Fotowoltaika rolnicza (inaczej agrofotowoltaika lub Agri-PV) to jednoczesne wykorzystanie gruntów zarówno do celów rolniczych, jak i do produkcji energii ze Słońca. Obecnie agrofotowoltaika jest jeszcze rozwiązaniem niszowym w Polsce, choć na świecie staje się coraz popularniejsza, także w krajach europejskich.
Dlaczego ten rodzaj wytwarzania energii ze Słońca zasługuje na szczególną uwagę?
Po pierwsze, warto wspomnieć, że rolnictwo w naszym kraju jest bardzo ważnym sektorem gospodarki. Tam, gdzie na świecie przeciętne wykorzystanie gruntów na cele rolnicze stanowi 39%, w Polsce jest to 47% (14 637 000 ha wg danych Głównego Urzędu Statystycznego z 31.03.2021 r. – Powszechny spis rolny 2020[1]). Bardziej szczegółowo, uprawy stanowią 10 707 000 ha, użytki zielone 3 185 000 ha, a sady 301 000 ha. Liczba dużych, dobrze zarządzanych gospodarstw i sadów stale rośnie. W związku z rosnącym zapotrzebowaniem na żywność na całym świecie nigdy wcześniej nie było tak ważne jak dziś, aby zachować cenne, wysokiej jakości grunty rolne i zabezpieczyć żyzne gleby do produkcji żywności.
Agrofotowoltaika ma ogromny potencjał w naszym kraju, i to nie tylko z uwagi na dużą powierzchnię gruntów rolnych. Polscy rolnicy coraz częściej zmagają się ze skutkami zmian klimatu, zwłaszcza z ekstremalnymi zjawiskami pogodowymi, takimi jak ulewne deszcze, burze oraz fale upałów. Zużycie wody może być bardzo wysokie w sektorze rolniczym, więc rolnicy mogą również stanąć w obliczu problemu niedoborów wody.
Dodatkowo warto uwzględnić ambitne prognozy dotyczące zainstalowanej mocy OZE w Polsce, z docelowym poziomem 44 GW do 2030 r. (pakiet Komisji Europejskiej „Fit for 55”[2]). W związku z tym konieczne staje się rozszerzenie naszego miksu energetycznego i wykorzystywanych źródeł energii odnawialnej, w tym energii słonecznej. Agri-PV jest obiecującym rozwiązaniem, które ma do odegrania ważną rolę jako aplikacja o podwójnej funkcji. Pozwala ono na wykorzystanie ziemi zarówno do zrównoważonej produkcji rolnej, jak i do wytwarzania energii słonecznej, a tym samym umożliwia wykorzystanie synergii obu sektorów.
W dziedzinie Agri-PV, która jest tak zróżnicowana jak sama działalność rolnicza, rozróżnić możemy rozwiązania, gdzie panele słoneczne są zainstalowane nad uprawami, oraz rozwiązania, gdzie panele słoneczne są zainstalowane w rzędach pomiędzy uprawami, tak aby umożliwić przejazd dużych maszyn rolniczych.
Jakie są korzyści dla rolników?
Instalacje Agri-PV o podwójnym zastosowaniu chronią uprawy. Niekorzystne zjawiska pogodowe stają się coraz bardziej regularne, np. grad, susze, ulewne deszcze i fale upałów. Panele PV instalowane nad uprawami pomagają osłonić je przed niepożądanymi czynnikami atmosferycznymi. Dzięki temu można znacznie ograniczyć stosowanie folii plastikowych, których instalacja i wymiana co kilka lat jest kosztowna i czasochłonna. Sektor rolniczy potrzebuje dużych ilości wody, której zasoby w Polsce są mocno ograniczone. Instalacja agrofotowoltaiczna zmniejsza parowanie i transpirację, a półprzezroczyste moduły dostarczają wystarczającą ilość światła słonecznego do wzrostu roślin, redukując zbyt duże promieniowanie słoneczne. Dodatkowo system pomaga w gromadzeniu i zagospodarowaniu wody deszczowej. Rolnicy mogą cieszyć się również łatwiejszymi zbiorami. Bardziej kontrolowane warunki uprawy umożliwiają wydłużenie okresu uprawy, a w razie potrzeby również zebranie plonów w czasie, który ma największy sens handlowy. Zrównoważone temperatury pod panelami zapewniają również bardziej komfortowe warunki zbiorów.
