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

Cuộc sống của người nông dân luôn là một cuộc sống vất vả và nhiều thử thách.Không có gì ngạc nhiên khi nói rằng vào năm 2020 sẽ có nhiều thách thức hơn bao giờ hết đối với nông dân và toàn ngành.Nguyên nhân của chúng rất phức tạp và đa dạng, và thực tế của tiến bộ công nghệ và toàn cầu hóa đôi khi đã bổ sung thêm những thử thách cho sự tồn tại của chúng.

Nhưng không thể bỏ qua những hiện tượng như vậy cũng đã mang lại nhiều lợi ích cho nông nghiệp.Vì vậy, mặc dù ngành công nghiệp đang hướng tới một thập kỷ mới với những rào cản lớn hơn bao giờ hết đối với sự tồn tại của nó, nhưng cũng có lời hứa về việc công nghệ mới nổi sẽ được đưa vào sử dụng đại trà.Công nghệ có thể giúp nông dân không chỉ bền vững mà còn phát triển.Năng lượng mặt trời là một phần thiết yếu của động lực mới này.

Từ những năm 1800 đến 2020

Cuộc cách mạng công nghiệp làm cho nông nghiệp hiệu quả hơn.Nhưng nó cũng dẫn đến sự sụp đổ đau đớn của mô hình kinh tế trước đó.Khi công nghệ tiên tiến, nó cho phép thu hoạch được thực hiện nhanh hơn nhưng phải trả giá bằng lực lượng lao động.Tình trạng mất việc làm do những đổi mới trong nông nghiệp đã trở thành một xu hướng chung kể từ đó.Những cải tiến và thay đổi mới như vậy đối với các mô hình hiện tại mà nông dân thường hoan nghênh cũng như phản đối một cách ngang nhau.

Đồng thời, cách thức hoạt động của nhu cầu xuất khẩu nông sản cũng đã thay đổi.Trong nhiều thập kỷ trôi qua, khả năng trao đổi hàng hóa nông nghiệp của các quốc gia xa xôi - mặc dù không có nghĩa là không thể xảy ra trong mọi trường hợp - là một triển vọng khó khăn hơn nhiều.Ngày nay (cho phép tác động của đại dịch vi-rút corona tạm thời ảnh hưởng đến quá trình này), việc trao đổi hàng hóa nông nghiệp trên toàn cầu được thực hiện một cách dễ dàng và nhanh chóng không thể tưởng tượng được trong các thời đại đã qua.Nhưng điều này cũng thường gây áp lực mới cho nông dân.

Đúng vậy, chắc chắn một số người đã được hưởng lợi—và hưởng lợi lớn từ sự thay đổi như vậy—vì các trang trại sản xuất hàng hóa “xanh và sạch” đẳng cấp thế giới hiện có thị trường quốc tế thực sự để xuất khẩu.Nhưng đối với những người bán nhiều hàng hóa thông thường hơn hoặc nhận thấy thị trường quốc tế đã bão hòa đối tượng trong nước với cùng sản phẩm họ bán, con đường duy trì lợi nhuận ổn định năm này qua năm khác 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 sắp tới sẽ chứng kiến ​​thế giới trở nên bất ổn hơn do nhiều yếu tố, không ít trong số đó là 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 khi tìm kiếm an ninh lương thực.Người ta cho rằng sự tồn tại của nông nghiệp như một mô hình kinh tế và nghề nghiệp khả thi sẽ ngày càng cấp bách, ở địa phương và toàn cầu.Chính ở đây, năng lượng mặt trời có thể là một yếu tố quan trọng trong tương lai.

Solar như một vị cứu tinh?

Nông nghiệp năng lượng mặt trời (AKA “agrophotovoltaics” và “canh tác sử dụng kép”) cho phép nông dân lắp đặtTấm năng lượng mặt trờicung cấp một cách để làm cho việc sử dụng năng lượng của họ hiệu quả hơn và trực tiếp nâng cao khả năng canh tác của họ.Đặc biệt, đối với những nông dân có diện tích đất nhỏ—như thường thấy ở Pháp—nông nghiệp năng lượng mặt trời cung cấp một cách để bù đắp hóa đơn năng lượng, giảm 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 Fraunhoferkhi giám sát các hoạt động thử nghiệm trong vùng Hồ Constance của quốc gia, 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 năng lượng mặt trời, quang điện nông nghiệp vẫn còn non trẻ.Tuy nhiên, bên cạnh các cài đặt đã hoạt động đầy đủ trên khắp thế giới, đã có nhiều dự án thử nghiệm ở Pháp, Ý, Croatia, Hoa Kỳ và hơn thế nữa.Sự đa dạng của các loại cây trồng có thể phát triển bên dưới tán cây 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, củ cải Thụy Sĩ và những loại khác đều đã phát triển thành công nhờ lắp đặt năng lượng mặt trời.

Cây trồng không chỉ phát triển thành công trong các thiết lập như vậy mà còn có thể thấy mùa sinh trưởng của chúng được kéo dài nhờ các điều kiện tối ưu mang lại công dụng kép, cung cấp thêm hơi ấm vào mùa đông và khí hậu mát mẻ hơn vào mùa hè.Một nghiên cứu ở vùng Maharashtra của Ấn Độ cho thấynăng suất cây trồng cao hơn tới 40%nhờ giảm sự bay hơi và thêm bóng râm do lắp đặt quang điện nông nghiệp được cung cấp.

