Объем мирового рынка агровольтаических проектов (APV), сочетающих производство солнечной энергии и сельское хозяйство, превышает 3 миллиарда долларов. Ожидается, что эта сумма будет расти на 12–15% в год и к 2030-му достигнет почти девяти миллиардов. Но если страны, где много солнца, будут активнее развивать агровольтаику, то уже в ближайшие несколько лет среднегодовой рост новой системы может составить не менее 40%.

Одна из перспективных тем в современном бизнесе — интеграция ВИЭ-генерации с другими видами деятельности, к примеру, с сельским хозяйством. При этом наибольшую выгоду приносит близкое сочетание производителя и потребителя электрической энергии. Агровольтаические проекты предполагают установку панелей над полями сельскохозяйственных культур или пастбищами. В странах, где ощущается недостаток свободных земель, подобное сочетание может стать решением целого ряда насущных проблем.

Выигрыш Европы

Европейские аналитики подсчитали, что без малого 70% текущего спроса на энергию в Чехии, Венгрии, Польше и Словакии можно покрыть за счет солнечных панелей. А если 9% сельскохозяйственных угодий в странах Евросоюза совместить с СЭС, то реально целиком удовлетворить потребности региона в электроэнергии для сельского хозяйства и пищевой промышленности.

Согласно предварительным расчетам, на сельскохозяйственных землях в государствах Центральной Европы могут быть размещены 180 ГВт солнечных панелей. Это в три раза превышает целевую мощность к 2030 году, указанную в проектах национальных энергетических планов, и в семь раз превосходит общую установленную мощность в странах в настоящее время.

Помимо предоставления дополнительного источника дохода для фермеров установка солнечных панелей может улучшить удержание воды в засушливые годы и защитить урожай от экстремальных погодных условий, а в некоторых случаях даже повысить урожайность.

Специалисты также установили, что надземные агро-фотоэлектрические системы способны до 16% повысить урожайность предпочитающих тень ягод и фруктов. Результаты исследования, проведенного в Польше, показали, что производство пшеницы в агровольтаических проектах может быть в двенадцать раз выше с гектара, чем выращивание традиционным способом.

В августе 2024 года немецкие СМИ рассказали о начавшей функционировать образцовой и самой крупной в ФРГ сельскохозяйственной фотоэлектрической системе. Она позволяет получать электроэнергию на 14 гектарах пахотных земель, засеянных гречихой и зеленым кормом. Солнечные модули с легкостью можно сложить и убрать в сторону, что позволяет обрабатывать поля тракторами и использовать зерноуборочные комбайны во время страды.

Выгода и экономия

Агровольтаика — сравнительно новое направление, зародившееся в 1982 году. Авторы концепции — немецкие ученые А. Гетцбергер и А. Застроу. Они предложили поднять солнечные коллекторы на несколько метров над землей и увеличить расстояние между ними, чтобы избежать чрезмерного затенения посевов.

По подсчетам ученых, такой проект, реализованный, например, в Индии, позволяет поставить на 34 тысячи га солнечных панелей мощностью 16 тысяч ГВт/ч. Это компенсирует потребности в электроэнергии 15 миллионов жителей. При этом еще учтено, что электроэнергии в 0,47 ГВт•ч, вырабатываемой на одном гектаре, достаточно для обеспечения 500 человек.

Еще одним аргументом ученых в пользу данного метода является тот факт, что он предотвращает потери воды в засушливых регионах: в ходе научных исследований было установлено, что затенение сельскохозяйственных культур позволяет на 40% уменьшить испарение влаги с почвы, существенно сократив расход воды.

Фермеры тратят меньше воды, что крайне необходимо в низкий или неравномерный сезон дождей. Кроме того, в засушливых условиях повышается плодородие почвы и появляется возможность собирать высокий урожай в течение всего года.

Процесс работы солнечных батарей аналогичен процессу движения соцветий подсолнечника за светом Солнца, что увеличивает эффективность фотоэлектрических элементов и выработку электроэнергии. Солнечные панели, установленные на высоте около трех метров, не мешают выращиванию и уборке урожая в поле.

