Пока фермеры спорят о том, следует ли использовать поля для сельского хозяйства или для солнечных батарей, новое исследование Университета штата Мичиган говорит, что ответ может быть и тем, и другим.

Джейк Стид, аспирант гидрогеологической лаборатории Колледжа естественных наук, проанализировал дистанционное зондирование и аэрофотоснимки, чтобы изучить, как месторождения использовались в Калифорнии в течение последних 25 лет. Используя базы данных для оценки доходов и затрат, Стид обнаружил, что фермеры, которые использовали небольшой процент своей земли для солнечных батарей, были более финансово обеспечены в расчете на акр, чем те, кто этого не делал.

Его исследование, опубликованное в журнале Экологичность природы, может стать новой дорожной картой для фермеров, испытывающих трудности с оплатой счетов. Вместо того, чтобы превращать целые поля в солнечные батареи, Стид надеется, что это исследование поможет большему количеству фермеров решить продолжать выращивать сельскохозяйственные культуры, стратегически размещая массивы на местах с более низкой урожайностью на своих полях.

«Разговор должен быть не столько о солнечной энергии или сельском хозяйстве, сколько о солнечной энергии и сельском хозяйстве», — сказал Стид. «Они могут работать вместе, и это может быть сотрудничеством, а не конфликтом».

Работа Стида с солнечными панелями началась, когда он присоединился к лаборатории Энтони Кендалла, доцента МГУ, который также является соавтором статьи. Кендалл видел, как Стид работает с Google Earth Engine, общедоступной базой данных спутниковых снимков и инструментом облачных вычислений. Случайное предложение о том, чтобы Стид попытался точно определить солнечные батареи на ландшафте, вызвало у него любопытство.

Он сузил свое внимание до Калифорнийского региона по нескольким причинам. Штат может похвастаться одними из самых ценных и продуктивных сельскохозяйственных земель в Соединенных Штатах и является общенациональным лидером по производству и установке солнечной энергии.

По мере того, как все более экстремальные погодные условия угрожают пищевым, энергетическим и водным ресурсам, появляются новые источники энергии, такие как солнечная энергия, которые помогают сократить выбросы углерода. Солнечный бум вызвал опасения по поводу сокращения производства продуктов питания, особенно в связи с тем, что растущее население и растущее потребление создают большую нагрузку на сельское хозяйство.

Из-за этих конкурирующих интересов некоторые фермеры обратились к так называемому методу колокейшн: целенаправленная установка солнечных батарей рядом с сельскохозяйственными культурами для максимизации производства ландшафта.

Стид хотел выяснить, как эти совместные установки влияют на прибыль фермера и как это сравнивается с обычными солнечными батареями, где целые поля превращаются в солнечные фермы, и фермами, которые продолжают выращивать урожай без солнечной энергии.

«Мы придерживаемся сбалансированного подхода, чтобы не просто сосредотачиваться на негативных или позитивных моментах, а объединять их вместе, чтобы более глубоко взглянуть на то, что люди на самом деле делают на ландшафте», — сказал Стид. «Мы спрашиваем, что это значит и как мы можем лучше планировать будущее».

Команда использовала площадь солнечных панелей в Калифорнии, ранее опубликованную Stid в 2022 году. Исходя из этого, они использовали имеющиеся наборы данных, чтобы подсчитать, что 86 000 человек могли бы быть прокормлены тем, что сейчас является землей, занятой солнечной энергией.

Затем они использовали исследования стоимости урожая из Калифорнийского университета в Дэвисе, годовые цены на урожай в США, плату за права на воду в Калифорнии и другие данные, чтобы рассчитать средние затраты и доходы фермера. Они смоделировали производство солнечной электроэнергии от каждой установки, чтобы оценить, какая часть затрат фермера может быть компенсирована за счет продажи энергии обратно в сеть.

Результаты подтвердили их гипотезу — фермеры, которые использовали несколько акров земли для солнечных батарей, имели большую финансовую стабильность, чем те, кто придерживался подхода «все или ничего». Они тратили меньше средств на удобрения, воду и сельскохозяйственные принадлежности, а доходы от продажи энергии от своих солнечных батарей компенсировали снижение урожая. Они даже, вероятно, сэкономят воду, компенсируя орошение, что может принести пользу региону, испытывающему дефицит воды.

«Если я фермер, то эти два акра солнечные батареи будут платить мне определенную сумму денег в течение года», — сказал Стид. «Мне не нужно беспокоиться о нестабильности урожайности или о том, будет ли этот год влажным или засушливым».

Заглядывая в будущее, Стид надеется расширить свои исследования, чтобы посмотреть на производство продуктов питания и солнечные батареи по всей континентальной части США. Он также работает с Кендаллом, чтобы изучить другие способы воздействия солнечных батарей на окружающую среду.

Он надеется, что это исследование станет частью обсуждения, поскольку фермеры обсуждают, как лучше всего использовать землю без ущерба для производства продуктов питания. Солнечные батареи могут стать частью устойчивой продовольственной системы, если они размещены преднамеренно.

«Есть аргументы в пользу того, что это более устойчивый ландшафт», — сказал Стид. «У вас есть больше преимуществ, которые распространяются среди большего числа людей, что, по нашему мнению, оказывает влияние».