我国农村建筑能耗占全国建筑总能耗近四分之一，农村能源消费以散煤和生物质直接燃烧为主，其燃烧过程排放了大气污染物和温室气体。这为改善空气质量、应对气候变化和保护人体健康相关工作带来较大挑战。

2017-2019年期间，以京津冀大气污染传输通道城市为主的共43个城市经过竞争进入中央财政支持的冬季清洁取暖试点行动计划。经过三年的实施，我国北方地区冬季清洁取暖工作取得初步成效，但彻底治理散煤和非清洁用能仍面临较大困难。农村建筑总能耗与散煤用量均出现下降趋势，截至2019年我国农村户用散煤燃烧（总量为1.1亿吨标准煤）与生物质燃料直接燃烧（超过0.9亿吨标准煤当量）仍为农村提供了超过60%的能源供给。户用散煤和生物质直接燃烧涉及农村居民生活的各方面，其治理难度较大。

解决农村清洁取暖问题需从我国农村的实际出发，走可持续发展之路。经过多年探索与实践，清华大学建筑节能研究中心构建了农村清洁取暖“四一”模式。

清洁取暖发展模式和技术路径应当立足于当地资源禀赋、经济水平、基础设施等条件，从前期初投资、农户使用要求、取暖运行费和区域整体实施等多个维度综合考虑。所谓“四一”模式，就是每户建筑节能和取暖设备改造总初投资平均不超过一万元、无补贴的年取暖运行费不超过一千元、设备一键式智能化操作、建立在一个顶层规划基础上的创新模式，如图1所示。该模式已分别在河南省鹤壁市及山东省商河县等地成功示范。

农房建筑节能改造应坚持经济、适宜、本地化的原则，科学制定和评估节能潜力，坚持“大用大保，小用小保，不用不保”的建筑围护结构保温理念，避免不顾建筑实际使用特性，“一刀切”地对整个建筑进行保温的做法。“按需靶向保温”技术通过分析找准建筑围护结构薄弱环节，针对屋顶进行吊顶保温、北墙加设内保温壁纸或内保温板、外窗和门加保温窗帘等方式，可在单户改造总投资小于4000元的情况下实现30%的节能量。

2. 用能侧关键技术一：低温空气源热泵热风机技术

低温空气源热泵热风机是为了解决北方地区冬季取暖而专门研发的新型节能型“煤改电”设备。其安装形式与家用分体式空调器类似，可按取暖房间数单独安装、独立调节，并可通过部分空间、部分时间的运行方式，最大程度实现行为节能。同时，其温度设定操作简易，用户可灵活调控室温，满足个性化取暖需求。其适用范围较广，从-30℃的低温室外环境到室内环境均适用，且可迅速提高室内温度。运行电耗仅为电热直接转换型取暖设备的三分之一，目前已在全国推广200余万台。

3. 用能侧关键技术二：户用生物质成型燃料清洁取暖（炊事）炉技术

户用生物质成型燃料清洁取暖（炊事）炉技术是通过燃烧生物质成型燃料加热热水进行取暖，同时兼顾炊事及生活热水供应。燃烧效率及自动化水平较高，可采用一键式操作。通过智能控制系统协同控制，使燃料清洁高效燃烧，减少污染物排放。生物质资源的清洁高效利用，不仅可以有效解决农村清洁取暖问题，减少生物质废弃或野烧带来的污染，还可降低农民取暖成本，增加当地收入水平和就业。

未来农村低碳清洁能源体系的建立，除了在用能侧开展建筑节能、提高终端用能设备效率、减少污染物及碳排放，还应根据当地资源禀赋，因地制宜地发展可再生能源，例如光伏能源和生物质能等。这将进一步促进农村能源结构优化转型，逐步建立以低碳清洁能源为主的能源体系，协同助力大气污染防治和气候变化应对相关工作。

1. 加强开发利用农村太阳能，建立以村镇为单位的“光储直柔”新能源微网

据统计，仅我国农村闲置屋顶的太阳能发电装机潜力就高达19.9亿kW，年发电潜力2.96万亿kW·h。但光伏能源供给高度依赖自然条件，稳定性较差，导致利用率不高。“光储直柔”技术的发展与应用可以解决上述问题，实现光伏能源的高效利用。我国光能充足地区的农村可优先发展光伏发电，以村镇为单位建立“光储直柔”微网，实现光伏电力就地消纳。在电力需求侧加强柔性负荷建设，以响应电力供应侧的变化。此外，结合建筑用能有序开展被动式太阳能、太阳能取暖、太阳能炊事等技术开发和推广应用。

2. 合理利用农村生物质资源，发展商品化生物质能产供用网络

生物质资源在农村地区分布广泛。据测算，我国现有生物质资源可处理加工成为6-8亿吨标准煤当量的零碳燃料，具备15-20亿吨的碳减排潜力。要摒弃生物质资源是对农业废弃物的刻板印象，应正确认识到生物质能在能源结构中的重要地位并合理利用。生物质能的发展要依托于商品化产供用网络，打造完整产业链，实现生物质能规模化生产、商业化运作。生物质资源经工厂科学统一处理后，可以加工成为颗粒燃料、块状燃料等，运用到不同场景；还可以发展生物天然气，统一加工处理沼渣、沼液，作为燃气配送。生物质资源还可用于发电，作为风光调峰电源。

未来，我国农村需发展能源互联体系，组合运用多种清洁能源，保障农村地区稳定供能。还应将能源和算力有机结合，建立能源产供用智能网络，使供能系统和用能终端系统的信息互联互通，以实时监控和管理能源的供给和使用，最终实现能源体系的供需匹配。

我国农村可利用资源丰富，低碳清洁能源发展潜力巨大，不光可满足农村的用能需求，未来还可向城市供能。这将助力缓解全国能源的供应压力，并带来极大的碳减排效益。据测算，在理想情景下应用农村低碳清洁能源体系，我国农村将于2027年实现用电的自给自足，在2030年彻底消除农村散煤使用，在2040年全部使用低碳清洁能源（图4）。到2060年，我国农村低碳清洁能源体系在满足自身用能需求外，还将向城市每年至少输出1.2万亿kW·h电力，协同带来16亿吨的碳减排潜力。因此，我国农村应抓住自身资源优势，大力发展低碳清洁能源，逐步建立低碳清洁能源体系。