Также агровольтаические проекты позволяют экономить угольное топливо, предотвращают выброс в атмосферу вредных веществ и пыли. Как новая форма возобновляемой энергии агровольтаика может способствовать энергетическому переходу и устойчивому сельскому хозяйству.

Зеленые «ДА»:

Агровольтаика предотвращает потери воды в засушливых регионах.

Солнечные панели, установленные на высоте около трех метров, не мешают выращиванию и уборке урожая в поле.

Агровольтаические проекты позволяют экономить угольное топливо.

Уникальная методика широко используется в десятках стран Америки, Европы, Азии и Африки.
Двадцать лет назад Япония приступила к строительству ряда небольших заводов APV. Эти системы состоят из фотоэлектрических панелей, установленных на опорных столбах с интервалом в три метра. Под ними аграрии выращивают баклажаны, помидоры, огурцы, капусту. За пять лет при поддержке государства было создано более 1900 солнечных ферм.

В Китае крупнейшая установка APV мощностью 700 МВт была введена в эксплуатацию в 2017 году на плантации ягоды годжи в Нинся-Хуэйском автономном регионе. Сейчас выполняются работы по доведению ее мощности до 1 ГВт.

А в Техасе не так давно стартовал крупнейший в США проект по «солнечному выпасу»: свыше 6000 овец будут работать на восьми солнечных станциях, поедая растения на площади свыше 40 кв. км. Выпас животных в тени солнечных батарей позволит сократить потребность в гербицидах и газонокосильных машинах. Кроме того, такой способ дешевле и безопаснее для солнечных панелей, чем механическая обработка угодий.

Аргументы противников

Впрочем, далеко не все сельхозпроизводители понимают и признают выгоду агровольтаики. Трудно сказать, что является основной причиной сопротивления — традиционный менталитет или что-то иное, но противников данного метода в Европе немало. К примеру, часть муниципалитетов во Франции и Италии ограничили установку солнечных панелей на сельскохозяйственных землях. Для продвижения прогрессивной идеи энергоснабжения Папа Франциск распорядился построить недалеко от Рима агро-электрическую электростанцию, предназначенную для энергоснабжения Ватикана. Между тем, развертывание солнечных панелей и выращивание сельскохозяйственных культур на одной и той же земле может стать решением для увеличения доли ВИЭ в Чехии, Венгрии, Польше и Словакии.

Для того чтобы продвижение солнечных проектов в АПК шло быстрее, требуется законодательная поддержка. Во Франции, Германии, Италии и Нидерландах правила разрешают совместное использование земли для сельского хозяйства и производства электроэнергии без потери сельскохозяйственных субсидий, и это дало возможность для реализации более 200 агро-фотоэлектрических проектов по всей Европе. Аналогичные правила есть в Чехии, а вот в Венгрии, Польше и Словакии они отсутствуют.

Развитию агровольтаики может способствовать разработка специальных стандартов и руководства для проектирования, строительства и эксплуатации агровольтаических систем, с учетом различных типов сельскохозяйственных культур и микроклиматических условий. Как показали современные исследования, географические и климатические условия необходимо учитывать в первую очередь. Так, уменьшение солнечного света на 20% привело к такому же процентному снижению урожайности риса и пшеницы. А при выращивании картофеля в аналогичных условиях урожайность выросла.

Еще одно условие для успешного развития — обеспечение соответствующего финансирования и стимулов для агровольтаики, включая справедливые тарифы на подачу электроэнергии в сеть, поддержку самопотребления и локального обмена электроэнергией.

Отчет Института Брукингса (США) показал, что установка солнечной генерации может потребовать в десять раз больше площади, чем угольные или газовые электростанции. Результат — сокращение земель для ведения сельского хозяйства, чего так опасаются фермеры. Последним нужен вариант получения электроэнергии с минимальным выбросом углерода в атмосферу, но и земля также необходима для выращивания сельскохозяйственных культур. В таких условиях потеря энергетических мощностей для производства продуктов питания становится проблемой. Панели, установленные высоко над землей, сегодня считаются одним из наиболее разумных решений.

Солнечные фотоэлектрические панели могут обеспечить дополнительные источники дохода для фермеров, если они не ставят под угрозу экономическую, социальную и экологическую ценность сельскохозяйственных почв.