Конвергенция сельского хозяйства и возобновляемых источников энергии является новой парадигмой устойчивого развития. В последние годы значительную популярность получила агривольтаика, сочетающая солнечную энергию с сельскохозяйственной деятельностью.

Этот инновационный подход обещает оптимизировать землепользование, повысить продовольственную безопасность и способствовать достижению целей в области возобновляемых источников энергии. Интеграция систем сельскохозяйственного, кормового и животноводческого производства в солнечные фермы коммунального масштаба является примером этой синергии, демонстрируя последние проекты, инновации и инвестиции, способствующие развитию этой области.

По данным BIS Research, ожидается, что к 2033 году рынок агровольтаики достигнет $15,87 млрд по сравнению с размером рынка в $2,01 млрд в 2023 году, а совокупный годовой темп роста (CAGR) составит 22,93% в течение прогнозируемого периода.

Концепция агривольтаики

Агривольтаика предполагает стратегическое размещение солнечных панелей над посевами, пастбищами или кормовыми угодьями или между ними. Такое двойное использование земли решает проблему растущей конкуренции между сельскохозяйственными потребностями и расширением возобновляемых источников энергии. Гармонизируя эти два важнейших сектора, агровольтаика максимизирует продуктивность земли, увеличивает экономическую отдачу для фермеров и снижает воздействие солнечных ферм на окружающую среду.

Последние агровольтаические проекты и инновации

Несколько недавних проектов иллюстрируют практическое применение и преимущества агровольтаики, подчеркивая инновационные подходы и значительные инвестиции.

Солнечный сад Джека – Колорадо, США

«Солнечный сад Джека» в округе Боулдер, штат Колорадо, — один из самых известных агровольтаических проектов в Соединенных Штатах. Эта солнечная ферма мощностью 1,2 МВт объединяет различные культуры, в том числе листовую зелень, корнеплоды и ягоды, под солнечными панелями и вокруг них. Проект сотрудничает с Национальной лабораторией возобновляемых источников энергии (NREL) и местными университетами для изучения влияния затенения от солнца на урожайность сельскохозяйственных культур и микроклимат. Первые результаты показывают, что некоторые культуры получают пользу от частичного затенения, обеспечиваемого солнечными панелями, что помогает уменьшить испарение воды и смягчить тепловой стресс.

Fraunhofer ISE — Германия

Институт солнечных энергетических систем Фраунгофера (ISE) стал пионером в области агривольтаики в Германии. Их проект в Хеггельбахе сочетает в себе солнечную систему мощностью 194 кВт и методы органического земледелия. Солнечные панели подняты на три-пять метров над землей, что позволяет вести традиционную сельскохозяйственную деятельность внизу. Первоначальные результаты показывают, что агривольтаика может поддерживать, а в некоторых случаях даже увеличивать урожайность сельскохозяйственных культур, производя экологически чистую энергию. Этот проект привлек внимание и финансирование как со стороны правительства Германии, так и Европейского Союза, что подчеркивает его потенциал как модели устойчивого сельского хозяйства и производства энергии.

Агрофотоэлектрический проект (APV) – Кения

В засушливых регионах, таких как Кения, агровольтаика предлагает многообещающее решение проблем нехватки воды и продовольственной безопасности. Проект «Агрофотоэлектрическая энергия» (APV), поддерживаемый правительством Германии и местными партнерами, объединяет солнечные панели с сельскохозяйственной деятельностью в засушливых районах. Солнечные панели уменьшают потерю влаги в почве и создают более благоприятную среду для сельскохозяйственных культур, обеспечивая тень. Этот проект демонстрирует адаптируемость агровольтаики к различным климатическим условиям и ее потенциал по повышению устойчивости к изменению климата.

Инновации привели к рыночной оценке агривольтаики в $15,87 млрд.

Инновации в технологиях и сельскохозяйственной практике имеют решающее значение для развития агровольтаики. Недавние разработки были направлены на оптимизацию конструкции и управления агроэлектрическими системами для максимизации их преимуществ.

Динамические солнечные системы слежения

Традиционные фиксированные солнечные панели могут ограничить количество солнечного света, достигающего сельскохозяйственных культур. Однако динамические системы слежения за солнцем, которые регулируют угол наклона панелей в течение дня, предлагают решение. Эти системы оптимизируют захват солнечной энергии, позволяя большему количеству солнечного света достигать земли. Проекты, включающие динамическое отслеживание, такие как проект SunAgri во Франции, показали многообещающие результаты в балансировании производства энергии и продуктивности сельского хозяйства.

Адаптивный выбор культур

Выбор подходящих культур для выращивания в агроэлектрических системах имеет решающее значение. Исследования показывают, что некоторые культуры, такие как теневыносливые овощи и кормовые растения, хорошо себя чувствуют в агривольтаической среде. Совместные усилия агрономов и разработчиков солнечной энергии совершенствуют стратегии выбора и севооборота культур для повышения урожайности и эффективности землепользования. Например, исследование Университета Аризоны изучало выращивание листовой зелени и трав под солнечными батареями, демонстрируя повышение эффективности использования воды и качества урожая.