Một vị trí thực sự của đất

Mặc dù có nhiều điều tích cực khi kết hợp ngành năng lượng mặt trời và nông nghiệp với nhau, nhưng vẫn có những thách thức trên con đường phía trước.Như Gerald Leach, Chủ tịchLiên đoàn Nông dân VictoriaỦy ban Quản lý Đất đai, một nhóm vận động hành lang ủng hộ lợi ích của nông dân ở Úc nói với Tạp chí Solar,“Nói chung, VFF ủng hộ phát triển năng lượng mặt trời, miễn là họ không lấn chiếm đất nông nghiệp có giá trị cao, chẳng hạn như ở các huyện thủy lợi.”

Do đó, “VFF cho rằng để tạo điều kiện thuận lợi cho quy trình phát triển điện mặt trời trên đất nông nghiệp diễn ra có trật tự, các dự án quy mô lớn cung cấp điện cho lưới điện cần phải có quy hoạch và quy trình phê duyệt để tránh những hậu quả khôn lường.Chúng tôi hỗ trợ 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 lắp đặt năng lượng mặt trời với nông nghiệp và động vật hiện có cũng rất hấp dẫn.

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

“Có rất nhiều dự án phát triển năng lượng mặt trời, đặc biệt là những dự án tư nhân, nơi những chú cừu 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 hệ thống dây điện ngoài tầm với, là loài hoàn hảo để giữ cỏ giữa các tấm pin.

Hơn nữa, như David Huang, người quản lý dự án cho nhà phát triển năng lượng tái tạonăng lượng miền namnói với Tạp chí Solar, “Việc xác định vị trí của 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 yêu cầu nâng cấp để hỗ trợ quá trình chuyển đổi năng lượng tái tạo.Việc kết hợp các hoạt động nông nghiệp vào canh tác năng lượng mặt trời cũng mang lại sự phức tạp trong thiết kế, vận hành và quản lý dự án”, và theo đó:

Hiểu rõ hơn về ý nghĩa chi phí và hỗ trợ của chính phủ cho nghiên cứu liên ngành được coi là cần thiết.

Mặc dù chi phí năng lượng mặt trời nói chung chắc chắn đang giảm, nhưng thực tế là việc lắp đặt năng lượng mặt trời trong nông nghiệp có thể vẫn còn đắt đỏ—và đặc biệt là nếu chúng bị hư hỏng.Trong khi việc củng cố và bảo vệ được đưa ra để ngăn chặn khả năng xảy ra như vậy, thì chỉ một cột điện bị hư hại cũng có thể trở thành một vấn đề lớn.Một vấn đề có thể rất khó tránh khỏi theo từng mùa nếu người nông dân vẫn cần vận hành các thiết bị nặng xung quanh việc lắp đặt, nghĩa là một lần bẻ lái sai có thể có khả năng gây nguy hiểm cho toàn bộ quá trình thiết lập.

Đối với nhiều nông dân, giải pháp cho vấn đề này là một trong những vị trí.Việc tách riêng việc lắp đặt năng lượng mặt trời khỏi các lĩnh vực hoạt động nông nghiệp khác có thể thấy một số lợi ích tốt nhất mà nông nghiệp năng lượng mặt trời đã bỏ lỡ, nhưng nó mang lại sự an toàn bổ sung xung quanh cấu trúc.Kiểu thiết lập này cho thấy đất chính dành riêng cho nông nghiệp, với đất phụ trợ (có chất lượng bậc hai hoặc bậc ba, nơi đất không giàu dinh dưỡng) được sử dụng để lắp đặt năng lượng mặt trời.Một sự sắp xếp như vậy có thể đảm bảo giảm thiểu sự gián đoạn đối với bất kỳ hoạt động canh tác hiện có nào.

Điều chỉnh theo các công nghệ mới nổi khác

Khi nhận ra một cách công bằng năng lượng mặt trời hứa hẹn dành cho nông nghiệp trong tương lai, không thể bỏ qua rằng các công nghệ khác xuất hiện sẽ là một trường hợp lịch sử lặp lại.Sự tăng trưởng dự kiến ​​trong việc sử dụng Trí tuệ nhân tạo (AI) trong lĩnh vực này là một ví dụ điển hình cho điều này.Mặc dù lĩnh vực chế tạo người máy chưa đủ tiên tiến đến mức chúng ta có thể thấy những người máy cực kỳ tinh vi đi lang thang quanh các khu nhà của chúng ta để thực hiện các nhiệm vụ lao động thủ công, nhưng chúng ta chắc chắn đang chuyển hướng theo hướng đó.

Hơn nữa, Máy bay không người lái (máy bay không người lái AKA) đã được sử dụng ở nhiều trang trại và dự kiến ​​khả năng đảm nhận nhiều nhiệm vụ hơn trong tương lai của chúng sẽ chỉ tăng lên.Trong chủ đề trọng tâm trong việc đánh giá tương lai của ngành nông nghiệp là gì, nông dân phải tìm cách làm chủ công nghệ tiên tiến vì lợi nhuận của họ—hoặc mạo hiểm tìm kiếm lợi nhuận của họ bị làm chủ bởi những tiến bộ của công nghệ.

Dự báo phía trước

Không có gì bí mật khi tương lai của ngành nông nghiệp sẽ chứng kiến ​​những mối đe dọa mới xuất hiện 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, nông nghiệp trong tương lai vẫn sẽ yêu cầu—ít nhất là trong nhiều năm tới nếu không muốn nói là mãi mãi—nhu cầu về chuyên môn của con người.

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