Сельское хозяйство страдает от использования земли под солнечные электростанции — этот конфликт пытается раздуть как политики, так и лоббисты. Но как бы они не относились к этому – агро-фотовольтаика позволяет выращивать продукты питания и одновременно производить электроэнергию. Однако эта ниша почти недоступна из-за бюрократических препятствий и политического сопротивления.
Наступило время сбора урожая, а для Томаса Шмида из Хеггельбаха около Боденского озера даже двух урожаев. Эти осенние дни богаты не только картофелем, пшеницей и сельдереем, но и солнечной электроэнергией. На одной трети гектара земледелец -поклонник богини плодородия Деметры — производит продукты питания на первом этаже и зеленую электроэнергию на втором. Внизу на плодородной почве растут те же культуры, которые выращиваются и на окружающих полях. Над ними, на высоте 5,5 метра установлены солнечные батареи. Установленные вертикально в два ряда двусторонние солнечные батареи типа стекло-стекло образуют один стринг, а на расстоянии 9,5 метров от него — другой. В общей сложности установлено 720 солнечных батарей с углом наклона 20 градусов и ориентацией на юго-запад. Их общая номинальная мощность составляет 194 киловатт-пика.
Эта солнечная электростанция является исследовательским проектом Института солнечно-энергетических систем Фраунгофера ISE. Он должен доказать, что солнечным электростанциям и сельскому хозяйству нет нужды конкурировать за землю. Эта конкуренция иногда оправдывается тем фактом, что строительство наземных солнечных электростанций больше не разрешается согласно новому Закону о возобновляемых источниках энергии, за исключением нескольких менее благоприятных регионов страны, и только после того, как заключен контракт после проведения торгов.
Община Хеггельбах расположена в районе Боденского озера — в Верхней Швабии. По мнению исследователей из ISE, возобновляемые источники энергии развиты здесь пока еще ниже среднего. Ветровые электростанции не строятся, чтобы не портить альпийскую панораму, дальнейшее расширение использования биомассы неприемлемо, а конверсионные зоны вряд ли будут доступны для солнечной энергетики. По этой причине солнечные электростанции под открытым небом являются самым предпочтительным способом увеличения доли зеленой электроэнергии в энергобалансе. И агро-фотовольтаика могла бы помочь в реализации этой цели.
Баден-Вюртемберг стал первой федеральной землей, принявшей так называемое постановление «Об открытии к использованию свободной земли» в марте этого года. Согласно этому постановлению, каждый год под строительство солнечных электростанций будут выделяться 200 гектаров пахотных земель в менее благоприятных сельскохозяйственных районах после подписания контракта, выигранного в результате торгов. Аналогичное постановление было принято Баварией; скоро такое будет принято в Саарланде, Рейнланд-Пфальц и Бранденбург все еще проверяют свои возможности. Все остальные федеральные земли пока еще воздерживаются от таких планов, поскольку Немецкий крестьянский союз (DBV) категорически против расширения использования пахотных земель под солнечные электростанции.
Споры о земле
В крестьянском союзе опасаются, что слишком много земли будут выведено из сельскохозяйственного оборота, а возросшая конкуренция повысит цены аренды земли. Если посмотреть на цены аренды, то станет ясно, что земледельцы, сдавая свои земли инвесторам, без каких-либо рабочих усилий могут зарабатывать больше, чем если бы они выращивали продукты питания при чрезвычайно высоком ценовом давлении. Если земля используется для выращивания продуктов питания только для собственных нужд или некоторое время не возделывается, то ЕС платит земледельцам по 300 евро за гектар в качестве субсидии. Если же земледелец использует землю для выращивания растений, то в среднем на одном гектаре земли он зарабатывает еще 945 евро. С другой стороны, компании, строящие солнечные электростанции, предлагают арендную плату от 800 до 2000 евро за гектар в год. Однако, существующие сегодня цены трудно будет получить на рынке, ели на нем будет предложено больше свободных площадей. Чем больше предложение свободных площадей и чем больше возможностей для их двойного использования, тем больше в конечном итоге должны упасть цены на аренду.
Собственно говоря, потери пахотной земли из-за временной аренды возникают только на бумаге. Эти земли исчезают из сельскохозяйственной статистики, потому что они больше не привязаны к сельскохозяйственной деятельности. Кроме того, согласно плану землепользования, который допускает специальное использование земли для установки солнечных электростанций, эта земля в юридическом смысле является запечатанной, не будучи ею в действительности. Однако, Немецкий крестьянский союз опасается, что даже после возвращения земли в сельскохозяйственный оборот и после демонтажа солнечного парка, это поле больше не может стать пахотным, потому что обычно поля, которые не использовались более пяти лет, автоматически становятся сенокосно-пастбищными угодьями, то есть лугом или пастбищем. Согласно сегодняшней юриспруденции, сенокосно-пастбищные угодья нельзя просто так взять и перепахать. Как заявила одна из пресс-секретарей: «Положение о перепашке сенокосно-пастбищных угодий являются естественным правом ЕС и частью земельного права». Поэтому Немецкий крестьянский союз и сам не уверен, относится ли это к повторному использованию солнечных парков.
