农光互补在农民中获得更多关注,太阳能开发商推动土地双重利用
要点速览
- •日本自2000年代中期起率先大规模采用农光互补,如今已拥有逾一千处双重用途装置,表明农业与太阳能发电结合可以保持商业可行性。
- •Golden State Clean Energy计划在未来十年内于136,000英亩闲置农地上安装最高21 GW太阳能容量和21 GW电池储能,理论上可为超过10 million户家庭供电。
- •弗吉尼亚州已于6月将农光互补写入州级定义,以鼓励开发商投资;该州近三分之二的县因担忧农地流失而禁止或严格限制大型太阳能项目。
- •来自University of Arizona和Germany's Fraunhofer Institute的研究证实,太阳能板与作物之间的互利关系——即遮阴减少水分蒸发、作物蒸腾为组件降温——在多种作物和气候条件下都可行。
- •欧洲委员会联合研究中心估计,若在欧洲约1%的农业用地上部署农光互补,且不限制农业活动,便可每年产生数百TWh电力。

能源公司正在探索创新方式,以扩大清洁电力生产并争取公众对新项目的支持,越来越多的太阳能企业也在投资将农业活动与太阳能发电结合于同一土地的双重用途项目。对太阳能电站的常见批评之一是,将可耕地完全用于发电会限制其他生产用途——在全球各国竞相实现雄心勃勃的脱碳目标、同时又不能牺牲粮食安全之际,这一矛盾正日益加剧。在农业活动仍可继续开展的农地上安装太阳能板,提供了一种潜在解决方案。
许多太阳能项目选址于干旱、不可耕作的土地,这类土地原本也难以得到开发。不过,太阳能电池通常在潮湿而非干燥环境中运行得更高效。然而,在可耕地上建设太阳能电站过去一直遭遇政治反对和公众批评。与此同时,对太阳能项目的“邻避”反对仍是开发的重要阻力。将已用于农业的土地用于太阳能装置,可以在实现清洁能源生产的同时缓解这些担忧。
农光互补——也称为agrophotovoltaics、agri-solar或agri-PV——近年来随着清洁能源公司投资开发双重用途场地,其受欢迎程度和规模都在扩大。太阳能板可以安装在用于农作物种植或牲畜放牧的土地上方或周边。
双重用途土地在农业社区中变得越来越受欢迎,因为它为农民提供了从同一块用于农业活动的土地上获得额外收入的机会。除多元化收入来源外,在农地上安装太阳能光伏系统还可带来生态优势,同时减少土地用途竞争和选址限制。
太阳能板的布置方式会确保作物获得充足阳光,同时在日照和高温最强烈的时段为作物和牲畜提供遮阴。它们还可以帮助减少土壤水分蒸发。与此同时,生长在太阳能板下方的作物会释放水蒸气,这有助于从下方为组件降温,并提升其运行效率。
加利福尼亚州计划在数万英亩因缺水而闲置的休耕农地上建设大型太阳能场。弗雷斯诺以西的圣华金谷约70,000英亩原农地已被当地水务机构迫使停耕。随着全球多个地区旱情更趋频繁,开发双重用途项目可以帮助农民即便在土地不再具备传统农业产出时,仍保有这片土地。私营开发商Golden State Clean Energy正与该水务机构及农民合作,将这些土地用于清洁能源生产。
Golden State计划在未来十年内,按照其Valley Clean Infrastructure Plan,在136,000英亩土地上安装最高21 GW的太阳能板和21 GW的电池储能。项目完工后,预计可为超过10 million户家庭提供足够的清洁电力。该计划将由30至60个单独项目组成,其中Golden State仅开发5%到10%的太阳能电站,其余场地将向其他投资者开放。该巨型项目预计将帮助加利福尼亚州实现到2045年100%使用可再生能源供电的目标。
与此同时,在美国数据中心开发重镇弗吉尼亚州,随着电力需求持续上升,州政府正在探索提升发电量的方式。6月,弗吉尼亚州将农光互补的州级定义正式入法,旨在鼓励开发商在全州范围内投资相关项目。
弗吉尼亚州2020年的一项法律要求该州两家最大的公用事业公司开发超过16 GW的陆上可再生能源,其中大部分为太阳能。然而,太阳能开发在该州一直备受诟病,因为人们将弗吉尼亚州农地快速减少归咎于此——尽管住房开发对这一现象的影响要大得多。这导致弗吉尼亚州近三分之二的县禁止或严格限制大型太阳能项目。因此,在农地上开发太阳能项目,既可帮助满足弗吉尼亚州的能源需求,也能回应公众对土地使用的担忧。
推动农光互补发展的并不只有美国,世界其他地区也在欢迎相关投资。欧洲委员会联合研究中心的研究显示,农光互补可在欧洲提供数百GW的太阳能装机容量,而仅占用该地区极小比例的农业用地。若将农光互补部署在欧洲约1%的农业用地上,便可在不限制农业活动的情况下,每年发出数百TWh电力。12月,希腊宣布计划在全国范围内开发130 MW农光互补项目。
为农业和清洁能源生产开发双重用途土地,既可优化可耕地利用,也可为闲置土地提供替代用途。它还可为农民带来额外收入,许多农民正面临气候变化对生计构成的挑战。农光互补的应用也可能帮助清洁能源公司争取公众和政府对在可耕地上建设项目的支持。