美國農業專家對採用農業光電所面臨的機會和挑戰的見解



農業光電系統是透過太陽能板的再生能源發電與農業生產相結合的策略性創新方法,農民採用與否是對農業光電成功部署的關鍵。新興農業光電創新的可行性已在各種背景下進行研究。與太陽能光電發電結合,澳洲有鴯鶓農場、綿羊放牧,美國有大量適合授粉媒介的場所。還有可能將農業光電技術應用於兔子和魚菜共生等

儘管一些研究指出,光電和農業土地的雙重用途產生一種互惠互利的夥伴關係,為農民提供市場機會,也降低太陽能光電開發商的營運和維護費用,特別是在放牧牲畜的情況下。然而,太陽光電不斷增長的土地足跡帶來了社會和空間的挑戰,加劇了農業和能源生產之間的土地競爭。美國能源部 Sunshot Vision 研究預測,到 2030 年,太陽能裝置容量將接近 329GW,這將需要大約 180 萬英畝的土地用於地面安裝系統

Guerin學者認為,如果缺乏農民和農村土地所有者的支持,能源和農業的共置將會受到阻礙,因為農業光電系統解決土地使用競爭的潛力將取決於農民是否接受農業光電作為一種社會技術的創新。農民接受農業光電受到環境和經濟因素的影響,而農業部門在農業光電推動的決策扮演重要的角色

在初步對農業專家(經濟動物飼養者和農作物種植者、太陽能放牧者、農業政策專家)進行訪談,根據參與者在農業領域擁有的直接經驗,深入了解農業光電的機會和障礙的潛力來進行調查

調查結果涵蓋三大重點,並分項敘述如下:

1.        長期土地生產力與規劃

專家認為,農業光電系統面臨的根本挑戰涉及土地長期生產力,而土地生產力本質上與農民生計成正比。意即土地品質很重要不能妥協,農民會將保護土地長期生產力放在首位。而光電系統除了建造時使用混擬土作永久結構,還存在太陽能板下的土壤退化的疑慮,這對想要讓土地保持積極的農業狀態,並維持蓬勃發展是一項挑戰

對土地長期利用和農田保護的考慮構成了決策的基礎,這表明農民不會容忍任何危害土地生產力的行為。因此在規劃農業光電計畫的前景時,納入某種類型的土地使用協議或長期計畫將緩解農民對於農地未來的擔憂

農業光電合約可以為相關各方提供確定性並防止損失。只要農業光電計畫的太陽能基礎設施不會威脅到長期的土地生產力,就有機會增加農民的收入和互惠互利的土地使用協議

2.        市場確定性和效益的可觀察性

專家認為,經濟問題是僅次於上述有關技術問題的農業光電推動障礙。作為企業家,財務回報和市場安全是農民決策的首要考慮因素。對於大多數參與者來說,農業光電是陌生的,並且由於未知和不確定性而為商業規劃帶來了限制。因此,為農業光電系統建立靈活性以適應市場條件和農業實踐的變化可能會減輕一些對不確定性的擔憂

靈活性和適應不斷變化的市場條件成為農業光電系統規劃中需要納入的關鍵要素,此時要再次強調農民決策的時間因素,並確定當採用農業光電系統後需要解決的問題。雖然在農業光電系統下生產的產品未來的市場接受度很難確定,但參與者表示,將彈性融入系統設計將減少財務上的不安。簡單來說,就是當農民採用了農業光電生產農業產品,後續的銷售是否會受影響,有什麼方式可以藉由這項創新技術來增加未來農產品銷售的穩定性和銷售通路,這些是農民們擔憂也必須在採用這項創新技術前考慮的重點。




除了對產品有無穩定可靠的市場擔憂之外,農民還期望參與農業光電時獲得公正的補償和切實的利益。在考慮採用農業光電時,參與者也質疑這種努力在收益方面是否合理。參與者認為採用此類技術是增加勞動投入,因此期望從中獲得合理的利益。因為修復土壤並使其達到生產力水準需要做很多工作,特別是安裝了光電板後,需要調整耕作的方式以適應在光電板設施下的農業行為。農民認為若沒有實際讓其觀察到真正對其收入產生幫助,很難下定決心去使用農業光電。因此,要普及農業光電,需要為農民建立公正的補償

所謂的可觀察性,是涉及潛在採用者評估採用創新技術前,可以看到創新技術結果的程度,即可觀察到直接利益以及產品市場的長期確定性與安全性。若要提高農民採用這項創新技術,減少對經濟的不確定性和收益的擔憂。農業光電合約因為承認相關各方的權利和義務,並提供建立合法、互利合作夥伴的機會,可以讓所有參與專案開發的利害關係人有較積極正面的考慮

此外,如果這項技術確實能帶來些農業協同效應,增加市場上的利益和競爭優勢,農民會更有參與的動力,例如行銷時產品附帶減碳的附加價值,或是太陽能板下放牧的遮陽和防雨功能

3.  與目前農業實踐的兼容性

對於農業光電計畫中的農民來說,要將創新技術融入他們目前的農業實踐中,參與者表示對日益複雜的工作情況不感興趣,而是積極尋求透過利用這項創新技術的協同效應來減少勞動力的方法。參與者經常考慮太陽能與當前生產作業的整合性和相容性。因此規劃重疊操作可以提高農民對此技術的接受度

參與者會從個人考量和利益出發,例如有人說可以在太陽能板下種植大豆,農民覺得這是不恰當的做法,因為大豆需要足夠光照,反之,若是放牧時動物在太陽能板下活動,因為具有為動物遮蔭的功能,這樣則比較能被農民接受認可

農業光電的優點是只有在能夠輕鬆融入當前農業實踐的情況下才能充分實現,相容性的程度是參與者決定與否的重要關鍵

 

結論

農業專家對農民採用農業光電創新技術所面臨的挑戰和機會的見解,主要包括長期土地生產力、市場潛力和公正補償的預期確定性,以及預先設計的系統靈活性以適應不同規模的需求。這些障礙並非不可克服,可以透過太陽能和農業專家之間的審慎規劃和互利土地協議來充分解決

農業專家認為,要提高農民採用農業光電的比率,應關注以下幾點:

1.客製化或完善技術:根據農民的需求進行技術調整和改進。

2.制定互利互惠的土地協議:確保雙方利益,促進合作。

3.明確系統退役後的土地恢復計畫:保障土地的長期生產力。

4.靈活的系統設計:滿足不同農業實踐需求。

5.與當前農業實踐的兼容性和協同性:確保新技術能夠順利融入現有農業操作。

6.可觀察到的效益和經濟收益的保證:讓農民能夠看到實際的經濟效益,增加信心。
 

參考文獻

Pascaris AS, Schelly C, Pearce JM. 2020. A First Investigation of Agriculture Sector Perspectives on the Opportunities and Barriers for Agrivoltaics. Agronomy. 10(12):1885. https://doi.org/10.3390/agronomy10121885