【中国能源杂志社】电气化之路应与绿色低碳携手并进——基于普洱农村能源发展的视角

摘要：终端能源电气化、电力生产低碳化是绿色发展的科学路径。“十四五”期间，我国进入了电气化飞速发展的阶段，为电力结构转型带来挑战。本文以小见大，基于对云南茶城普洱农村能源的两次调研发现：以炒茶烤烟为代表的农产品加工能源消费电气化非常普遍，不可避免地带来了电力消费的快速增长；同时，该地区涌现的“茶光互补”“咖光互补”不仅为农业可持续发展提供了新抓手，而且为“农村能源电气化、电力生产低碳化”的携手并进提供了可能性。这些“农光互补”项目为农户带来额外收益的同时，对茶叶咖啡的产量和品质影响以正向为主（但仍需长期观察），对光伏项目业主的成本影响也可控。管中窥豹，“十五五”期间，我国电气化发展速度应与电力脱碳进程保持同步，为实现“2030年前碳达峰”提供条件。

关键词：农村能源；电气化；普洱

“终端能源电气化、电力生产低碳化”，是全球能源系统绿色低碳发展和能源转型的科学共识和基本路径。电力生产低碳、脱碳速度不低于终端能源电气化速度是理想状态，而在现实情况下，后者快于前者在发展中国家并不罕见，这可能为整体低碳发展带来挑战。2025年12月15日召开的2026年全国能源工作会议指出：2025年我国全社会用电量预计超过10万亿千瓦时，大约是2015年的两倍，高于欧盟、俄罗斯、印度、日本2024年全社会用电量之和。以此估算，2025年我国电气化率接近30%，比2020年增长了近五个百分点，速度和规模在全球均首屈一指。更值得关注的是，我国年用电量从5万亿千瓦时到10万亿千瓦时，仅用了十余年时间，在全球绝无仅有。从2025年单年来看，新能源车、风电设备制造领域用电量增速分别超过20%和30%，数字经济等相关服务业用电量同比增长超过30%，充换电产业用电量增速更接近50%。

用电量迅猛发展一方面让我们为我国电力行业的突飞猛进欣喜，另一方面可能引发担忧：在电力消费依然快速上涨的时候，结构调整的步伐是否跟得上？面对这样一个重要又庞大的话题，研究团队通过2023年～2025年连续对云南普洱农村能源发展进行的调研，获得地方经验，希望以小见大，对全国能源电力转型有所启示。

一、农村能源：具有中国特色的能源领域

“农村能源”是个有点“过气”的名词。翻看《能源词典》(第二版，中国石化出版社2005年出版)，它的定义是：农村能源即农业生产、农村生活和乡村企业所需能源的供应和消费。由此可见“农村能源”的覆盖面广，与我国以商品能源为主的能源统计体系存在多方面的交叉：农业生产能源消费显然落入“农林牧副渔”(第一产业)范畴，农村生活属于“居民生活”，乡村企业能耗可能包含在制造业中(第二产业)，也可能与农村生活能耗部分重叠。从管理职能看，农村能源工作主要由农业农村部负责统筹，各级农村能源工作站负责基层工作和信息收集、上报。这个分类模式与我国城乡二元结构一脉相承。

由于地处农村，农林废弃物(以秸秆和薪柴为主的生物质能源)曾经是最便捷的燃料来源。公开文献资料表明，2005年我国农村居民生活中的农林废弃物直燃量接近3亿吨标准煤，是化石能源消费量(不包括电力)的1.44倍(见图1)，此外农业生产中也有相当数量的薪柴燃烧。随着城市化进程的发展，农村人口减少，农村生活能源消费量开始下降，同时在新农村建设目标任务的推动下，农村能源商品化、电气化进程也在加快，到2014年农林废弃物质直燃量已经降低到了2亿吨标准煤左右，基本与化石能源消费量持平；2018年农林废弃物直燃量更快速跌落到1亿吨标准煤，仅相当于当年化石燃料消费量的三分之二不到。同时从图1也可以看到，尽管农村生活能源消费总量下降，但电力消费持续增长，2018年约为2005年的1.47倍。农业生产耗能也存在类似现象：总量同样在下降，生物质能占比从2005年的8.85%下降到2018年的2%，而电力比重上升到20%。

在农村生物质能演进的过程中，叠加禁伐天然林、空气污染防治等保护政策的严格实施，“伐薪烧柴”不再具有经济性，薪柴直燃量的下降速度比秸秆更快，以至于2018年以来农村能源统计报表制度也发生了根本变化，取消了对包括薪柴直接燃用量在内的若干指标的统计，集中资源对沼气、秸秆综合利用和太阳能利用等现代能源技术开展工作。

