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

Cuộc sống của người nông dân luôn là một cuộc sống cực nhọc và nhiều thử thách. Không có gì đáng ngạc nhiên khi nói rằng năm 2020 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, đồng thời thực tế tiến bộ công nghệ và toàn cầu hóa đôi khi đã tạo 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 nghề trồng trọt. Vì vậy, mặc dù ngành này đang hướng tới một thập kỷ mới với những rào cản lớn hơn cho sự tồn tại của nó hơn bao giờ hết, nhưng vẫn có triển vọng về việc công nghệ mới nổi sẽ 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 2020

Cuộc cách mạng công nghiệp làm cho nông nghiệp hiệu quả hơn. Nhưng nó cũng kéo theo sự sụp đổ đau đớn của mô hình kinh tế trước đây. Khi công nghệ tiến bộ, nó cho phép việc thu hoạch được thực hiện nhanh hơn nhưng lại gây tốn kém về lực lượng lao động. Mất việc làm do đổi mới trong nông nghiệp đã trở thành xu hướng phổ biến 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 và ghét bỏ ở mức độ ngang nhau.

Đồng thời, cách vận hành 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 giữa các quốc gia xa xôi - mặc dù không có nghĩa là không thể trong mọi trường hợp - là một viễn cảnh khó khăn hơn nhiều. Ngày nay (cho dù tác động của đại dịch coronavirus đã tạm thời gây ra cho quá trình này), việc trao đổi hàng hóa nông nghiệp trên toàn cầu được thực hiện một cách dễ dàng và nhanh chóng đến mức 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, không còn nghi ngờ gì nữa, một số đã được hưởng lợi—và được hưởng lợi rất nhiều từ sự thay đổi đó—vì các trang trại sản xuất hàng hóa “xanh và sạch” đẳng cấp thế giới giờ đây đã 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 khán giả trong nước với cùng những sản phẩm họ bán, 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 người 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 những năm tới sẽ chứng kiến ​​thế giới trở nên bất ổn hơn do nhiều yếu tố, trong đó ít nhất 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 dự đoán rằng sự tồn tại của nghề nông như một nghề nghiệp khả thi và mô hình kinh tế sẽ ngày càng cấp bách ở địa phương và toàn cầu.Ở đây năng lượng mặt trời có thể là một yếu tố quan trọng trong tương lai.

Năng lượng mặt trời như một vị cứu tinh?

Nông nghiệp sử dụng năng lượng mặt trời (AKA “nông nghiệp quang điện” và “nông nghiệp sử dụng kép”) cho phép nông dân lắp đặttấm pin mặt trờiđưa ra cách giúp họ sử dụng năng lượng hiệu quả hơn và trực tiếp nâng cao khả năng canh tác của họ.Đặc biệt đối với những người nông dân có diện tích đất nhỏ—như thường thấy ở Pháp—nông nghiệp sử dụng năng lượng mặt trời cung cấp một cách để bù đắp hóa đơn năng lượng, 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, nước ĐứcViện Fraunhofertrong việc giám sát các hoạt động thử nghiệm trong khu vực Hồ Constance của quốc gia, quang điện nông nghiệp đã tăng năng suất trang trại lên 160% so với hoạt động không sử dụng kép trong cùng thời kỳ.

Giống như toàn bộ ngành công nghiệp năng lượng mặt trời, quang điện nông nghiệp vẫn còn non trẻ. Tuy nhiên, bên cạnh việc lắp đặt đã vận hành đầy đủ trên khắp thế giới, còn có rất nhiều dự án thử nghiệm ở Pháp, Ý, Croatia, Mỹ và hơn thế nữa. Sự đa dạng của các loại cây trồng có thể phát triển bên dưới các tán 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, củ cải Thụy Sĩ và các loại khác đều đã phát triển thành công khi 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 cung cấp công dụng kép, mang lại thêm sự ấm áp vào mùa đông và khí hậu mát mẻ hơn vào mùa hè.Một nghiên cứu ở vùng Maharashtra của Ấn Độ đã tìm thấynăng suất cây trồng cao hơn tới 40%nhờ giảm sự bốc hơi và tăng thêm bóng mát mà hệ thống quang điện nông nghiệp được cung cấp.

Một mảnh đất thực sự

Mặc dù có nhiều điều tích cực khi kết hợp ngành công nghiệp năng lượng mặt trời và nông nghiệp với nhau nhưng vẫn còn những 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 ủng hộ lợi ích của nông dân ở Úc nói với Tạp chí Solar,“Nhìn chung, VFF ủng hộ việc phát triển năng lượng mặt trời, miễn là chúng không lấn chiếm đất nông nghiệp có giá trị cao, chẳng hạn như các huyện có thủy lợi.”

Ngược lại, “VFF tin rằng để tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình phát triển điện mặt trời trên đất nông nghiệp có trật tự, 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 lường trước được. Chúng tôi hỗ trợ nông dân có thể lắp đặt các cơ sở năng lượng mặt trời để họ sử dụng mà không cần giấy phép.”

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

Chúng tôi mong muốn 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 đàn 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 lựa chọn hoàn hảo để giữ cỏ ở 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 bố trí một trang trại năng lượng mặt trời có thể gặp khó khăn 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 sự 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 cho nông nghiệp có thể vẫn đắt đỏ - và đặc biệt nếu chúng bị hư hỏng. Trong khi việc tăng cường và các biện pháp bảo vệ được thực hiện 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 thiết bị nặng xung quanh hệ thống lắp đặt, nghĩa là một cú xoay tay lái sai có thể gây nguy hiểm cho toàn bộ quá trình thiết lập.

Đối với nhiều nông dân, giải pháp cho vấn đề này là bố trí vị trí. Việc tách 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 sử dụng năng lượng mặt trời đã bỏ lỡ, nhưng nó mang lại sự an toàn bổ sung xung quanh cấu trúc. Kiểu thiết lập này coi đất đắc địa 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. Sự sắp xếp như vậy có thể đảm bảo giảm thiểu sự gián đoạn đối với mọi hoạt động nông nghiệp hiện tại.

Điều chỉnh theo các công nghệ mới nổi khác

Khi thừa nhận một cách công bằng lời hứa của năng lượng mặt trời đối với 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 robot vẫn chưa đủ tiến bộ đến mức chúng ta thấy những robot có độ phức tạp cao đi lang thang trong nhà của chúng ta để thực hiện các nhiệm vụ lao động chân tay, nhưng chúng ta chắc chắn đang chuyển đổi 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 khi đánh giá tương lai của ngành nông nghiệp, nông dân phải tìm cách làm chủ công nghệ tiên tiến để kiếm lợi nhuận - hoặc có nguy cơ nhận thấy lợi nhuận của họ bị những tiến bộ công nghệ làm chủ.

Dự báo phía trước

Không có gì bí mật, tương lai của ngành nông nghiệp sẽ chứng kiến ​​những mối đe dọa mới xuất hiện đe dọa sự sống còn của nó. Điều này không chỉ do sự tiến bộ của công nghệ mà còn do tác động của biến đổi khí hậu. Đồng thời, bất chấp sự tiến bộ của công nghệ, 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, nếu quá khứ không còn nữa 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 cao hơn là điều cần thiết. Năng lượng mặt trời một mình 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 mạnh mẽ cho ngành này trong tương lai.