Liệu nông nghiệp năng lượng mặt trời có thể cứu được ngành nông nghiệp hiện đại không?

Cuộc sống của người nông dân luôn là cuộc sống vất vả và nhiều thách thức. Không phải là tiết lộ khi nói rằng năm 2020 có nhiều thách thức hơn bao giờ hết đối với người nông dân và toàn bộ ngành. Nguyên nhân của họ phức tạp và đa dạng, và thực tế của sự tiến bộ công nghệ và toàn cầu hóa thường xuyên làm tăng thêm những thử thách cho cuộc sống của họ.

Nhưng không thể bỏ qua hiện tượng như vậy cũng mang lại nhiều lợi ích cho ngành nông nghiệp. Vì vậy, mặc dù ngành công nghiệp này đang hướng đến một thập kỷ mới với nhiều rào cản hơn bao giờ hết để tồn tại, nhưng cũng có lời hứa về công nghệ mới nổi được sử dụng rộng rãi. Công nghệ có thể giúp nông dân không chỉ duy trì mà còn phát triển. Năng lượng mặt trời là một phần thiết yếu của động lực mới này.

Từ những năm 1800 đến năm 2020

Cuộc cách mạng công nghiệp đã làm cho nghề nông hiệu quả hơn. Nhưng nó cũng mang đến sự sụp đổ đau đớn của mô hình kinh tế trước đó. Khi công nghệ tiến bộ, nó cho phép thu hoạch nhanh hơn nhưng lại làm giảm nguồn lao động. Việc mất việc làm do những đổi mới trong nghề nông đã trở thành một xu hướng phổ biến kể từ đó. Những sự ra đời và thay đổi mới như vậy đối với mô hình hiện tại thường được nông dân hoan nghênh và ghét bỏ ngang nhau.

Đồng thời, cách thức nhu cầu xuất khẩu nông sản vận hành cũng đã thay đổi. Trong những thập kỷ trước, khả năng các quốc gia xa xôi giao dịch hàng hóa nông sản là—mặc dù không phải là không thể trong mọi trường hợp—một viễn cảnh khó khăn hơn nhiều. Ngày nay (cho phép tác động mà đại dịch vi-rút corona tạm thời gây ra cho quá trình này), việc trao đổi hàng hóa nông sản toàn cầu được thực hiện dễ dàng và nhanh chóng đến mức không thể tưởng tượng được trong những kỷ nguyên đã qua. Nhưng điều này cũng thường gây áp lực mới cho nông dân.

Vâng, chắc chắn một số người đã được hưởng lợi—và được hưởng lợi rất nhiều từ sự thay đổi như vậy—vì các trang trại sản xuất hàng hóa “sạch và xanh” đẳng cấp thế giới hiện có một thị trường thực sự quốc tế để xuất khẩu. Nhưng đối với những người bán nhiều hàng hóa thông thường hơn, hoặc thấy thị trường quốc tế đã bão hòa đối tượng khách hàng trong nước của họ bằng cùng những sản phẩm họ bán, thì con đường duy trì lợi nhuận ổn định qua từng năm đã trở nên khó khăn hơn nhiều.

Cuối cùng, những xu hướng như vậy không chỉ là vấn đề đối với nông dân mà còn đối với tất cả những người khác. Đặc biệt là những người trong quốc gia bản địa của họ. Người ta dự đoán rằng những năm tới thế giới sẽ trở nên bất ổn hơn do nhiều yếu tố, trong đó có mối đe dọa ngày càng tăng của biến đổi khí hậu. Về vấn đề này, về cơ bản, mọi quốc gia sẽ phải đối mặt với những áp lực mới trong hành trình tìm kiếm an ninh lương thực.Người ta kỳ vọng rằng sự tồn tại của nghề nông như một nghề nghiệp khả thi và mô hình kinh tế sẽ ngày càng cấp thiết hơn, cả ở cấp độ địa phương và toàn cầu.Đây chính là lúc năng lượng mặt trời có thể trở thành yếu tố quan trọng trong tương lai.

Năng lượng mặt trời có phải là vị cứu tinh?

Nông nghiệp năng lượng mặt trời (hay còn gọi là “nông nghiệp quang điện” và “nông nghiệp sử dụng kép”) cho phép nông dân lắp đặttấm pin mặt trờicung cấp giải pháp giúp họ sử dụng năng lượng hiệu quả hơn và nâng cao trực tiếp khả năng canh tác của họ.Đối với những người nông dân có diện tích đất nhỏ, như thường thấy ở Pháp, nông nghiệp năng lượng mặt trời là giải pháp giúp bù đắp hóa đơn tiền điện, giảm việc sử dụng nhiên liệu hóa thạch và thổi luồng sinh khí mới vào các hoạt động hiện có.

