里孩子上學(xué),成年人外出工作,家里只有老人在,牲畜基本不養,用氣不安全,另一方面,沼氣池要定期維護,每年進(jìn)行大換料1~2次;沼氣灶容易換,要更換,沼氣池的故障需要用戶(hù)判別?？傊?用戶(hù)家里人口多的使用沼氣較多,用戶(hù)家里人口少的使用較少,在新農村建設的新房中,未修建沼氣池。

2.2太陽(yáng)灶

太陽(yáng)灶是一種利用太陽(yáng)能輻射,通過(guò)聚光獲取熱量,確保光線(xiàn)能夠集中反射到鍋底,形成焦面,達到加熱的目的進(jìn)行炊事烹飪食物的裝置。統計調研發(fā)現,投入使用太陽(yáng)灶的用戶(hù)達90%以上,用戶(hù)使用的是集中式太陽(yáng)灶,采用旋轉拋物面反射鏡或菲涅爾透鏡等聚光技術(shù),將陽(yáng)光聚集到一個(gè)小面積,產(chǎn)生高溫和高能量。這種太陽(yáng)灶的聚光效率高,用戶(hù)安裝在院子里。調研區光照時(shí)間較長(cháng),在夏秋季節使用較高,燒水一般10~30分鐘完成,在使用的時(shí)候,需要調節太陽(yáng)灶,讓其聚光。部分不使用太陽(yáng)灶的用戶(hù)認為,太陽(yáng)灶的工作效率高度依賴(lài)陽(yáng)光,在陰雨天氣、晚上或冬季等陽(yáng)光不足的時(shí)候,無(wú)法正常工作。還有部分認為太陽(yáng)灶使用不安全,在詢(xún)問(wèn)具體原因時(shí),回答有村民說(shuō)不安全,然后就不用了。

2.3太陽(yáng)能熱水器

太陽(yáng)能熱水器作為一種綠色、環(huán)保的熱水供應方式,調查區太陽(yáng)能資源豐富,普及和應用較廣,根據統計的數據發(fā)現使用率達80%以上,部分熱水器是和沼氣工程配套建設投入的,部分熱水器是用戶(hù)自行購買(mǎi), 價(jià)格基本在2000元左右,主要用于沐浴,在冬季極寒天氣需要注意太陽(yáng)能熱水器管道防凍。部分未安裝太陽(yáng)能熱水器的用戶(hù)主要是住戶(hù)的房屋是坡屋頂,不適宜安裝。太陽(yáng)能熱水器的工作效率受天氣影響較大, 在陰雨天氣或冬季陽(yáng)光不足時(shí),其加熱效果會(huì )大打折扣。其次安裝維護復雜。太陽(yáng)能熱水器的安裝需要專(zhuān)業(yè)的技術(shù)和設備支持,且其體積較大、結構復雜,一旦出現故障維護起來(lái)比較困難。最后占用空間大。太陽(yáng)能熱水器通常需要安裝在屋頂等開(kāi)闊地帶以獲取足夠的陽(yáng)光照射面積,這可能會(huì )占用一定的空間資源。如何將太陽(yáng)能熱水器品質(zhì)提升,在未來(lái)發(fā)揮更加重要的作用是今后要重點(diǎn)思考的問(wèn)題。

2.4太陽(yáng)能路燈

太陽(yáng)能路燈是一種利用太陽(yáng)能進(jìn)行發(fā)電和照明的環(huán)保節能設備,當晚上光線(xiàn)變弱時(shí),太陽(yáng)能電池板將儲存的電能供應給LED燈頭部分,從而點(diǎn)亮路燈。太陽(yáng)能路燈完全依賴(lài)太陽(yáng)能進(jìn)行發(fā)電和照明,因此在日照資源不豐富的地區或陰雨天氣下其使用效果會(huì )受到一定影響。統計的調研村莊中發(fā)現太陽(yáng)能熱水器使用率達98%以上,天水農村太陽(yáng)能路燈的使用情況呈現出政策推動(dòng)有力、實(shí)際使用效果良好、管理機制健全和資金保障有力的特點(diǎn)。隨著(zhù)技術(shù)的不斷進(jìn)步和政策的持續支持太陽(yáng)能路燈將在天水農村地區發(fā)揮更加重要的作用。