Кроме того, в планах землепользования регулярно определяются как земли для повторного использования, так и земли для компенсации выведенных из севооборота земель. Компания Maxsolar, которая занимается генеральным подрядом при строительстве солнечных электростанций, подтвердила нам, что в этих планах уже заранее определено, что через 25 или 30 лет эти земли должны снова вернуться к использованию в качестве пахотных. «Не думайте, что мы строим на самых красивых и плодородных землях», — говорит Кристоф Штрассер, менеджер по продажам из Maxsolar. «Земледельцы отдают нам только те земли, которые перестали давать хорошие урожаи. Я считаю, что проблема использования земли сегодня слишком преувеличена».
Но сколько же земли используется сегодня и может использоваться в будущем под солнечные электростанции? Немецкий крестьянский союз говорит об 1,1 млн гектаров, которые с 1992 года полностью изъяты из сельскохозяйственного оборота. Это было бы очень тревожным сигналом, при условии, что в Германии площадь пригодных для сельскохозяйственных работ земель составляет всего 16,7 млн гектаров. Но Федеральное статистическое управление не может подтвердить эти данные. Во-первых, потому что чисто пахотные земли составляют 11,76 млн гектаров, и с 1992 года они даже увеличились на 296 000 гектаров. Даже в период самого мощного развития солнечной энергетики с 2008 по 2012 год площадь пахотной земли уменьшилась всего на 57 000 гектаров. И только небольшая часть из них, скорее всего, занята солнечными электростанциями, поскольку крестьянский союз не рассматривает эти площади, как потерянные из-за солнечных электростанций, а рассматривает их в качестве запечатанных. Большие потери, на которые жалуются земледельцы, связаны с неуклонным расширением поселений и транспортных зон. Эта проблема не способствует ни расширению строительства солнечных парков, ни смягчению потерь пахотой земли. Земли, использованные под солнечные электростанции, на самом деле не являются запечатанными и могут быть использованы снова по мере необходимости.
Что еще больше свидетельствует в пользу использования земли под строительство солнечных электростанций, так это то, что в действительности многие земли можно было бы использовать сегодня более эффективно, сделав их «энергетическими полями», считают исследователи из института Фраунгофера ISE. Сегодня солнечные электростанции занимают 18% пахотных земель. А если, как расписано в одном из сценариев развития солнечной энергетики, нужно будет перейти на 100-процентное энергообеспечение Германии за счет солнечной электроэнергии, то в этом случае дополнительно потребуется всего лишь 0,7% пахотных земель.
Проблему можно решить за счет агро-фотовольтаики?
Независимо от споров о земле, в нынешней политической ситуации агро-фотовольтаика могла бы помочь преодолеть препятствия для дальнейшего расширения строительства солнечных электростанций. И на политическом, и на экономическом уровнях. Чем быстрее будут окупаться агро-фотоэлектрические установки, тем больше будут заинтересованы земледельцы, которые предпочтут такую систему обычной наземной солнечной электростанции. Однако, чтобы это происходило быстрее, нужна финансовая поддержка. Для этого можно было бы установить еще несколько экспериментальных станций или же провести торги среди ограниченного контингента, чтобы лучше оценить, в каком направлении пойдут цены, какие культуры можно возделывать на таких полях и какое влияние солнечные батареи оказывают на урожай. Однако, о такой поддержке сегодня даже не приходится думать. «Здесь не нужен сразу же новый закон», — говорит Максимилиан Троммсдорф, который работает над проектом в институте Фраунгофера ISE, «уже хорошим вариантом была бы программа финансирования». Но такая поддержка со стороны правительства в настоящее время просто немыслима.
На запрос журнала pv magazine в Федеральное министерство продовольствия и сельского хозяйства представитель пресс-службы ответил, что до начала субсидирования и поддержки агро-фотоэлектрических систем нужно сначала собрать доказательства на основе работы нескольких таких установок, что они могут быть реализованы в действительности. Такие пилотные и референтные системы должны ограничиваться финансированием в рамках Закона о возобновляемых источниках энергии, а дополнительное финансирование со стороны министерства невозможно. К сожалению, как раз Закон о возобновляемых источниках энергии и не предоставляет никакого финансирования для таких солнечных электростанций.
Проблемы накапливаются
Солнечная электроэнергия, произведенная на агро-фотоэлектрической станции в Хеггельбахе, не получает никакого финансирования, потому что в Законе о возобновляемых источниках энергии оно не предусматривается для категории наземных солнечных электростанций на пахотных землях мощностью от 100 до 750 киловатт-часов. А местная энергетическая компания платит компенсацию всего 5,5 центов за киловатт-час. Это меньше, чем при проведении даже самых последних торгов. Однако, такие солнечные электростанции стоят значительно дороже, чем обычные наземные. Шмид оценивает затраты на производство электроэнергии примерно в 12 центов за киловатт-час. Для строительства такой щадящей солнечной электростанции на поле прокладывается временная дорога, по которой мог бы перемещаться кран, не уплотняя землю. Кроме того, возникают затраты, вызванные более удаленной точкой подключения к сети. Это необходимо, потому что электроэнергия должна проходить через ферму.