Trên thực tế, theo một phát hiện trong những năm gần đây, ĐứcViện Fraunhofertrong quá trình giám sát các hoạt động thử nghiệm trong khu vực Hồ Constance của quốc gia này, quang điện nông nghiệp đã tăng năng suất trang trại lên 160% khi so sánh với hoạt động không sử dụng kép trong cùng thời kỳ.

Giống như toàn bộ ngành công nghiệp năng lượng mặt trời, nông quang điện vẫn còn non trẻ. Tuy nhiên, bên cạnh các cơ sở đã đi vào hoạt động đầy đủ trên toàn thế giới, đã có nhiều dự án thử nghiệm ở Pháp, Ý, Croatia, Hoa Kỳ và nhiều nơi khác. Sự đa dạng của các loại cây trồng có thể phát triển bên dưới tán cây năng lượng mặt trời (cho phép thay đổi vị trí, khí hậu và điều kiện) vô cùng ấn tượng. Lúa mì, khoai tây, đậu, cải xoăn, cà chua, cải cầu vồng và các loại khác đều đã phát triển thành công dưới các cơ sở năng lượng mặt trời.

Cây trồng không chỉ phát triển tốt trong điều kiện như vậy mà còn có thể kéo dài thời gian sinh trưởng nhờ các điều kiện tối ưu mà phương pháp sử dụng kép này mang lại, giúp ấm áp hơn vào mùa đông và mát mẻ hơn vào mùa hè.Một nghiên cứu ở vùng Maharashtra của Ấn Độ đã phát hiện ranăng suất cây trồng cao hơn tới 40%nhờ vào việc giảm bốc hơi và che bóng nhiều hơn nên đã lắp đặt hệ thống quang điện nông nghiệp.

Một địa hình thực tế

Mặc dù có nhiều điều tích cực khi kết hợp ngành năng lượng mặt trời và nông nghiệp với nhau, vẫn còn nhiều thách thức trên con đường phía trước. Như Gerald Leach, Chủ tịch củaLiên đoàn Nông dân VictoriaỦy ban Quản lý Đất đai, một nhóm vận động hành lang bảo vệ quyền lợi của nông dân ở Úc đã nói với Tạp chí Solar,“Nhìn chung, VFF ủng hộ việc phát triển năng lượng mặt trời, miễn là chúng không xâm phạm vào đất nông nghiệp có giá trị cao, chẳng hạn như ở các vùng thủy lợi.”

Đổi lại, “VFF tin rằng để tạo điều kiện cho một quá trình có trật tự cho việc phát triển sản xuất điện mặt trời trên đất nông nghiệp, các dự án quy mô lớn cung cấp điện cho lưới điện cần phải có quy trình lập kế hoạch và phê duyệt để tránh những hậu quả không mong muốn. Chúng tôi ủng hộ việc nông dân có thể lắp đặt các cơ sở năng lượng mặt trời để sử dụng riêng mà không cần giấy phép.”

Đối với ông Leach, khả năng kết hợp các hệ thống năng lượng mặt trời với nông nghiệp và chăn nuôi hiện có cũng rất hấp dẫn.

Chúng tôi mong đợi những tiến bộ trong nông nghiệp năng lượng mặt trời cho phép hệ thống điện mặt trời và nông nghiệp cùng tồn tại, mang lại lợi ích chung cho ngành nông nghiệp và năng lượng.

“Có nhiều dự án năng lượng mặt trời, đặc biệt là các dự án tư nhân, nơi cừu đi lang thang giữa các tấm pin mặt trời. Gia súc quá lớn và có nguy cơ làm hỏng các tấm pin mặt trời, nhưng cừu, miễn là bạn giấu tất cả các dây điện ngoài tầm với, là hoàn hảo để giữ cỏ giữa các tấm pin.”

Hơn nữa, như David Huang, một người quản lý dự án cho nhà phát triển năng lượng tái tạoNăng lượng miền Namnói với Tạp chí Solar, “Việc định vị một trang trại năng lượng mặt trời có thể là một thách thức vì cơ sở hạ tầng điện ở các khu vực có xu hướng cần nâng cấp để hỗ trợ quá trình chuyển đổi năng lượng tái tạo. Việc kết hợp các hoạt động nông nghiệp vào trang trại năng lượng mặt trời cũng làm phức tạp thêm quá trình thiết kế, vận hành và quản lý một dự án”, và theo đó:

Người ta cho rằng cần phải hiểu rõ hơn về tác động của chi phí và sự hỗ trợ của chính phủ cho nghiên cứu liên ngành.

