Агроволтаици: решението, при което не се избира между електричество и производство на храна

Този вариант за производство едновременно на енергия и храна прави дебата "слънчева електроенергия или земеделие" безпредметен

Снимка: iStock by Getty Images

Агроволтаици: решението, при което не се избира между електричество и производство на храна

15:10 | 25 март 2023

9 6682 Снимка: iStock by Getty Images

Нуждаем се от земя за отглеждане на култури и възстановяване на биоразнообразието, както и от земя за инсталации за възобновяема енергия, тъй като светът се отказва от изкопаемите горива. В същото време никога досега не е имало толкова голям натиск върху световните земеделски системи, тъй като изменението на климата е толкова силно. Има ли начин да се съчетаят тези на пръв поглед противоречащи си изисквания, пише Ройтерс в свой материал.

Още по темата

Поставянето на соларни панели върху земеделски земи, известно като агроволтаика, е политически проблем в някои части на Европа и САЩ. За инженера по околна среда Чад Хигинс от Държавния университет в Орегон изборът между земеделска земя и енергия е погрешен. Той казва, че трябва да има обмислен дизайн, но "нашите изследвания показват, че те могат да съществуват заедно и дори да създават взаимни ползи".

Действително, агроволтаични проекти се появяват по целия свят, особено в Азия. Германският Институт за слънчеви енергийни системи (ISE) на Фраунхофер изчислява, че до 2021 г. ще бъдат инсталирани повече от 14 гигавата (GW) агроволтаични (или agriPV) системи, благодарение на подкрепящите правителствени политики в Япония, Южна Корея и Китай, например.

Хигинс предполага, че най-добрите условия за слънчеви панели са точно тези, които са най-добри за земеделските култури. От решаващо значение е, че слънчевите панели и биомасата не се конкурират за една и съща налична светлина, тъй като и двете използват различни честоти от видимия светлинен спектър.

Въпреки че ще е необходимо съхранение на енергия, като например батерии, той изчислява, че използването на само 1 % от обработваемата земя за агроволтаични системи може да компенсира световното търсене на енергия. "Дебатът "слънцето срещу земеделието" е безпредметен", твърди той.

Изследователи от цял свят проучват възможностите за отглеждане на различни видове култури - от грозде и малини до картофи и пшеница - под и между фотоволтаични панели. Хигинс е доказал, че овцете предпочитат да пасат в полски райони, където слънчевите панели предлагат сянка; агнетата, които се хранят под слънчеви панели, наддават толкова, колкото и тези в открити полета, а в края на пролетта се нуждаят от по-малко вода.

Колежката му Маги Греъм демонстрира, че ако се отглеждат под слънчеви панели, цъфтежът на дивите цветя се забавя, което осигурява храна за опрашителите в края на лятото, когато обикновено има недостиг на цветове. Така че дори едно обикновено ливадно местообитание под слънчеви панели може да подпомогне селското стопанство и биоразнообразието, като подкрепи опрашителите.

Слънчевите панели могат да помогнат за защита на културите от екстремни температури и да намалят потреблението на вода. От друга страна, казва Хигинс, активността на растенията помага за охлаждането на панелите. "Те са като всяко друго електронно устройство, стават по-ефективни, когато се охлаждат - така че това може да бъде истинска симбиоза."

В Европа бяха обявени множество проекти, а ЕС постави нови амбициозни цели за слънчевата енергия като част от усилията си да се откаже от вноса на руски газ. Основният акцент е върху покривите на сградите, но се цели и многократно използване на пространството - например чрез агроволтаици.

Испанската енергийна група Iberdrola е спечелила четири държавни договора във Франция, които ще осигурят 12 мегавата (MW) слънчева енергия, като цената на енергията е гарантирана за 20 години, докато TotalEnergies току-що съобщи предварителни резултати от първата година на добив на три обекта във Франция.

На един от обектите панелите са разположени вертикално и изследователите проучват въздействието им върху сеитбооборота на култури като пшеница, ечемик и леща. Вторият демонстрационен обект включва система за слънчеви покриви, разработена от TSE, като панелите са разположени високо над културите.

