农业光伏发电——能源生产商和农业能源发展中缺失的一环：利用农业光伏发电进行农业电力生产。

人们谈到农业能源生产或农业中可再生能源的利用时，通常首先想到的是沼气发电厂。事实上，这些发电厂在过去十年中变得越来越普及，并在农业发电的可再生能源中占据了相当大的份额（2021年为18.45%）。.

大部分生物质来源于农业残余物，例如粪便、粪浆和秸秆。据可再生资源署（FNR）称，目前仅利用了其中三分之一的潜力。能源木材，包括森林和工业残余物以及废木材，是第二大最广泛使用的生物质形式。目前已利用了其中三分之二的潜力。.

生物能源的一个重要优势是它可以储存，并能弥补风能和太阳能的波动。.

生物能源的缺点在生物质种植方面尤为突出。用于能源作物的农田将无法再用于粮食和饲料生产。对生物质日益增长的需求导致土地用途发生变化。从长远来看，这种竞争可能会推高农产品价格。.

此外，生物质能是可再生能源利用效率最低的一种。其效率（即单位面积产生的能量）介于0.5%至1%之间。太阳能组件的效率约为20%。风能和太阳能在单位面积效率方面远超生物质能。.

2020年和2021年德国可再生能源发电量占总发电量的份额 – 图片来源：Xpert.Digital

该统计数据显示了2020年和2021年德国可再生能源在总发电量中所占的份额。2021年，德国总发电量中约有7.5%来自生物质能。.

2020年德国可再生能源在总发电量中的占比

• 陆上风力发电 – 18.40%
• 光伏发电——占比 8.60%
• 生物质 – 7.80%
• 海上风电——占比 4.80%
• 水力发电——占比 3.30%
• 城市垃圾——占1%
• 地热能——0.04%

2021年德国可再生能源发电量占总发电量的份额*

• 陆上风力发电 – 15.80%
• 光伏发电——占比 8.80%
• 生物质 – 7.50%
• 海上风电——占比 4.30%
• 水力发电——占比 3.40%
• 城市垃圾——占1%
• 地热能——0.03%

*初步的。.

半透明太阳能组件已经在“巴登-符腾堡州农业光伏示范区”的研究设施中使用。.

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• 用于水果种植的农业太阳能：巴登-符腾堡州和莱茵兰-普法尔茨州的农业光伏发电，用于实现二氧化碳中和的水果（水果和蔬菜）种植

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可再生能源——2011年和2021年德国各能源来源的发电量——图片来源：Xpert.Digital

生物质产量

2011年，生物质能发电量占可再生能源总发电量的25.88%（124.02太瓦时/TWh）。到2021年，可再生能源总发电量达到238太瓦时，十年间增长近92%。生物质能发电量占比从2011年的25.88%下降到2021年的18.45%。.

风力涡轮机的发电量

陆上风电发电量也显著增长。这主要归功于装机容量的增长，尤其是在2014年至2017年期间。然而，近年来其增速已大幅放缓。海上风力涡轮机市场近期也经历了显著波动。.

全球可再生能源发电厂的发电量

全球可再生能源装机容量逐年增长。近期，亚洲的装机容量最高，欧洲的装机容量约为亚洲的一半。在可再生能源中，水力发电是全球装机容量最高的能源。.

2011年德国可再生能源发电总量按能源类型划分的同比数据

• 陆上风电——49.20太瓦时
• 光伏发电——19.60太瓦时
• 生物质 – 32.10 太瓦时
• 海上风电——0.60太瓦时
• 水力发电* – 17.70 太瓦时
• 家庭垃圾** – 4.80 太瓦时
• 地热能——0.02太瓦时

2021年德国可再生能源发电总量按能源类型划分的同比数据

• 陆上风力发电——92太瓦时
• 光伏发电——51.20太瓦时
• 生物质 – 43.90 太瓦时
• 海上风电——25.30太瓦时
• 水力发电* – 19.70 太瓦时
• 家庭垃圾** – 5.70 太瓦时
• 地热能——0.20太瓦时

* 包括径流式和蓄水式水电站的发电量，以及抽水蓄能电站利用自然入流发电量。
** 仅包括城市固体废物中的生物质部分（约占 50%）的发电量。

尽管生物质能在过去十年发展速度不如光伏发电，且已被光伏发电超越，但其储存和利用优势仍然远胜光伏发电，因此必须进一步推广。各方都清楚，生物质能的规模扩张无法与太阳能发电相提并论。然而，生物质能仍有很大的发展空间，尤其是在拓展现有潜力方面。.

即使是农光互补也无法弥补储能能力不足的劣势。与生物质能相比，就积极的环境影响而言，没有其他储能方式能够与之匹敌。简而言之，生物质能的储存成本始终低于储能方式，这一点也体现在环境影响评估中。只有当储能过程中消耗的能源在使用过程中得到节约时，储能方式的环境影响才是积极的。.

生物质能与农业光伏发电功能的结合与扩展，将提高农业发电的密度和潜力！

得益于透明太阳能组件，农业发达的农村地区可以获得更广泛、更经济的能源。这适用于那些本身就是肥沃且极具农业价值的土地，但无法用于光伏发电（例如地面安装式系统）的地区。.

透明太阳能组件的透光性使其能够在发电的同时，促进植物的种植和生长。.

对于地面光伏电站、露天光伏电站或光伏园区等设施而言，情况则有所不同。这些设施的前提条件是，在这些区域进行有利可图的农业耕作是不可行的。这些区域属于“不利地区”，由于海拔、坡度、气候条件、交通不便或土壤质量差等原因，自然生产条件恶劣，更容易导致农业废弃，这种情况比非不利地区更为普遍。不利地区又可细分为山区、农业条件较差的地区和小面积区域。.

土壤成分和肥力（土壤评分）也发挥着重要作用。这其中包括农业比较价值（LVZ）。根据1934年10月16日颁布的《耕地估价法》，农业比较价值代表农场的农业或园艺盈利能力的近似值。农业比较价值的计算考虑了土壤肥力、土壤总体状况、土壤质量、气候条件和灌溉等因素。.

如果这些因素和土壤条件经评估为有利，因此拒绝批准在这片可耕地上建设太阳能发电站或地面光伏系统的许可，那么农光互补就成为一种颇具吸引力且更高效的替代方案。这种方法实际上可以使耕地的利用率翻倍。.

农业光伏发电助力农业发展和能源转型——图片：Xpert.Digital / affendi shahidan|Shutterstock.com

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德国通过规范《可再生能源法》（EEG），为广泛建设农光互补（AgriPV）系统及其相应的发电补偿创造了条件。这种思维转变迫在眉睫，因为它能够最大限度地利用土地，进一步扩大光伏发电规模。否则，欧洲能源转型中设定的太阳能发展目标将无法实现。农业用地的双重用途是德国实现其目标的关键因素，即在短短七年内，到2030年将光伏装机容量翻两番，达到215吉瓦。过去25年里，德国已安装了约54吉瓦的光伏系统。.

分散式农光互补系统的一大优势在于，其大部分电力通常可在当地使用，而且并网通常不需要像其他地面安装式系统那样进行大规模的电网扩容。目前已出现两种截然不同的系统。.

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