Agri-fotovoltaică: Sinergii și zone de tensiune într-o strategie cu dublă utilizare

Agri-fotovoltaică: Cum transformă utilizarea duală a terenurilor viitorul energetic

Prevalența tot mai mare a agro-fotovoltaicii (agri-PV) marchează o schimbare în utilizarea terenurilor, unde producția simultană de electricitate și alimente pe aceeași suprafață generează atât inovații tehnologice, cât și conflicte de interese societale. Studiile actuale prevăd că sistemele agro-PV din Europa Centrală ar putea acoperi până la 68% din cererea de energie dacă doar 9% din terenurile agricole ar fi dezvoltate pentru această tehnologie. În timp ce capacitatea instalată globală a crescut exponențial de la 5 MWp în 2012 la peste 14 GWp în 2021, obiectivele ambițioase de extindere, cum ar fi obiectivul Germaniei de 215 GW de capacitate fotovoltaică până în 2030, se confruntă cu provocarea de a depăși lacunele de acceptare și obstacolele de reglementare. Fraunhofer ISE identifică un potențial de 1.700 GWp pentru agri-PV la înălțime în Germania, dar proiecte precum parcul solar planificat de 300 ha din Geiseltal, Saxonia-Anhalt, arată că transformarea peisajelor agricole poate declanșa perturbări socio-economice profunde.

Inovații tehnologice și interacțiuni agroecologice

Proiectarea sistemului și optimizarea randamentului

Conceptele moderne de agri-fotovoltaică se bazează pe o triplă optimizare: randamentul energetic, productivitatea agricolă și rezistența ecologică. Modulele solare bifaciale, care absorb lumina pe ambele părți, ating o transmitanță a luminii de 70-80% prin creșterea înălțimii de montare (3-5 m) și a distanței generoase între rânduri (10-15 m), rezultând o creștere de 42-87% a productivității terenurilor în cadrul proiectului APV-RESOLA. Instalațiile verticale, precum sistemul Next2Sun, utilizează orientări est-vest pentru a genera energie electrică de vârf dimineața și seara, asigurând în același timp suficientă lumină pentru creșterea plantelor la amiază. Această producție anticiclică de energie reduce congestia rețelei și, datorită structurilor modulare din oțel, permite utilizarea utilajelor de recoltare.

Efectele microclimatice și randamentele plantelor

Umbrirea parțială de către modulele fotovoltaice creează un microclimat mai stabil, ceea ce poate duce la creșteri ale randamentului de până la 16% la culturile de fructe de pădure în timpul anilor secetoși. Măsurătorile pe termen lung efectuate la stația experimentală de la Lacul Constanța au documentat randamente mai mari de grâu sub module fotovoltaice (+7%) în timpul verii caniculare din 2018, reducând simultan necesarul de irigații cu 20%. În schimb, pierderi de randament de până la 33% au avut loc în anii cu vreme echilibrată, evidențiind dependența de nivelurile de stres climatic. Sistemele adaptive cu module de urmărire sau acoperiri selective la lumină ar putea permite controlul umbririi bazate pe cerere în viitor.

Potențiale de transformare economică și riscuri operaționale

Diversificarea veniturilor pentru ferme

Agri-PV oferă fermierilor o dublă sursă de venit: în timp ce producția de energie electrică generează plăți de arendă de 3.000–4.000 EUR/ha, 85% din plățile directe ale UE sunt reținute. Un studiu de caz polonez arată că randamentele combinate grâu/electricitate cresc profitul net pe hectar cu 1.268 EUR (PV+grâu) comparativ cu pierderile așteptate pentru monocultură în 2024. Universitatea din Göttingen a stabilit o rată de acceptare de 72,4% în rândul fermierilor, principalele motivații fiind securitatea veniturilor (68%) și viabilitatea viitoare (52%).

Provocări legate de infrastructură și piață

În ciuda scăderii costurilor de producție la 4–6 ct/kWh, blocajele din rețea împiedică conectarea parcurilor agro-fotovoltaice de mari dimensiuni. Proiectul Geiseltal, cu o capacitate planificată de 300 MW, necesită construirea a 23 km de linii noi de medie tensiune, ceea ce reprezintă 30% din investiția totală. În plus, lipsesc contractele de închiriere standardizate: în timp ce cooperativele energetice, cum ar fi cea din Peißenberg, oferă fermierilor utilizarea gratuită a terenurilor în schimbul energiei electrice fotovoltaice, modelele de partajare a veniturilor cu plăți fixe de închiriere și împărțirea profitului sunt dominante în rândul dezvoltatorilor de proiecte comerciale.