W przypadku instalacji PV między rzędami upraw rolnicy mogą korzystać ze stałych opłat z tytułu dzierżawy. Aspekty techniczne i środowiskowe obejmują m.in. mniejszą erozję gleby dzięki ochronie przed wiatrem oraz zwiększenie bioróżnorodności w przypadku zachowania pasów zieleni i roślin łąkowych pod panelami. Rolnicy przyczyniają się do tworzenia gospodarki cyrkularnej i odbudowy ekosystemu, podczas gdy przeznaczenie gruntów pozostaje takie samo. Podobnie jak w przypadku instalacji nad uprawami, instalacja może zostać wzbogacona o system do zbierania wody deszczowej i zarządzania nią.
Wreszcie Agri-PV pozwala na generowanie czystej, zielonej energii, będącej dodatkowym zyskiem ekonomicznym dla rolnika.
Fotowoltaika rolnicza jako rozwiązanie dla rynków europejskich
Obecnie na świecie zainstalowanych jest ponad 14 GW mocy w Agri-PV (Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems ISE[3]). Wiele instalacji agrofotowoltaicznych znajduje się w Azji (Japonia, Chiny), jednak coraz więcej pojawia się także w Europie. Jedną z kluczowych zalet Agri-PV jest jej podwójna funkcja, pozwalająca na produkcję żywności i energii na tym samym terenie. Rosnący entuzjazm można zauważyć w wielu krajach UE. Włochy zobowiązały się już do przeznaczenia 1,1 mld euro na promocję agrofotowoltaiki, w tym do zainstalowania 2 GW mocy fotowoltaicznych w rolnictwie. Francja natomiast promuje rolnicze PV od 2017 r. poprzez serię przetargów na innowacje, z 48 zainstalowanymi projektami w samym 2020 r. (Intersolar Europe 2022: Technologies et projets photovoltaïques innovants pour l’agriculture (Tecsol blog) (blogs.com)[4]).
Nowa technologia rozwija się również w Niemczech. Nasi zachodni sąsiedzi oczekują, że środki wprowadzone w ostatnim pakiecie regulacyjnym oraz publikacja nowej normy dla Agri-PV (DIN SPEC 91434) przyczynią się do jej rozwoju. Wspomniana norma definiuje fotowoltaikę rolniczą jako „łączne wykorzystanie jednego i tego samego obszaru gruntu do produkcji rolnej jako zastosowania podstawowego oraz do produkcji energii elektrycznej za pomocą systemu PV jako zastosowania wtórnego”.
Ponadto we wrześniu ubiegłego roku w sadzie jabłoniowym w niemieckim landzie Nadrenia-Palatynat (warunki zbliżone do polskich sadów) zainstalowano 258-kilowatową instalację testową w celu zademonstrowania potencjału rolniczej fotowoltaiki i optymalizacji jej wykorzystania w sadownictwie. Kolejne pięć rolniczych instalacji demonstracyjnych Agri-PV, o łącznej mocy co najmniej 1650 kW, planowane jest również w gospodarstwach owocowych i jagodowych w Badenii-Wirtembergii w Niemczech. Plany te zostały ogłoszone przez Ministerstwo Środowiska Badenii-Wirtembergii w połowie stycznia 2022 r., wraz z pakietem finansowania projektów w wysokości 2,5 mln euro.
W Europie prym w dziedzinie Agri-PV wiedzie Holandia. W miejscowości Babberich na 3,3-hektarowej farmie z powodzeniem uprawia się maliny pod instalacją Agri-PV o mocy 2,67 MW – największą komercyjną instalacją Agri-PV w Europie. Wykorzystanie agrofotowoltaiki zwiększyło jakość zbieranych owoców w porównaniu z konwencjonalnymi technikami uprawy malin, wykorzystującymi politunele, a jednocześnie pozwoliło na produkcję energii elektrycznej. Holenderski Uniwersytet Wageningen przeprowadził badania nad agrofotowoltaiką w produkcji owoców miękkich, wykazując, że wyrównanie temperatury pod panelami oraz poprawa ewapotranspiracji i nawodnienia, uzyskane dzięki zastosowaniu Agri-PV, mają pozytywny wpływ na jakość produkowanych owoców.