近年来农村电气化进程加快。从《中国能源平衡表》中数据分析，2023年，第一产业和农村居民生活终端能源消费量中电力消费的占比分别为33.7%和52.3%，而在2018年，相应的比例分别仅为23.2%和33.2%，五年间电气化率分别提升了10.5个百分点和19.1个百分点，电气化进程远高于全国平均水平。

在总体能源转型的背景下，农村能源消费的结构变化与能源/电力低碳发展之间的匹配问题引发关注，同时也特别引发能源转型与农业农村可持续发展之间，如何更好地保持协同的思考。

二、农村能源电气化是大势所趋

为了更直观地了解农村能源结构性的变化进程，2023年11月课题组来到普洱，在普洱思茅区农业局、普洱农业环保和农村能源工作站同仁的带领下进行了专项调研，走访了龙生普洱茶业公司(普洱思茅市区)、侨行茶业公司(思茅区南屏镇)和祖祥高山茶业公司(思茅区大董镇)。

调研的最大发现/体会是在这个制茶重镇的相关工艺过程中呈现的普遍电气化。除了已经明确意识到的因素(如上文所述)，最重要的驱动力是产品标准化的要求——在生产环节中利用电子控温技术要比手工控温精准得多。特别是在烘青/炒干过程中，电力基本是唯一的能量来源。当地专家还介绍，烤烟行业的电气化水平还要更高一些。

如果说还需要有一点点生物质能源介入，那就是在手工茶的“杀青”环节(在烘青之前)，但那也多依靠能量密度更高的生物质颗粒，而不是传统薪柴。生物质颗粒由80%的林业原料和20%的秸秆压制而成，木质素含量高，密度可达0.8吨/立方米～1.4吨/立方米，热值多超过4000大卡/千克，燃烧性能明显改善，火力持久，炉膛温度高，而且便于运输和贮存。普洱地区的生物质颗粒消费总量大约在5万吨左右，除少量用于炒茶外，大多数用于小型锅炉；就全国范围而言，2024年生物质颗粒的产量达到2200万吨，10年增长了175%。

虽然都是走电气化之路，不同规模茶业公司的设备也有明显的差别。自动化程度更高(例如侨行茶业)的企业采用大型全自动温控设施，数字屏幕直观显示操作温度，小型企业(如龙生茶业)的电动机械就显得简单陈旧一些，但保留一些精工细作的手工茶。祖祥高山茶业另辟蹊径，除生产高度自动化外，茶业种植园区严格按照有机茶种植标准进行管理——在现场我们看到不少在茶株下觅食捕虫的鸡群以及树立在田间的杀虫灯和粘虫板，尽可能降低杀虫剂的使用——成本虽然不低，但产品先后获得欧盟和日本的绿色认证，出口价格最高可达500美元/千克，绿色溢价收益不薄。

与电气化快速发展相伴的是电力消费的攀升。从表1可以看出，2015年到2024年的10年之间，普洱年均电力增长速度达到4.2%。作为一个以农产品加工业为经济支柱的地区，人口稳定、气候温和，这种增长速度不能说慢。在能源转型年代，如果普洱的新增电力需求都能由“绿电”来支撑，不仅可为农产品增添“零碳”光环和价值，更将为我国的“双碳”事业带来非常积极的示范效应。2025年7月再赴普洱，聚焦“农光互补”的调研让课题组成员看到了这个契机。

三、“农光互补”为农业用电绿色化带来契机

      （一）普洱“农光互补”项目建设基本流程

“光伏+X”不是新鲜事务，在大西北的戈壁滩上看到过“光伏治沙”“光伏羊”，重点是光伏，一望无际的光伏板在阳光下闪闪发亮，治沙、养羊是捎带手的事情，没有也不影响这种大型集中式光伏发电站的辉煌。但普洱的“农光互补”追求的是“双赢”，不能因能源放弃农业，如果难以平衡，农业的权重原则上大于光伏发电，这也是一个农业地区的应有底线。

这次行程共调研了三个“茶光互补”项目、一个“咖光互补”项目，分别是“勐海县八角亭光伏茶园”(位于西双版纳与普洱交界处)、“南屏西光伏茶园”和“普洱学院朴逸光伏茶园”，以及“那丙田光伏咖啡庄园”。

以央企/国企为主的光伏开发商与当地农业部门的合作程序大体一样：开发商在当地注册下属公司，提供资金和技术，当地政府牵头农户进行土地流转，将适宜的农地、林地转换为园地。能够流转出来的土地一般都种植“台地茶”，相比古茶树、老茶树，经济价值较低。开发商、政府和农户签署三方合同，开发商以每亩400元/年的价格承租，租用期26年，地租一次性给付，另有青苗款平均4000元/户。在项目运行期，农户一如既往地种植茶业和咖啡，收益归己，同时在村集体的帮助下寻找更多的机会发展板下经济；三分之二的光伏发电量以固定电价（0.3358元/千瓦时）向电网销售，其余三分之一进入市场交易渠道，电价有所波动。此外，开发商也集中收购和研发“光伏茶”“光伏咖啡”，开创多种经营渠道。