Conflicte de acceptare sociopolitică și bariere legislative în domeniul urbanismului

Rezistența locală și profesionalizarea culturii protestului

Parcul solar planificat din Kienberg (Bavaria) dezvăluie linii tipice de conflict: o inițiativă cetățenească cu 1.836 de alegători (12,4% din voturi) a câștigat trei locuri în consiliul orașului și a anunțat acțiuni în justiție împotriva proiectului. Campaniile conduse profesional utilizează narațiuni vizuale („pavând peisajul”) și cooperează cu asociații de conservare a naturii care se opun pierderii habitatului pentru hamsterii europeni. Experți în comunicare precum Sándor Mohácsi subliniază faptul că participarea timpurie a publicului și vizualizările transparente (simulări VR) sporesc acceptarea, dar că oponenții „întăriți” sunt greu de contactat prin argumente raționale.

Fragmentarea legislației urbanistice și amenajările zonelor

În ciuda modificării din 2023 a Legii privind sursele de energie regenerabilă (EEG), care promovează agri-fotovoltaica ca „tip special de instalație solară”, desemnările inconsistente ale terenurilor împiedică creșterea pieței. În timp ce Bavaria permite agri-fotovoltaica în toate zonele rurale, state precum Baden-Württemberg necesită evaluări complexe de la caz la caz, în conformitate cu Secțiunea 35 din Codul german al construcțiilor (BauGB). Studiul Fraunhofer critică faptul că 70% din zonele agricole germane sunt închise dezvoltării fotovoltaice din cauza statutului de protejat (FFH, protecția apelor), în timp ce, în același timp, 8% din terenul arabil din UE, în țările Visegrad, ar fi disponibil pentru un potențial fotovoltaic de 180 GW.

Cerințe de inovare în materie de reglementare și căi viitoare de dezvoltare

Armonizarea cadrelor de finanțare și a standardelor tehnologice

Tarifele actuale de alimentare cu energie electrică, conform Legii germane privind sursele regenerabile de energie (EEG), nu fac diferența între tipurile de sisteme agro-fotovoltaice, chiar dacă instalațiile verticale (Next2Sun) obțin randamente cu 30% mai mici, cu o eficiență de utilizare a terenurilor de două ori mai mare. Un sistem de bonusuri pe trei niveluri – 0,5 ct/kWh pentru instalațiile de bază, +0,3 ct pentru măsurile de biodiversitate, +0,2 ct pentru culturile speciale – ar putea stimula inovarea specifică. În paralel, este necesar un standard DIN (în prezent în curs de elaborare: DIN SPEC 91434) pentru a defini disponibilitatea minimă a luminii (600–800 µmol/m²/s) și înălțimile de gardă ale mașinilor (>3,5 m).

Integrarea în ecosisteme agricole inteligente

Proiecte viitoare precum „Agri-PV 4.0” combină modulele fotovoltaice cu senzori IoT pentru monitorizarea microclimatului (umiditate, durata umidității frunzelor) și controlul automat al irigării. Instalațiile pilot din Renania-Palatinat testează module organice semitransparente cu transmisie adaptivă a luminii, care utilizează inteligența artificială pentru a analiza prognozele meteo și datele de creștere a plantelor. Aceste sisteme ar putea integra producția de hidrogen (electrolizoare sub module) și agri-fotocataliza (purificarea aerului folosind module acoperite cu TiO2).

Agri-PV ca și catalizator pentru o tranziție integrată a utilizării terenurilor

Integrarea tehnologiei fotovoltaice în terenurile agricole nu este un exces tehnocratic, ci mai degrabă o simbioză necesară pentru abordarea crizelor climatice și alimentare. După cum demonstrează proiectul ReWA, acceptarea crește la 78% atunci când modelele regionale de energie electrică (consum la fața locului de 25%) sunt legate de participarea cetățenilor (cote de 5-10 kWh începând de la 500 EUR). Un aspect crucial este o planificare spațială clară (zone prioritare pe soluri cu randament scăzut) și formate de planificare cooperativă (mese rotunde cu fermieri, ecologiști și municipalități) care vor fi esențiale pentru instituționalizarea coexistenței productive a culturilor și a energiei electrice. Viitoarea reformă agricolă a UE din 2027 oferă oportunitatea de a utiliza în mod specific scheme ecologice pentru sistemele agro-fotovoltaice care promovează biodiversitatea, culegând astfel dublul dividend al protecției climei și al biodiversității.

Legat de asta:

• Manual pentru proiecte agro-fotovoltaice (AgriPV) – Randamente agricole cu până la 60% mai mari
• Viticultură și energie solară: Agri-fotovoltaica (Agri-PV) în viticultura din Africa de Sud – oportunități, provocări și potențial