Интеграция животноводства

Интеграция животноводства с солнечными фермами представляет собой инновационный подход к агровольтаике. Выпас животных, таких как овцы, может поддерживать растительность под солнечными батареями, уменьшая необходимость механического скашивания и способствуя здоровью почвы. Отделение чистой энергии Массачусетского университета в Амхерсте реализовало проект, в котором овцы пасутся под солнечными батареями, демонстрируя осуществимость и преимущества этого подхода. Такая интеграция повышает эффективность землепользования и обеспечивает фермерам дополнительные потоки доходов.

Инвестиции в агривольтаику

Растущий интерес к агровольтаике привлек значительные инвестиции как из государственного, так и из частного секторов. Эти инвестиции имеют решающее значение для масштабирования агровольтаических проектов и продвижения исследований и разработок.

Государственная поддержка

Правительства во всем мире признают потенциал агровольтаики и предоставляют финансовые стимулы для поддержки ее внедрения. В Европейском Союзе программа Horizon 2020 выделила средства на агровольтаические исследования и пилотные проекты. Аналогичным образом, Министерство сельского хозяйства США (USDA) и Министерство энергетики (DOE) выступили с инициативами по продвижению агровольтаической практики, предлагая гранты и техническую помощь фермерам и исследователям.

Инвестиции частного сектора

Частные компании и инвесторы также играют жизненно важную роль в развитии агровольтаики. Компании, занимающиеся солнечной энергетикой, такие как NextEra Energy и Enel Green Power, изучают агровольтаические проекты как часть своих портфелей возобновляемых источников энергии. Кроме того, фирмы венчурного капитала инвестируют в стартапы, ориентированные на агроэлектрические технологии и услуги. Например, компания Sunfolding, специализирующаяся на технологиях отслеживания солнечной энергии, привлекла значительные средства для разработки адаптивных систем для агроэлектрических приложений.

Академические и исследовательские учреждения

Академические и исследовательские учреждения находятся в авангарде агровольтаических инноваций. Университеты, такие как Калифорнийский университет в Дэвисе и Массачусетский университет в Амхерсте, проводят обширные исследования в области агровольтаики, изучая оптимальные конструкции систем, комбинации культур и методы управления. Эти учреждения часто сотрудничают с государственными учреждениями, частными компаниями и фермерами для воплощения результатов исследований в практическое применение.

Вызовы и дальнейший путь

Технико-экономическое обоснование

Техническая осуществимость агроэлектрических систем зависит от местного климата, почвенных условий и типов сельскохозяйственных культур. Обеспечение того, чтобы солнечные батареи и сельскохозяйственная деятельность не мешали друг другу, требует тщательного планирования и проектирования. Более того, экономическая жизнеспособность агровольтаики зависит от баланса производства энергии и сельскохозяйственной продукции. Политики и инвесторы должны учитывать эти факторы при поддержке агровольтаических проектов.

Нормативно-правовая база

Четкие и благоприятные нормативно-правовые рамки необходимы для роста агровольтаики. Политика, которая стимулирует практику использования земель двойного назначения, упрощает процессы выдачи разрешений и обеспечивает финансовую поддержку фермерам, может ускорить внедрение агривольтаики. Правительствам следует работать над созданием благоприятной нормативно-правовой среды, которая будет способствовать сотрудничеству между энергетическим и сельскохозяйственным секторами.

Взаимодействие с сообществом

Вовлечение местных сообществ и заинтересованных сторон имеет решающее значение для успеха агровольтаических проектов. Фермеры, в частности, должны участвовать в этапах планирования и реализации, чтобы гарантировать, что агроэлектрические системы отвечают их потребностям и ожиданиям. Укрепление доверия и развитие партнерских отношений между разработчиками солнечной энергии, фермерами и исследователями могут способствовать успешной интеграции агровольтаики в основные методы ведения сельского хозяйства.

Заключение

Агривольтаика представляет собой преобразующий подход к устойчивому землепользованию, предлагая многообещающее решение проблем продовольственной безопасности, возобновляемых источников энергии и изменения климата. Интегрируя системы сельскохозяйственного, кормового и животноводческого производства в солнечные фермы коммунального масштаба, агровольтаика максимизирует продуктивность земель и экономическую отдачу, одновременно снижая воздействие на окружающую среду. По мере развития этой области сотрудничество между правительствами, частным сектором и исследовательскими институтами будет иметь ключевое значение для максимизации ее полного потенциала и создания более устойчивого будущего.

Чтобы узнать больше об этой растущей отрасли, см. отчет Рынок агровольтаики – глобальный и региональный анализ исследованием BIS.

---

Об Издателе: BIS Research — это глобальная рыночная, исследовательская и консультационная компания, которая фокусируется на новых технологических тенденциях, которые могут разрушить рынок. В его команду входят ветераны отрасли, эксперты и аналитики с разнообразным опытом работы в сфере консалтинга, инвестиционно-банковской деятельности, государственного управления и научных кругов.