太阳能与农业如何能够和谐共存？丹麦的垂直太阳能电池板试点项目在作物产量和能源产出方面均取得了令人鼓舞的成果 2023 年，在迪拜举行的 COP28 气候大会上，世界各国领导人承诺在2030年末将全球可再生能源产能增加三倍。要实现这一目标，就需要在速度和规模上对可再生能源项目进行前所未有的大规模建设。而所有这些项目都将需要大量的土地，这给土地利用策略带来了严峻的挑战。 要实现具有约束力的国际气候目标，所需的大型太阳能和风力发电场需要大量的未开发土地。“大型太阳能和风力发电场每单位电力所需的占地面积至少是燃煤或天然气发电厂的十倍，这包括用于开采和运输化石燃料的土地。”全球咨询巨头麦肯锡公司在 2022 年的一份报告中指出。“风力涡轮机通常每隔半英里放置一台，而大型太阳能发电场则占地数千英亩。” 而且，尽管这些项目所瞄准的广袤土地区域尚未开发，但这并不意味着它们是闲置的或无人居住的。“这些开发项目往往与农业区、保护区和原住民领地重叠。”《可再生能源杂志》在去年早些时候发布的一篇文章中解释道。此外，拥有最未开发土地的农村地区往往对大规模可再生能源项目最为抵触，从而导致政治上的紧张冲突和诉讼僵局，使得项目在法庭上停滞多年。 找到能够允许混合用途地块的用地协议，对于在不损害农业生产、农村生计和粮食安全的情况下实现可再生能源大规模建设至关重要。一些农民已将土地出租给太阳能开发商，但这种做法存在风险，会对表土造成严重损害。如果太阳能发电场将土地上的所有植被清除殆尽，可能会造成严重的侵蚀条件，使该土地或多或少地永久失去农业用途。《国家地理》杂志警告称：“事实是，要形成一英寸肥沃的表土需要数千年的时间，但这一过程却可能在短短几分钟内被彻底破坏。” 但将太阳能发电与农业在同一块土地上同时进行，可能会为这两个行业带来双赢的局面。这种做法被称为“农业光伏”，这个概念并非新颖，但自 20 世纪 80 年代提出以来，尚未达到商业化的规模。如何在同一块土地上为太阳能电池板和农作物提供最佳的阳光照射并非易事。《物理网》在 2023 年的一篇报道中写道：“一个紧迫的问题是，农业光伏技术如何在最大化作物产量和能源产生的同时，最小化植物水分流失和灌溉需求？” “在一块土地上要实现这些目标可真是颇具挑战性。” 但丹麦的一项新试点项目似乎破解了这一难题。奥尔胡斯大学的研究人员开发出了一座完整的太阳能发电厂，该厂采用了垂直安装的太阳能电池板，以实现太阳能和农作物的最佳产出。研究人员表示：“我们的测量结果表明，小麦与紫花苜蓿的混合种植在垂直太阳能电池板之间生长状况与在开阔田地中的情况一样好。同时，这些电池板产生的电力具有更符合能源需求的每日发电模式。”“这是一个双赢的局面。”该研究的主要作者、奥尔胡斯大学机械与生产工程系副教授玛尔塔·维多利亚在接受“科技探索”网站采访时表示。 关键在于，这些太阳能电池板仅占土地面积的约 10%，这使得农业光伏模式在农业和光伏两个方面都能取得良好的成效。这项研究最近发表在科学期刊《能源枢纽》上，其在全日照条件下以及部分遮阴条件下都取得了出色的结果。乌菲·约根森教授（来自农业生态学系）解释道：“即使有部分遮阴，每平方米的产量也几乎相同。农作物似乎并不介意太阳能电池板的存在，而且它们还喜欢这些电池板所提供的防风保护。”