以南屏西光伏电站为例：其占地面积1300亩，项目交流侧装机容量60兆瓦，年均发电量1.05亿千瓦时，粗略估算，每亩土地的发电收益超过2万元。同时，业主中电新能源有限公司开发了“顾洱云茶”“顾洱咖啡”，使得每亩土地年总收益达到2.78万元。

（二）农业和光伏如何真正实现互补？

在调研现场，课题组就以下三个问题进行了重点讨论。

1.光伏板架在茶园和咖啡园里，对茶业和咖啡的品质和产量影响如何？

光伏对茶树生长的影响显然是不能忽视的。几个项目的并网投产期都不超过三年，目前监测和观察到的数据信息量尚不大，但提供了积极信号。相比农作物，茶叶更喜“阴”一些(所谓“云雾茶”卖价高就是这个原因)，光伏板能有效地减少直射光，减少水分蒸发，提高空气湿度，为茶树创造更适宜的微气候条件。从气候变化的角度看，多年气候变暖对云南影响巨大，一个重要的指标就是西双版纳的“雾日”天数明显降低，这种变化对茶树生产总体不利。虽然光伏板不能带来根本性的变化，但其作用是正向的。而且茶园和咖啡园光伏板的间距和高度都经过了严格论证，总体为大间距(桩基间列间距至少大于4米，行间距大于6.5米)、高支架(至少高于2.5米，咖啡园的支架要高于3米)、组件单排布置，将对阳光照射的影响控制在合理范围内。

现场看到，由于光照和温度的改善，茶叶的叶绿素含量升高，外观更绿更鲜嫩，芽尖饱满肥壮。板下咖啡豆也比无遮盖的豆子略大一些。

此外，光伏板下的茶树生长比没遮荫的茶树要缓慢一些，差距大约是一周左右，为农民分批采摘提供了便利。当地专家还指出，茶树在光伏板下能接受到更多的散射光，促进氮代谢，提高茶氨酸和谷氨酸含量，使茶业口感更为鲜爽。

但在现场也发现一个问题——由于光伏板的遮盖，降水“着陆点”比无遮蔽更集中(例如沿着光伏板的边缘下降)，所形成的径流对土壤的冲刷比“雨露均沾”时可能要大一些，超过适宜范围将会有水土流失的风险。虽然西双版纳和普洱的植被丰茂，抗风险能力强，实时监控和必要的工程管理措施依然非常必要。

2.兼顾农业生产的光伏电站成本上升了多少，是否影响企业可持续发展？

除了征地费用，在园地中“钻孔打桩”竖起光伏板，无论如何都会对田地产生损毁的影响，之后还需要修复，在保证农作物生产不受影响的情况下进行运维也有特殊之处，这些对光伏企业都是额外成本。具体来讲，农业光伏对电站初始成本和运行成本的影响几何？

如前文所述，南屏西电站装机60兆瓦，其投资总额为3.6亿元，投资单价为6元/瓦,相比全国同期建成光伏电站的平均投资水平高出40%以上。主要原因一方面来自农光互补项目高支架、大间距的要求，即支架高度必须达到2.5米（茶园）、3.5米（咖啡园），间距要足够大以保证遮光率不能超出适宜范围，高支架明显提升了原材料的费用，大间距导致更大的占地面积会大幅提高征地费用；另一方面受地形以及作物特征影响，该电站无法进行机械化施工，几乎全部采用人工操作；另外，对遭到破坏的植株和土地需进行恢复和复垦，施工费用大幅提升。

除了初始投资提高外，当前上网电价市场化改革对光伏收益产生巨大影响。2025年2月，国家发展改革委、国家能源局联合印发的《关于深化新能源上网电价市场化改革促进新能源高质量发展的通知》(发改价格〔2025〕136号)，推动新能源全部进入市场化定价新阶段。光伏的市场化上网价格相比原来以火电基准价为主的固定电价显著降低，全国各地多数在0.1元/千瓦时～0.3元/千瓦时的水平,部分地区个别时段还会出现负电价。对于存量项目，仍有机制电价作为保障。按南屏西光伏电站项目设计1700利用小时数，三分之二电量可获得0.3358元/千瓦时的机制电价，剩余电量的市场交易平均电价如果在0.15元/千瓦时以上，则能够实现最基本的6%内部收益率。此外，从实际运行来看，“弃光”也是影响企业运行状况的核心因素。例如，从2025年1月～6月的运行情况看，当地光伏电站的弃光率一度达到35%，严重影响项目的收益。

