Австрія може використовувати 90 ТВт-год агроелектричної енергії, використовуючи 5–16% орних земель

Дослідницька група під керівництвом Австрійського університету природних ресурсів і наук про життя у Відні провела техно-економічний аналіз потенціалу агроелектричних установок країни, об’єднавши оцінку прибутковості як для сонячної фотоелектричної генерації, так і для сільськогосподарського виробництва.

«Наскільки нам відомо, наша стаття представляє першу інтегровану структуру, яка поєднує моделювання виробництва фотоелектричної електроенергії та виробництва сільськогосподарської продукції для агроелектричних систем на рівні всієї країни, включаючи вплив зміни клімату», — сказала автор-кореспондент Ізабель Грабнер журналу pv. «У нашому дослідженні ми досліджували скорочення виробництва сільськогосподарських культур в Австрії через розширення сонячної фотоелектричної системи на сільськогосподарських землях.

«Ми порівняли агресивне розгортання агровольтаїки та типових наземних-фотоелектричних установок, необхідних для досягнення цілей кліматичної нейтральності», — додав Грабнер. «Крім того, ми продемонстрували обмежені ефекти адаптації до зміни клімату за допомогою агровольтаїки, але останні результати сильно залежать від вибраних культур, а також від -конкретної країни».

Для проведення аналізу команда використовувала модульну структуру моделювання, використовуючи встановлене програмне забезпечення, де це було доступно, і розробляючи нові рішення за потреби. Фреймворк доступний онлайн за ліцензією GPL. Використовуючи дані ЄС із-інтегрованої кліматичної моделі (EPIC), дослідники вперше класифікували території, придатні для агроелектричного використання, застосовуючи такі фільтри, як мінімальна приєднана площа ріллі 1 га, максимальний середній нахил 20 градусів і максимальна висота 1950 м над рівнем моря.

Виробництво електроенергії було змодельовано за допомогою PVlib, використовуючи дані глобального горизонтального опромінення (GHI) із симуляції клімату на 1 км сітки. EPIC використовувався для моделювання ключових екологічних процесів і росту рослин на рівні ділянки з щоденними кроками в часі та просторовою роздільною здатністю 1 км × 1 км. Сценарії включали взаємодію між умовами навколишнього середовища та практикою управління, включаючи сівозміни, для таких культур, як горох, соя, картопля, люцерна, яровий ячмінь і овес.

Кліматичні дані базувалися на спостереженнях за 1981–2020 роки та прогнозах за 2031–2070 роки. Було перевірено два базові сценарії: сільськогосподарське виробництво без фотоелектричної системи та наземне-фотоелектричне виробництво без сільського господарства. Агровольтаїчні сценарії включали підвісні системи на сваях, орієнтовані на південь із висотою установки приблизно 10 м, і вертикальні двосторонні системи з відстанню між рядами 10 м і двома двосторонніми панелями, складеними вертикально. Кожна система була оцінена за сценаріями низької, середньої та високої вартості.

Аналіз показав, що в Австрії наземні фотоелектричні системи виробляють 1173 МВт·год/га, агроелектричні системи на ходах — 684 МВт·год/га, а вертикальні агроелектричні системи — 373 МВт·год/га електроенергії. Співвідношення прибутку відносно тільки сільськогосподарського виробництва коливалося від 10:1 до 50:1 для вертикальних систем, до 60:1 для систем на ходу та до 100:1 для наземних фотоелектричних систем.

«Для досягнення 90 ТВт·год/рік виробництва електроенергії від сонячної фотоелектричної системи на орних землях, що є верхньою межею в усіх сценаріях кліматичної нейтральності, потрібна кількість 5–16% від загальної площі посівів», — підсумувала команда. «Потрібні площі та змодельоване зниження врожайності означають, що втрати в австрійському рослинництві досягнуть 2%–6%. Лише агроелектричні системи можуть досягти втрат виробництва на нижній межі спостережуваного діапазону. Ефекти агроелектричних систем від адаптації до зміни клімату незначні».

Результати дослідження доступні в статті «Техно-економічний потенціал агроелектричних установок в Австрії», опублікованій у Renewable Energy. У дослідженні брали участь дослідники з австрійського Університету BOKU та Федерального інституту економіки сільського господарства.