Шмид пытается потреблять как можно больше электроэнергии, экономя на покупке электроэнергии из сети, которая стоит 25 центов за киловатт-час. Пока что он может использовать напрямую только 40% произведенной электроэнергии, говорит Шмид. В долгосрочной перспективе он намерен выйти на 70% за счет оптимизации потребления и установки системы хранения электроэнергии. К сожалению, за собственное потребление ему приходится полностью оплачивать налог на возобновляемые источники энергии, а премия ЕС в размере 300 евро за неиспользование земли ему также не положена, так как его земля считается запечатанной с правовой точки зрения. Однако, хотя дважды и трижды наказанный, пользователь солнечной электростанции все еще настроен оптимистично: «Конечно, было бы намного легче построить обычную наземную солнечную электростанцию. Если бы я застроил все свои поля солнечными батареями, у меня бы были более высокие доходы и меньше работы», — говорит Шмид. Но, как земледелец, он обязан производить продукты питания. «Вот почему двойное использование земли настолько увлекательно». За счет земли можно покрывать свои потребности в электроэнергии и тем не менее возделывать ее, как и прежде. И это очарование разделяют многие посетители его солнечной электростанции.
Недавно Ханс-Йозеф Фелль из партии «Зеленых» даже утверждал, что биояйца, произведенные под солнечными батареями, могут даже стать конкурентоспособными с обычными яйцами.
Большие возможности для использования земли
Вариантом, позволяющим примирить сельское хозяйство и солнечную энергетику на одном поле, является, к примеру, концепция компании Next2Sun. Стартап планирует установить двусторонние солнечные батареи вертикально и ориентировать их на Восток и Запад. А между рядами можно было бы пасти скот или разбить сад. Было бы полезным и затенение для овощных плантаций, или можно было бы разбить виноградники, или использовать опоры для солнечных батарей в качестве опор для таких ползущих растений, как хмель. И в то время как Next2Sun надеется в течение следующих двух лет экономически жизнеспособным способом реализовать свой контракт, уже выигранный в ходе последних торгов, концепция ISE о покрытии свободных площадей солнечными батареями разбивается о затраты на строительство такой солнечной электростанции. Хотя исследователи из ISE и не рассматривают свои затраты на строительство станции в размере около 3000 евро за киловатт-час в качестве репрезентативных, но они видят еще много различных возможностей для оптимизации, а также рассчитывают на снижение стоимости в соответствии с кривой обучения. Однако, участие в торгах на такую солнечную электростанцию нужной мощности они считают пока еще далеким от реальности.
Пока еще неясно, насколько затраты на строительство смогут снизиться в будущем, поскольку стоимость одной только опорной конструкции значительно выше, чем для стандартных солнечных электростанций. Рынок, на котором можно было бы реализовать такую концепцию двойного использования земли в более широких масштабах, может начать развиваться только в том случае, если по политическим соображениям возникнет потребность в агро-солнечных электростанциях и начнется их финансирование, или возникнет дефицит в альтернативных площадях для установки солнечных электростанций.
В то время как в Германии обеспокоенность использованием земли под строительство солнечных электростанций выходит на передний план, в других странах агро-фотовольтаика уже полным ходом осваивает новые сельскохозяйственные угодья. Так, в Китае стало возможным выращивание овощей в бесплодных степях или даже в пустынях. Если под солнечными батареями натянуть сети и тем самым обеспечить защиту от хищных птиц, то там можно свободно выращивать цыплят в естественных условиях. В пустыне на юге Австралии построена ферма Sundrop для выращивания томатов экологически чистым способом. Томаты под стеклом цветут круглый год, а для полива растений используют морскую воду, опресненную с помощью концентрационной солнечной электростанции.
Когда Томас Шмид работает со своими машинами под своей агро-фотоэлектрической системой, он всегда очень осторожен. «Этим работа на этом поле отличается от работы на других полях», — говорит он. Это примерно тоже, если внезапно на автобане нужно будет проехать между бетонными опорами. Но что касается выращивания растений, то он не видит никаких отличий. Исследователи из ISE взяли на себя обязательство добиться под своей солнечной электростанцией урожайности не менее 80% от соседних, незатененных, полей.
Ориентация каждого ряда солнечных батарей была выбрана так, чтобы тень равномерно перемещалась по земле и обеспечивала бы, по меньшей мере, 60% солнечного света для фотосинтеза. Высота и ширина опор позволяют проезжать большим комбайнам и занимают только пять процентов от застроенной площади. Опоры ввинчены в землю на глубину до восьми метров и удалить их можно без остатка. По соображениям безопасности перед опорами смонтированы еще и упоры, так чтобы из-за потери внимания после продолжительного рабочего дня не нанести никакого ущерба всей конструкции. В течение следующих нескольких лет урожай будет постоянно взвешиваться и точнейшим образом регистрироваться, пока не будет подготовлен окончательный научный отчет.
Источник: https://www.pv-magazine.de/2017/09/27/photovoltaik-auf-schmalem-fuss/