Mặc dù chi phí cho năng lượng mặt trời nói chung chắc chắn đang giảm, nhưng thực tế là các hệ thống nông nghiệp năng lượng mặt trời có thể vẫn đắt đỏ—và đặc biệt là nếu chúng bị hư hỏng. Mặc dù các biện pháp gia cố và bảo vệ được đưa ra để ngăn ngừa khả năng như vậy, nhưng chỉ cần một cột điện bị hư hỏng cũng có thể trở thành vấn đề lớn. Một vấn đề có thể rất khó tránh khỏi theo từng mùa nếu người nông dân vẫn cần vận hành thiết bị hạng nặng xung quanh hệ thống, nghĩa là chỉ cần một lần bẻ lái sai cũng có thể gây nguy hiểm cho toàn bộ hệ thống.

Đối với nhiều nông dân, giải pháp cho vấn đề này là vị trí lắp đặt. Việc tách biệt hệ thống năng lượng mặt trời khỏi các khu vực hoạt động nông nghiệp khác có thể khiến một số lợi ích tốt nhất của nông nghiệp năng lượng mặt trời bị bỏ lỡ, nhưng nó cung cấp thêm sự an toàn xung quanh cấu trúc. Kiểu thiết lập này sử dụng đất chính dành riêng cho nông nghiệp, với đất phụ trợ (có chất lượng bậc hai hoặc bậc ba khi đất không giàu dinh dưỡng) được sử dụng để lắp đặt hệ thống năng lượng mặt trời. Một sự sắp xếp như vậy có thể đảm bảo sự gián đoạn đối với bất kỳ hoạt động nông nghiệp hiện có nào được giảm thiểu.

Điều chỉnh theo các công nghệ mới nổi khác

Khi công nhận một cách công bằng lời hứa hẹn của năng lượng mặt trời đối với ngành nông nghiệp trong tương lai, chúng ta không thể bỏ qua rằng các công nghệ khác xuất hiện trên thị trường sẽ là trường hợp lịch sử lặp lại chính nó. Sự tăng trưởng dự kiến ​​trong việc sử dụng Trí tuệ nhân tạo (AI) trong lĩnh vực này là một ví dụ chính về điều này. Mặc dù lĩnh vực robot vẫn chưa đủ tiên tiến đến mức chúng ta thấy những con robot cực kỳ tinh vi đi lang thang khắp các khu đất của mình để thực hiện các công việc lao động chân tay, nhưng chúng ta chắc chắn đang chuyển dịch theo hướng đó.

Hơn nữa, Máy bay không người lái (hay còn gọi là máy bay không người lái) hiện đã được sử dụng ở nhiều trang trại và dự kiến ​​khả năng thực hiện nhiều nhiệm vụ đa dạng hơn của chúng trong tương lai sẽ ngày càng tăng.Trong chủ đề chính khi đánh giá tương lai của ngành nông nghiệp, người nông dân phải tìm cách làm chủ công nghệ tiên tiến để kiếm lợi nhuận, hoặc có nguy cơ lợi nhuận của họ bị chi phối bởi những tiến bộ của công nghệ.

Dự báo trước

Không có gì bí mật khi tương lai của ngành nông nghiệp sẽ chứng kiến ​​những mối đe dọa mới đe dọa sự tồn tại của nó. Điều này không chỉ do những tiến bộ của công nghệ, mà còn do tác động của biến đổi khí hậu. Đồng thời, bất chấp những tiến bộ của công nghệ, ngành nông nghiệp trong tương lai vẫn sẽ đòi hỏi - ít nhất là trong nhiều năm tới nếu không muốn nói là mãi mãi - nhu cầu về chuyên môn của con người.

Đúng vậy, nếu quá khứ là bất cứ điều gì để đi theo thì điều này sẽ không giải quyết được mọi tai ương hoặc loại bỏ mọi vấn đề, nhưng nó có nghĩa là sẽ có một động lực mới trong kỷ nguyên tiếp theo của ngành nông nghiệp. Một nơi mà năng lượng mặt trời cung cấp tiềm năng to lớn như một công nghệ có lợi và nhu cầu về an ninh lương thực lớn hơn là điều cần thiết. Chỉ riêng năng lượng mặt trời không thể cứu được ngành nông nghiệp hiện đại—nhưng chắc chắn nó có thể là một công cụ mạnh mẽ giúp xây dựng một chương mới vững mạnh cho ngành này trong tương lai.