2.5光伏發(fā)電

光伏發(fā)電通過(guò)光伏電池,將太陽(yáng)光直接轉化為電能,并可將電能儲存在電池中,供家庭、企業(yè)等使用。

這是一種清潔、環(huán)保的能源,具有無(wú)污染、無(wú)噪聲、無(wú)運輸成本等優(yōu)點(diǎn)。據資料查閱,目前天水市區縣,如甘谷縣、麥積區、秦州區、秦安縣等一些鄉村示范村,在“十四五”期間規劃了光伏發(fā)電項目建設指標,在調研的村莊中,使用光伏發(fā)電的不多,部分村莊僅在村委會(huì )安裝,光伏發(fā)電需要在閑置空地上建設,部分用戶(hù)的房屋是坡屋頂,部分用戶(hù)的屋頂需要使用,不愿意作為光伏發(fā)電的安裝地點(diǎn),這也是推廣光伏發(fā)電的問(wèn)題。

2.6省材灶和柴薪

根據調研情況分析,使用省柴灶和柴薪的較少,根據現場(chǎng)堆積的柴薪來(lái)看,為多年堆積的存貨,分析原因,一方面是現在使用燃氣或使用電做飯,冬季生爐子會(huì )使用柴薪,但用量不大,另一方面是農村居住人口較少,年輕的村民常年在外地工作,在收種農作物的時(shí)候回家1~2個(gè)月,大部分留村的為年齡較大的、行動(dòng)不方便的居民等。

2.7地熱能

地熱資源的利用顯著(zhù)減少了化石燃料的消耗和溫室氣體的排放,對提高天水市的環(huán)境質(zhì)量和應對氣候變化具有重要意義,根據調研情況分析,天水目前還沒(méi)有開(kāi)展過(guò)全面系統的地熱資源調查評價(jià)工作,僅僅針對部分點(diǎn)進(jìn)行過(guò)專(zhuān)門(mén)調查和勘探。地熱資源主要應用于供暖和生活熱水領(lǐng)域。由于天水市冬季氣溫較低, 民眾對取暖和生活熱水的需求量大,但目前開(kāi)發(fā)利用較少。

淺層地熱能開(kāi)發(fā)利用較晚,目前陸續在建立地下水源熱泵系統,制冷面積達167.54×104m 2。按照已有的淺部地熱能調查評價(jià)的結果,全市淺部地熱能資源冬季采暖期可開(kāi)發(fā)利用量為16.51×1010kJ/km 2,全市城鎮規劃區地溫能可開(kāi)發(fā)利用總量為346.05×101 2kJ,可供暖積面積約3000萬(wàn)m2。開(kāi)發(fā)利用溫泉具有悠久的歷史。天水市已發(fā)現的地熱溫泉有武山溫泉、中灘溫泉、清水湯峪溫泉、秦安于夫子溫泉、麥積街子溫泉。其中開(kāi)發(fā)利用初具規模的有清水溫泉、武山溫泉和麥積溫泉。但這3處的開(kāi)發(fā)利用基本用于洗浴+度假模式,開(kāi)發(fā)利用層次較低,實(shí)際開(kāi)采量也不大,約有95×104m 3/a。按照熱儲法計算評價(jià),全市已探明的中深層地熱資源可開(kāi)發(fā)利用量為174.61×106kJ/a。

當前在地熱開(kāi)發(fā)利用過(guò)程中,還存在著(zhù)一定的問(wèn)題。例如地熱資源勘查不全面,資源儲量不準;過(guò)多利用地熱水,而不是以利用熱能為主;天水市缺乏對地熱資源的統一開(kāi)發(fā)利用規劃;由于地熱資源深部開(kāi)發(fā)風(fēng)險高,導致我市目前地熱資源開(kāi)采深度淺,利用程度也較低;我市管理制度不健全、有些領(lǐng)域存在多頭管理等問(wèn)題。這些問(wèn)題都在一定程度上影響和制約著(zhù)地熱開(kāi)發(fā)利用的快速發(fā)展。

掌握地熱資源的分布和儲量等問(wèn)題,是開(kāi)展地熱產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎;制定適宜的地熱產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策,是促進(jìn)地熱產(chǎn)業(yè)發(fā)展的動(dòng)力。然而,天水市地熱資源勘查工作起步較晚。地熱資源開(kāi)發(fā)利用的成本和風(fēng)險較高,因此,要降低投資風(fēng)險,就需要人力開(kāi)展地熱資源的勘查評價(jià)工作。地熱資源勘查評價(jià)是一項需要多方面、多要素投入的復雜工程,評價(jià)難度大、周期長(cháng)、困難多。因此,勘查工作的開(kāi)展應當緊密結合開(kāi)發(fā)利用的實(shí)際情況,分清輕重緩急。勘查工作的開(kāi)展必須遵循統一規劃、因地制宜的總體原則,在過(guò)程中突出重點(diǎn)、 運用科技。所以,應該先通過(guò)一兩個(gè)項目的實(shí)施基本查明全市各城鎮建成區和規劃區的淺部地熱能類(lèi)型及分布特征。

