德國有機農(nóng)業(yè)未來的發(fā)展新模式?

為了向德國提供百分之百的可再生能源,需要大規(guī)模地增加太陽能的份額,達到百分之七十左右。地球正變得越來越熱,人們發(fā)現(xiàn)一種電池板與農(nóng)業(yè)相結(jié)合的解決方案,而且在未來也可能會是非常有前途的一種形式。比如在溫暖的亞利桑那州那里的太陽能電池板下,辣椒和西紅柿的收成更加豐富。但問題是要把所有的電池板放在哪里呢?

上面收電,下面收糧,這就是土地被兩次使用的方式。巴登-符騰堡州的一個農(nóng)場社區(qū)將有機農(nóng)業(yè)與創(chuàng)新的太陽能技術相結(jié)合。

概念模型:太陽能電池板安置在高處,農(nóng)民可以開著聯(lián)合收割機從下面穿過

在該州康斯坦茨湖區(qū)的黑格爾巴赫農(nóng)場,七百多塊太陽能電池板位于蔬菜上方的鋼結(jié)構設計上,農(nóng)場的農(nóng)民可以開著拖拉機從下方駛過。該農(nóng)場在聯(lián)邦教育和研究部、弗萊堡弗勞恩霍夫太陽能系統(tǒng)研究所(ISE)和霍恩海姆大學的幫助下,建立了德國迄今為止最大的太陽能工廠,而在太陽能設備下則種植著蔬菜和谷物,分別是馬鈴薯、小麥、苜蓿草和芹菜。這四種是經(jīng)過深思熟慮選擇的種植品種,研究人員希望能夠種植德國人典型的主食。

六年前研究人員將價值六十多萬歐元的實驗設置安裝在這里,三年來,他們測量和測試了溫度、作物產(chǎn)量和降水。實驗的結(jié)果有著很明顯的優(yōu)勢:該工廠從一開始就產(chǎn)生了比預測更多的電力,而且維護成本也比之前擔心的要低。

農(nóng)場所用的設備是從弗勞恩霍夫研究所租賃的,這樣農(nóng)民就可以將電力用于自己的需求、擠奶機和奶酪廠。其余的部分則被送入電網(wǎng),尤其是在夏季,設備生產(chǎn)的產(chǎn)量超過了農(nóng)場本身的消耗。缺點是:這種形式的電力要比地面安裝的光伏系統(tǒng)更貴。自由場太陽能發(fā)電系統(tǒng)中,模塊的設計是為了獲得最佳產(chǎn)量。但產(chǎn)量并不意味著一切。該農(nóng)場的負責人雷耶不愿意占用農(nóng)業(yè)用地來建發(fā)電廠,認為這不是可持續(xù)的、道德的選擇,雖然地面安裝太陽能電池板是一種傳統(tǒng)的方法,但是雷耶對此持強烈的反對態(tài)度。

雷耶從小就生活在這個農(nóng)場里,他的父母就是這個農(nóng)場社區(qū)的創(chuàng)始人之一。他和他的妻子孩子都生活在這里,所以不難理解他對農(nóng)田的熱愛。當弗勞恩霍夫研究所的人員向他提出光伏農(nóng)業(yè):上面是太陽能,下面是種植園的概念時,雷耶馬上展示出了極大的興趣,這也可能是全世界數(shù)百萬農(nóng)民的未來。在太陽能電池板下放牧牛羊,這對一些農(nóng)民來說已經(jīng)相當有效,但新的和更復雜的則是在這些系統(tǒng)下種植谷物和蔬菜。

十多年前,黑格爾巴赫農(nóng)場就安裝了太陽能電池板和木材氣化器來為居民樓、干草烘干設施和新的奶酪乳品廠供暖。他們以環(huán)境友好和節(jié)約資源的方式生產(chǎn)所需的能源,也因此被歐洲太陽能授予了德國太陽能獎。

俄勒岡州立大學的研究人員在科學雜志《科學報告》上計算,如果用世界上有不到百分之一的可耕地來建立太陽能板塊,那么就可以滿足全球的電力需求。雖然百分之一的數(shù)字聽起來很少,但是卻破壞了已經(jīng)稀缺的農(nóng)田。尤其目前越來越多的農(nóng)民正在會見想要在他們農(nóng)耕地上建造太陽能工廠的投資人,他們不斷地向農(nóng)民發(fā)出詢問,是否可以租用他們的農(nóng)田?批評者認為這會導致用于生產(chǎn)糧食的農(nóng)田逐漸消失,比如德國農(nóng)民協(xié)會一直表示反對在耕地和草地上安裝太陽能發(fā)電廠。而一些農(nóng)民則認為將農(nóng)田租給太陽能電池板公司可以保證他們的收入安全:2014年牛奶價格的崩潰、2017年夏季的多雨天氣和隨后的干旱年份造成了相當大的損失,除此之外急劇上升的能源價格和額外的環(huán)境法規(guī)也讓農(nóng)民的生產(chǎn)成本增加。