Podsumowanie
Powyższe przykłady pokazują, że Agri-PV to globalny trend nie do zatrzymania. Agrofotowoltaika proaktywnie odpowiada na wyzwania związane ze zmianami klimatycznymi, które już teraz dotyczą całej naszej planety. Instalacje fotowoltaiczne służą zarówno do wytwarzania energii, jak i do zrównoważonej produkcji rolnej. Produkcja czystej energii nigdy nie była jeszcze tak blisko ludzi.
Autorzy: Magdalena Mosio, Greenfield Development Manager, BayWa r.e. Polska Sp. z o.o., Maximilian Tegtmeyer, Agri-PV Produktmanager, BayWa r.e. AG
[1] Główny Urząd Statystyczny / Obszary tematyczne / Rolnictwo. Leśnictwo / PSR 2020 / Powszechny Spis Rolny 2020. Raport z wyników www.stat.gov.pl/obszary-tematyczne/rolnictwo-lesnictwo/psr-2020/informacja-o-wstepnych-wynikach-powszechnego-spisu-rolnego-2020,1,1.html
[2] Excel files for MIX scenario (europa.eu) www.energy.ec.europa.eu/excel-files-mix-scenario_en
[3] www.ise.fraunhofer.de/en/key-topics/integrated-photovoltaics/agrivoltaics.html
[4]www.tecsol.blogs.com/mon_weblog/2022/03/intersolar-europe-2022-technologies-et-projets-photovoltaïques-innovants-pour-lagriculture.html
|
BayWa r.e. BayWa r.e. jest wiodącym globalnym deweloperem energii odnawialnej, dostawcą usług, dystrybutorem i dostawcą rozwiązań energetycznych. Działając na terenie Europy, obu Ameryk oraz Azji i Pacyfiku, firma aktywnie kształtuje przyszłość energetyki i przeciwdziała zmianom klimatu. Wykorzystując innowacyjność, kreatywność i wiedzę, BayWa r.e. z powodzeniem doprowadziła do powstania ponad 4,5 GW energii odnawialnej. Jednocześnie zarządza aktywami o łącznej mocy ponad 10 GW. Dzięki zrealizowanym w Europie projektom Agri-PV (Holandia i Niemcy), BayWa r.e. jest pionierem w dziedzinie agrofotowoltaiki, a od 2019 r. jest zaangażowana w rozwój standaryzacji dla tej technologii. Celem tych prac jest określenie jakości standardów dla systemów Agri-PV i ostateczne zmniejszenie ryzyka technicznego dla wszystkich uczestników projektu, ze szczególnym uwzględnieniem rolnika. Prace te przyczyniły się do wsparcia utworzenia niemieckiej normy Agri PV – DIN SPEC 91434, która została opublikowana w kwietniu 2021 r. Norma obejmuje główne zastosowania rolnicze Agri-PV, jak również elementy takie jak kryteria planowania, eksploatacji, monitorowania i dokumentacji systemów fotowoltaicznych. BayWa r.e. Polska Sp. z o.o. działa od 2009 r., dostarczając rozwiązania w zakresie energii odnawialnej dostosowane do potrzeb konkretnych podmiotów, zmniejszające ślad węglowy oraz obniżające koszty energii. Nasze kompleksowe działania obejmują rozwój energetyki wiatrowej i słonecznej, a także magazynowanie energii. W portfolio polskiej spółki znajduje się farma wiatrowa oraz pionierska farma fotowoltaiczna o mocy 64,6 MWp, wybudowana bez dotacji w gminie Witnica. BayWa r.e. Polska jest członkiem grupy roboczej ds. agrofotowoltaiki w Polskim Stowarzyszeniu Fotowoltaiki, podejmując działania na rzecz upowszechniania wiedzy o tym innowacyjnym wykorzystaniu energii odnawialnej w produkcji rolniczej i sadowniczej. |
