AgroPV - A napelemek alatti élelmiszertermelés

Ez egy olyan kombinált termelési folyamat, amely még nem kapott jelentős lendületet kontinensünkön. Kísérleti projektek bukkannak fel Európa-szerte, hogy rávilágítsanak arra, hogy a napenergia termelése a gazdaságokban miként előnyös a mezőgazdaság számára, különösen a kistermelők számára, akik kevesebb energia- és vízfelhasználás mellett keresik a hozam növelésének új módját.

Az Egyesült Nemzetek Szervezetének (ENSZ) szakértői szerint a víz-élelmiszer-energia kapcsolat kulcsfontosságú ahhoz, hogy társadalmaink fenntarthatóan fejlődhessenek.

Mindhárom iránt növekszik a kereslet, amit a globális népesség növekedése, a gyors urbanizáció, a változó táplálkozás és a gazdasági növekedés vezérel. Az ENSZ adataiból az is kiderül, hogy a világ édesvízkészletének legnagyobb fogyasztója jelenleg a mezőgazdaság és a globálisan felhasznált energia több mint egynegyedét élelmiszertermelésre és –ellátásra (szállítás, hűtés, raktározás) fordítják.

A világ, elképesztő 10 milliárd embernek ad majd otthont a következő 30 évben. Valójában ennek a jövőbeli lakosságnak a táplálásához valamiképpen kétszer annyi élelmiszert kell termelnünk, mint ma. Ez a feladat tele van kihívásokkal. Először is, hogy hol lehet több növényt termeszteni. A bolygón található 13 milliárd hektárnyi földterületnek csak 38%-a áll mezőgazdasági termelés alatt. Ennek a területnek az ésszerű növelése komoly kihívást jelent. Annak ellenére, hogy az EU azt a célt tűzte ki, hogy 2030-ra energiájának 30%-át megújuló energiaforrásokból állítsa elő, jelenleg az élelmiszertermelés szinte minden szakasza gázra és olajra támaszkodik. Ebben a helyzetben az élelmiszer-termelés növekedése minden bizonnyal a fosszilis tüzelőanyagok felhasználásának növekedését, és ennek eredményeként az üvegházhatású gázok kibocsátását jelentené.

A kihívásokra számos projekt van már most is, hogy csak egy példát említsünk a vertikális farmok, de egy szintén jó megoldásnak tűnik az agrofotovoltaikus, röviden agroPV vagy APV rendszerek is. A mezőgazdasági területek általában nagy nyílt terek, amelyek sok napfénynek vannak kitéve. Akkor miért ne lehetne a napelemeket és a gazdálkodást összekapcsolni? Az agroPV célja pont az, hogy lehetővé tegye az élelmiszertermelés folytatását ugyanazon a területen, ahol a napelemeket használják.

Napelemek a mezőgazdaság szolgálatában

Az Európai Uniós HyPERFarm projekt támogatásával a belgiumi KU Leuven egyetem csapata azon dolgozik, hogy előmozdítsa az agroPV alkalmazását, innovatív koncepcióból életképes piaci megoldássá alakítva azt. A projekt egyedülálló technikát fejlesztett ki a napelemek mezőgazdasági területeken történő telepítésére. Ahelyett, hogy a paneleket a talajra helyezné, a HyPERFarm a növények fölé helyezi őket, egyfajta lombkoronaként, vagy a növények mellé, szélfogóként. Az agroPV rendszerek megnyitják a kaput a gazdaságok teljes villamosítása előtt. Ez nemcsak a hozam nagysága és a költségek tekintetében lesz előnyös a gazdálkodók számára, hanem azt is biztosítja, hogy a mezőgazdaság kivegye a részét abból, hogy Európa elérje éghajlati céljait.

Ha a napelemeket a termények fölé helyezik, nem vész el a termőföld, ami azt jelenti, hogy a napenergia a hozamok befolyásolása nélkül termelhető.

A panelek árnyékot és védelmet nyújtanak a növényeknek a kedvezőtlen időjárási viszonyokkal szemben, ami szintén hozzájárulhat a terméshozam növekedéséhez. A napelemekkel a gazdálkodók meg tudják termelni azt az energiát, amely a gazdaságuk működésének nagy részének (pl. világítás, fűtés vagy hűtés, elektromos traktorok és berendezések, a precíziós mezőgazdasági technológia) ellátásához szükséges. Ez pedig csökkenti a költségeket és a szén-dioxid-kibocsátást. A HyPERFarm azt is vizsgálja, hogyan lehet ezt a napenergiát tiszta hidrogén előállítására felhasználni, amelyet aztán mezőgazdasági gépek és berendezések energiaellátására használhatnának fel.