Ализе Лоазо, агроном в Agrosolutions, която работи по анализа на първите резултати, казва, че местата в Източна Франция са избрани, защото "земеделието става все по-предизвикателно (и) почвите са по-малко устойчиви на засушаване".

Потенциално, казва тя, дори "ако годината е лоша (за реколтата), фермерите все още имат доходи - много е важно да се стабилизират стопанствата от икономическа гледна точка". Средната възраст на френските фермери е 53 години, така че има сериозен интерес от страна на местните власти и земеделските кооперативи, които искат да гарантират, че ще има икономически жизнеспособни стопанства, които следващото поколение да поеме.

Проектирането на соларен масив за постигане на максимален добив на реколта и енергия изисква мисъл, за да се отговори на нуждите на фермерите и да се намалят разходите. Стефан Шиндел, който ръководи управлението на продуктите за агрофилтри в германската компания BayWa r.e., посочва, че "интегрирането на соларни панели на покривите е 10-годишен процес на обучение, а сега това е стандарт. Никой не се замисля за това (сега), но през 1995 г. не беше толкова лесно. И сега, когато в големи мащаби поставяме фотоволтаични системи върху земеделски земи, сме в същия процес на учене." Той добавя: "Но това не е ракетна наука, така че съм сигурен, че ще успеем да се обединим и да използваме синергията между двете."

BayWa r.e. има редица пилотни проекти в Европа и няколко проекта в търговски мащаб, които се фокусират върху меки овощни култури. В един от тях, в Холандия, малините се отглеждат под полупрозрачни панели, които предпазват плодовете от екстремни климатични условия и са по-здрави и устойчиви от пластмасовите политунели.

Панелите генерират над 2,6 MW пикова слънчева енергия - достатъчно, за да осигурят чиста енергия на повече от 1000 домакинства. При първата инсталация в Испания 10% от 5MW соларен парк, който BayWa r.e е на път да изгради, е предоставен на agriPV. По силата на споразумение за изкупуване на електроенергия с производителя на покривни прозорци Velux той ще получава 80% от произведената електроенергия, а останалата част ще се добавя към мрежата. Слънчевите панели ще събират и вода, която ще се съхранява за използване през сухите летни месеци.

Но и Шиндел, и Лоазо отбелязват, че получаването на разрешително може да отнеме години. Първият проект, по който работи Лоазо през 2019 г., все още не е изграден. "Трябва да се вземат предвид социалното приемане (и) видимостта", добавя тя.

"Наистина трябва да ускорим нещата, това е сигурно", съгласява се Шиндел. "Политиците трябва да се адаптират и да намалят бариерите, с които се сблъскваме в соларния сектор." Той иска да види координирани действия между министерствата, занимаващи се със селското стопанство, енергетиката и финансите, за да се справи с множеството кризи в областта на енергетиката, храните и климата. "Ако мислите само на парче, няма да постигнете нищо".

Издаването на разрешителни може да бъде по-лесно, когато има съгласувани определения и стандарти. Например в Германия експертите от Fraunhofer ISE са разработили стандарт, обхващащ планирането и разработването на инсталации, както и експлоатацията и мониторинга; докато в Италия националните насоки, изготвени миналата година, определят непрекъснатостта на селскостопанското производство, както и нивата на производство на електроенергия. Потреблението на вода, реколтата и плодородието на почвата трябва да бъдат наблюдавани.

За стартирането на агроволтаичните проекти ще е необходима известна финансова подкрепа, тъй като те са по-скъпи от наземните слънчеви инсталации. Колко по-скъпо зависи от конфигурацията, но изследователите виждат, че те могат да бъдат печеливши. Според изчисленията на експертите от Fraunhofer ISE увеличението на изравнените разходи за електроенергия (включващи изграждането и експлоатацията на проекта) е между 20 и 60 % по-високо от това на наземните фотоволтаични системи.

Макар че Хигинс от университета в Орегон предупреждава, че агроволтаиците не са панацея, опитът от проектите по света показва, че те предлагат потенциал за запазване на земята в производство, както и за повишаване на устойчивостта на културите и - като следствие - на земеделските производители и хранителните системи към променящия се климат.

ИЗБРАНО