对于2025年5月31日之后投产的项目，则需要做出更精细化的成本核算。云南省2025年的机制电价竞价结果都已发布，与火电基准价差距不大，在全国处于较高水平，在一定程度上能够保障农光互补项目的投资积极性。但是，机制电量只保障12年，相比原来的20年大幅减少。12年之后需要全电量参与市场，而由于新能源比例的不断提高以及新项目单位投资成本下降，届时光伏上网电价总体仍将处在较低水平，全生命周期的整体收益仍会明显下降。因此要保证农光互补项目最基本的利润水平，除了需要专业企业开发和更精细化的运营，必须要大幅降低初始投资成本。

3.如何进一步打造“农业和能源双赢”局面？

土地流转之后的普遍情况是，一旦企业给付了地租费和青苗费，能源和农业就基本分家了，能源是能源、农产品是农产品，各行其是——台地茶的行情依然不好(～30元/千克新茶)，光伏发电“靠天吃饭”“看电网眼色”。真正“双赢”的融合之路还需要继续探讨和摸索。

从祖祥高山生态茶园的经验看，满足严格生态标准要求的农产品有不小的市场和盈利空间；从国际经验看，在“碳中和”背景下，“低碳/零碳茶”“低碳/零碳咖啡”大有可为。如果光伏电站所依赖的“台地茶园”难以在种植环节效仿祖祥茶业的实践经验，那么将园地生产的绿色电力就地消化，用于制茶过程中的电力消费，不仅可以在一定程度上解决绿电上网难、高弃光率问题，还可以“消灭”企业电力消费的间接排放，名正言顺地打出“零碳茶”“零碳咖啡”的旗号，在有效认证的前提下争取相应的绿色溢价。

当然，由于光伏发电的不稳定性，要通过分布式方式支持当地生产生活，还需要储能技术、储能电站和配电网的加持。普洱和版纳依托当地丰富的澜沧江水电资源，具备发展锂电池等储能上游产业的潜力，为地区经济发展提供新的动力。

四、小结和政策建议

终端消费电气化、电力生产低碳化，是科学家给出的具有普遍意义的能源转型之路。这条理想路径在现实世界越来越碰到一个问题：即如果终端消费电气化速度过快，电力生产很难按照预想的速度脱碳。这两条路径应该互相携手，不离不弃地保持均衡的发展速度。

云南茶城普洱正在进行实践。“左手茶右手咖啡”，农产品加工和农村生活电气化水平的提升肉眼可见，电力消费稳步上升；同时，农业光伏发展已经起步，为本身就低碳的云南电力增添新的绿色，就地消纳的可能性也在上升，赋能“零碳茶”“零碳咖啡”，以提供充足绿电的同时打造附加值更高的农产品。

为更好地推动农业光伏可持续发展，及“终端电气化、电力生产低碳化”的携手并进，这里提出初步建议：

第一，密切和持续地开展农业光伏对农业生产、水土流失、自然景观等因素影响的监测。虽然目前观察到的影响总体积极正面，但二年～三年的数据不足以得出最后的结论。还需长期深入研究不同光照条件下（高、中、低遮荫）的高价值、耐阴品种筛选与配套栽培等关键技术，保障互补项目的农作物稳产提质；并建立长效监测机制，跟踪光伏板对农作物的影响，比如对茶园微气候、茶叶品质的长期影响，动态优化项目设计，形成技术标准和模式，并加强成果转化与推广。

第二，农业光伏对光伏电站的影响集中表现在初始成本高，新能源电力全部入市的政策对新项目有一定的影响。为保持投资动力，一方面要严格控制光伏项目的投资成本，包括攻关适应西南地形气候的光伏支架结构与智能化控制技术，对支架高度和间距等关键参数合理优化，加大对偏远地区道路、电网等基础设施建设的支持力度，尽可能控制项目成本的增幅；另一方面将土地租金价格控制在较为合理的范围，或者鼓励农户以土地入股的方式与光伏开发业主实现收益共享、风险共担。

第三，针对目前的弃光问题，大力提升电力系统对新能源的消纳能力。考虑到云南是水电大省，建议持续推动“水光互补”，在精准的天气预报条件下通过调节库容的方式，给予太阳能发电更大的上网空间。同时积极推进新型储能建设，发挥新型储能响应速度快的特点，在新能源消纳困难时发挥电力系统调节能力，积极开展移峰填谷，实现日内应调尽调，减少弃风弃光。

第四，本文最重要的建议，即希望创造条件将农业光伏产生的绿电留在当地，就地消纳，满足炒茶烤烟制咖啡所需的电力，建立类似“零碳工业园区”的“零碳农业园区”，打造“零碳茶”“零碳咖啡”产品，提高绿色附加值，进一步为当地经济注入活力。

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