綜上,天水地熱開(kāi)發(fā)存在地熱能資源的形成與分布特征認識不足,資源不明等問(wèn)題。擁有地熱資源的地方使用率較低,僅由于日常的沐浴等。為此提出以下利用建議:開(kāi)展天水市秦州區和麥積區城區中深層地熱資源可行性階段勘查,開(kāi)展秦安縣于夫子溝地熱資源可行性階段勘查,開(kāi)展清水縣湯峪河、麥積區街子溫泉、武山溫泉和中灘溫泉的開(kāi)采階段勘查。

(1)清水以"清泉四注"而得名,地熱資源清楚,開(kāi)發(fā)利用條件好;地熱資源開(kāi)發(fā)已有一定規模;后續應以建設旅游休閑園、集中供熱制冷區、工業(yè)綜合利用區和地熱科技館為主。

(2)武山溫泉地下熱水水溫達56.2℃,熱水中富含鋰、鍶、氟、偏硅酸、氡等多種微量元素或組分,地下熱水資源儲量充足,現狀開(kāi)采總量?jì)H占資源儲量的16.9%,具較大的增加開(kāi)采潛力,以醫療保健功能為主的溫泉療養院的建設已頗具規模,近期內當地政府還可以引導農民利用熱水進(jìn)行溫室大棚熱帶魚(yú)養殖、蔬菜花卉、食用菌培植和水果種植以及良種培育等,定能取得好的經(jīng)濟效益和社會(huì )效益。建議建立地熱農業(yè)的產(chǎn)業(yè)分別是科技觀(guān)光示范型溫室,生產(chǎn)型生態(tài)溫室,露天有機蔬菜種植區和農業(yè)體驗莊園。

(3)中灘地熱資源屬中型低溫地熱田,熱水中富含多種微量元素達到天然飲用礦泉水標準,并且具有醫療價(jià)值。中灘地熱田每天從第二儲熱層可以獲得平均溫度65℃的溫熱水資源量12100m3,對比我國已開(kāi)發(fā)利用的7個(gè)低溫地熱發(fā)電站,此地熱資源完全可以用于發(fā)電。

(4)麥積街子溫泉房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)可以按特色景區型—康體基地型—休閑樂(lè )園型為綜合型。

3對策建議

3.1政策激勵與資金支持

通過(guò)減稅、給予補貼、提供低息貸款等方式,激勵企業(yè)和個(gè)人投資農村可再生能源項目,降低其初始投資成本和經(jīng)濟風(fēng)險;采用專(zhuān)項基金與補貼,增加農戶(hù)和企業(yè)的積極性;根據不同地區的資源稟賦、經(jīng)濟條件和能源需求,制定差異化的補貼政策,確保政策的有效性和針對性。

3.2技術(shù)創(chuàng )新與示范引領(lǐng)

加強科研力量。加大對可再生能源科研機構的支持力度,鼓勵科學(xué)家們在相關(guān)領(lǐng)域進(jìn)行深入研究,促進(jìn)可再生能源技術(shù)的創(chuàng )新與發(fā)展。

建立示范項目。選取一些典型的農村地區,建設可再生能源示范項目,如太陽(yáng)能光伏電站、生物質(zhì)能發(fā)電站等,通過(guò)示范效應帶動(dòng)周邊地區的發(fā)展。

推動(dòng)產(chǎn)學(xué)研結合。鼓勵企業(yè)、高校和科研機構之間的合作,促進(jìn)科研成果的應用和轉化,加速可再生能源技術(shù)的商業(yè)化進(jìn)程。

3.3基礎設施建設與升級

完善農村電網(wǎng)。加強農村電網(wǎng)建設,提升電網(wǎng)的互聯(lián)互供能力和智能化水平,確保可再生能源發(fā)電能夠順利接入電網(wǎng)并得到有效利用。

建設配套設施。為可再生能源項目建設必要的配套設施,以支持可再生能源在交通領(lǐng)域的應用。

3.4宣傳教育與公眾參與

開(kāi)展宣傳教育活動(dòng)。利用各種媒體進(jìn)行宣傳提高農村居民對可再生能源的認知和了解,增強其使用可再生能源的意愿和能力。

推廣成功案例。通過(guò)宣傳可再生能源在農村地區的成功應用案例,展示其經(jīng)濟、社會(huì )和環(huán)境效益,激發(fā)更多人的參與熱情。

加強公眾參與。鼓勵農村居民積極參與可再生能源項目的建設和運營(yíng),如通過(guò)集體土地入股、勞動(dòng)力參與等方式,共享可再生能源發(fā)展帶來(lái)的紅利。

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