德國農(nóng)業(yè)用地的租賃價格(以每公頃歐元計)淺綠色為農(nóng)業(yè)用地平均租金,棕色為耕地租金價格,深綠色為常綠林租金價格

2010年至2020年期間,農(nóng)業(yè)用地的租金大幅增加。2020年,一公頃農(nóng)業(yè)用地的平均租金為329歐元,比十年前高出61%--2010年的租金為204歐元。租金價格因使用類型不同而不同, 太陽能土地的租賃價格比耕地高十倍。每公頃2,000至3,000歐元的租賃收入并不罕見。與此同時,聯(lián)邦各州的租賃價格近年來一直在穩(wěn)步上升。2016年,耕地的平均租賃價格為每公頃328歐元。北萊茵-威斯特法倫的租賃價格最高,為每公頃546歐元。專家認為,租賃價格不斷上漲的原因之一是非農(nóng)業(yè)投資者對農(nóng)業(yè)用地的興趣。

目前,德國已經(jīng)有大約二百多萬公頃的農(nóng)業(yè)用地被用于種植玉米、油菜籽和其他單一作物,而在過去的半個世紀里,全世界人均可耕地的數(shù)量幾乎減少了一半。人們在農(nóng)耕地上建造新房,對電力的渴求導致了真正的饑餓。

占用大量農(nóng)田的太陽能電池板

Agrosolar Europe 公司正在德國北邊下薩克森州的一個城市建造一個新的大型光伏農(nóng)業(yè)設備(APV),由聯(lián)邦政府提供啟動資金,每年將有三十噸的韭菜等植物在這個光伏設備下茁壯成長。國務秘書弗蘭斯巴特稱贊該計劃是 "對氣候、可持續(xù)農(nóng)業(yè)和糧食生產(chǎn)的雙贏局面"。除了德國,在韓國和中國,政府正計劃為數(shù)十萬個農(nóng)業(yè)光伏系統(tǒng)提供大規(guī)模的補貼計劃,包括以有利于農(nóng)作物的方式過濾太陽光線的創(chuàng)新模塊。

但事實并非如此簡單。"作物產(chǎn)量降低了百分之十五,"同時,他的工作量也增加了,因為他必須駕駛拖拉機繞過鋼架。雷耶說:"從經(jīng)濟上講,收獲的損失可以通過能源生產(chǎn)來補償"。這些電池板是雙面的,這意味著正面和背面都能將太陽光轉(zhuǎn)化為電能。然而,作物產(chǎn)量在很大程度上取決于天氣。在干旱的年份,植物對遮陽有積極的反應;而當當降雨量大時,作物生長就會有問題,因為通過太陽能電池板的雨水分布非常不均勻,這也是迫切需要解決的問題之一。除此之外土壤質(zhì)量、生物多樣性、作物輪作、產(chǎn)量、能源、勞動力也是人們需要考慮的重要問題。

光伏農(nóng)業(yè)也為養(yǎng)老基金提供資金,年輕的農(nóng)民可以沒有任何負擔在其下工作。雖然很多農(nóng)民都想嘗試這個新模式,但實際上還需要四到五年的時間才能真正以有意義的方式進一步探索這個問題,因為研究項目的時間和資金都非常有限。新的聯(lián)邦政府已將 "創(chuàng)新的太陽能 "特別寫入其聯(lián)盟協(xié)議中。雷耶希望未來農(nóng)場可以完全自給自足地滿足農(nóng)民的能源需求,但重點前提是必須保證農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。雷耶還提到,從價格上來看電力在我們的社會中比農(nóng)產(chǎn)品更有價值,這也是他認為最大的差異所在。

在德國,批準在農(nóng)田上建造太陽能發(fā)電廠是市政當局的事。在一些地方,當?shù)厥虚L和社區(qū)代表簡直被請求和申請淹沒了。他們要求國家提供援助:應該對規(guī)模、建筑和環(huán)境要求制定有約束力的標準。一些聯(lián)邦州已經(jīng)做出了反應。例如,巴伐利亞州目前每年允許二百個這樣的項目,梅克倫堡-西波美拉尼亞州希望每年最多釋放五千公頃的農(nóng)田用于太陽能電池板工廠。勃蘭登堡州農(nóng)業(yè)部已經(jīng)向各市發(fā)布了關于在何處以及如何建造此類工廠的初步建議。

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