Les entreprises d'énergie poursuivent des approches innovantes pour développer la production d'énergie propre tout en renforçant le soutien du public, et un nombre croissant d'entreprises solaires investit dans des opérations à double usage qui combinent l'activité agricole avec la production d'énergie solaire sur les mêmes terres. Une critique fréquente à l'égard des fermes solaires est que la consécration de terres arables uniquement à la production d'énergie limite d'autres usages productifs — une tension qui s'intensifie alors que les pays du monde entier font la course pour atteindre des objectifs ambitieux de décarbonation sans compromettre la sécurité alimentaire. L'installation de panneaux solaires sur des terres agricoles où les pratiques agricoles se poursuivent offre une résolution potentielle.

Bien que de nombreux projets solaires soient situés sur des terres arides et non arables qui resteraient autrement inexploitées, les cellules solaires fonctionnent généralement de manière plus efficace dans des conditions humides plutôt que sèches. Cependant, la construction de fermes solaires sur des terres arables a historiquement suscité une opposition politique et des critiques publiques. La résistance de type « pas dans mon arrière-cour » (NIMBY) aux projets solaires reste un obstacle important au développement. L'utilisation de terres déjà à usage agricole pour des installations solaires peut permettre la production d'énergie propre tout en répondant à nombre de ces préoccupations.

L'agrivoltaïsme — également appelé agrophotovoltaïsme, agri-solaire ou agri-PV — s'est développé en popularité et en ampleur ces dernières années, alors que les entreprises d'énergie propre investissent dans des sites à double usage. Les panneaux solaires peuvent être installés au-dessus ou autour de terres utilisées pour la culture de plantes ou le pâturage du bétail. Le concept a été proposé pour la première fois par des chercheurs au début des années 1980, mais ce n'est qu'au cours de la dernière décennie — poussé par la baisse des coûts solaires et la pression croissante pour la transition loin des combustibles fossiles — que l'agrivoltaïsme est passé de projets pilotes à petite échelle à un déploiement commercial.

Les arrangements à double usage ont gagné en popularité au sein de la communauté agricole car ils offrent la possibilité de gagner un revenu supplémentaire grâce à des terres déjà utilisées à des fins agricoles. Au-delà de la diversification des sources de revenus, l'installation de systèmes photovoltaïques solaires sur des terres agricoles peut apporter des avantages écologiques tout en réduisant la concurrence pour l'utilisation des terres et les restrictions d'implantation. Le Japon, qui a été le pionnier de l'adoption à grande échelle de l'agrivoltaïsme à partir du milieu des années 2000 et qui abrite aujourd'hui plus d'un millier de telles installations, a démontré que l'agriculture à double usage peut rester commercialement viable — un exemple qui guide les politiques et le développement dans d'autres pays.

Les panneaux solaires sont positionnés de manière à ce que les cultures reçoivent un ensoleillement adéquat tout en fournissant de l'ombre pendant les périodes les plus intenses de chaleur et de soleil. Ils aident également à réduire l'évaporation de l'eau du sol. Simultanément, les cultures poussant sous les panneaux libèrent de la vapeur d'eau, ce qui refroidit les panneaux par le bas et améliore leur efficacité de fonctionnement. Les recherches d'institutions telles que l'Université d'Arizona et l'Institut Fraunhofer en Allemagne ont renforcé la viabilité de cet arrangement symbiotique pour différents types de cultures et de climats.

En Californie, des plans sont en cours pour développer de vastes champs solaires sur des dizaines de milliers d'acres de terres agricoles en jachère laissées inactives par les pénuries d'eau. Environ 70 000 acres d'anciennes terres agricoles dans la vallée de San Joaquin, à l'ouest de Fresno, ont été forcées à l'inactivité par l'agence locale de l'eau. Alors que les conditions de sécheresse deviennent plus fréquentes dans de nombreuses régions du monde, les projets à double usage peuvent aider les agriculteurs à conserver leurs terres même lorsqu'elles ne sont plus productives pour l'agriculture traditionnelle.

Le développeur privé Golden State Clean Energy collabore avec l'agence de l'eau et les agriculteurs pour amener ces terres à la production d'énergie propre. Golden State prévoit d'installer jusqu'à 21 GW de panneaux solaires et 21 GW de stockage par batteries sur 136 000 acres au cours de la prochaine décennie dans le cadre de son Valley Clean Infrastructure Plan. Une fois terminé, le projet devrait fournir suffisamment d'énergie propre pour plus de 10 millions de foyers. Le plan comprendra entre 30 et 60 projets individuels, Golden State ne développant que 5 à 10 pour cent des fermes solaires, laissant les autres sites disponibles pour d'autres investisseurs. Ce mégaprojet devrait soutenir l'objectif de la Californie de tirer 100 pour cent de son énergie de sources renouvelables d'ici 2045.

En Virginie — la capitale du développement de centres de données des États-Unis, abritant la plus grande concentration mondiale d'infrastructures de centres de données dans le nord de la Virginie — le gouvernement de l'État explore des moyens d'augmenter la production d'énergie alors que la demande en électricité continue de grimper. La forte augmentation de la consommation d'électricité, stimulée par l'informatique en nuage, les charges de travail d'intelligence artificielle et les services numériques, a ajouté de l'urgence au déploiement des énergies renouvelables de l'État. En juin, la Virginie a codifié une définition étatique de l'agrivoltaïsme afin d'encourager les développeurs à investir dans de tels projets dans tout l'État.

Une loi de 2020 exige que les deux plus grands services publics de Virginie développent plus de 16 GW d'énergie renouvelable terrestre, principalement de l'énergie solaire. Cependant, les projets solaires ont fait face à une opposition importante dans l'État, où ils ont été accusés de la perte rapide de terres agricoles — bien que le développement immobilier y ait contribué bien davantage. En conséquence, près des deux tiers des comtés de Virginie ont interdit ou imposé des restrictions sévères aux projets solaires à grande échelle. Le développement agrivoltaïque sur les terres agricoles pourrait aider à répondre à la demande énergétique croissante de la Virginie tout en répondant aux préoccupations du public concernant l'utilisation des terres.

La croissance de l'agrivoltaïsme s'étend au-delà des États-Unis. Des recherches du Centre commun de recherche de la Commission européenne ont révélé que l'agrivoltaïsme pourrait fournir des centaines de gigawatts de capacité solaire à travers l'Europe tout en n'utilisant qu'une petite fraction des terres agricoles de la région. Le déploiement de l'agrivoltaïsme sur environ 1 pour cent des terres agricoles de l'Europe pourrait générer des centaines de térawattheures d'électricité chaque année sans restreindre l'activité agricole. L'Allemagne et la France se sont toutes deux engagées à établir des cadres réglementaires et des structures d'incitation pour les projets agrivoltaïques, et en décembre, la Grèce a annoncé des plans pour développer 130 MW d'agrivoltaïsme à travers le pays.

Le développement de terres à double usage pour l'agriculture et la production d'énergie propre pourrait optimiser l'utilisation des terres arables ou offrir une alternative productive pour les terrains inactifs. Il fournit également un revenu supplémentaire aux agriculteurs, dont beaucoup sont confrontés à des menaces liées au climat pour leurs moyens de subsistance. L'adoption de l'agrivoltaïsme pourrait en outre aider les entreprises d'énergie propre à obtenir le soutien du public et du gouvernement pour des projets sur des terres agricoles, offrant un modèle que d'autres États et nations confrontés à des conflits similaires d'utilisation des terres sont susceptibles d'observer de près alors qu'ils amplifient leurs propres ambitions en matière d'énergie renouvelable.

Par Felicity Bradstock pour Oilprice.com