Legeltetés napelemek alatt

A Parkes Show Society-vel folytatott kísérletek részeként például az egyik legkézenfekvőbb megoldást, az állattartás és a napelemes területek együttműködését vizsgálják. A gazdálkodók úgy írták le a megállapodást, mint "win-win" helyzetet, mivel a birkák segítették a füvet és a gyomot kordában tartani, hogy a panelek ne veszítsék el hatékonyságukat, míg a szerkezet megakadályozza a talaj kiszáradását és árnyékot biztosít. Sőt, egyes termelők szerint a bekerített napelemek alatt legeltetett juhok gyapjú mennyisége és főleg minősége növekedett. Az Egyesült Államokban a hazai bárány- és birkahús termelés volumenének növelése és a helyi gazdaságok erősítése céljából, az idei évtől kezdődően az USDA támogatást nyújt a „napelemes birkatartáshoz”.

Az Észak-dunántúli régióban a bicskei napelemcsoport területén van ilyen típusú hasznosítás. Az ASTRASUN egyelőre legeltetéssel őrzi meg a mezőgazdasági felhasználást napelemparkjaiban, ezek ráadásul művelésből kivont, ipari jellegű földek; Bicskén például egy illegális betonlerakatot is fel kellett számolni a naperőmű építéséhez, Csurgón pedig egy rekultivált hulladéklerakó szolgált beruházási helyszínként.

Az ASTRASUN bicskei mintagazdaságában 2020 tavaszán kezdte meg a juhtenyésztést kifejezetten abból a célból, hogy az állatok a napelemparkok füvét karban tartsák. 2022. márciustól a "szolárbirka-szolgáltatás" elérhető, tehát a nyáj kölcsönözhető más naperőművet üzemeltetők számára is.

Napelemes kerítések

A németországi Freiburg-ban alapított stratup vállalkozás a napelemeket kerítés panelként foglalják rendszerbe. A szélfogóként és az állattartás során akár mobil kerítésként is hasznosítható rendszer eredményeként a terület több mint 90%-a továbbra is mezőgazdasági célra használható marad. A konzisztens, függőleges kelet-nyugati tájolásnak köszönhetően a délelőtti és esti órákban érhetők el a csúcsterhelések – a hagyományosan fixen délre pozícionált parkokhoz képest ciklikusan. Ez előnyös a villamosenergia-hálózat stabilitása szempontjából, és lehetővé teszi, hogy ezt a koncepciót használó erőművek (gazdaságok) olyan hálózati ágakhoz kapcsolódjanak, amelyek már teljes kapacitással és magasabb árbevétellel működnek az német áramtőzsdén.

Szabadföldi növénytermesztés és az energiatermelés

Kelet-hollandiai Babberich faluban, közel a német határhoz van egy 4 hektáros málnaültetvény, ahol egy próbaprojektet kezdtek el. 3 hektárt átalakítottak 2 MW-os napelemes mezőgazdasági gazdasággá, a fennmaradó részen referenciakén tovább folyt a hagyományos gazdálkodás.

A málna törékeny, árnyéktűrő gyümölcs, amelyet Hollandiában általában fóliatető alatti sorokban termesztenek, hogy megvédjék az időjárás viszontagságaitól, és hogy biztosított legyen a magas hozam. Ebben a projektben a málnanövényeket közvetlenül a napelemek alatt termesztik, amelyeket sátortetős formában helyeztek el keletre és nyugatra is enyhén megdöntve. Ezzel maximalizálták a napsütötte felületet, ugyanakkor védelmet is biztosítottak a növények számára az uralkodó szelektől.

Ebben a projektben korábban tesztelték a hagyományos napelemeket is, de túl sokat vettek el a rendelkezésre álló napfényből, ezért nagyobb távolságú panelekre váltottak, hogy a napelemek között több fény jusson át. A kísérlet során úgy tapasztalták, hogy a táblák alatt termelt gyümölcs mennyisége és minősége megegyezett vagy jobb volt a kontrol (hagyományos) terület terméséhez hasonlítva.

Egy másik jelentős különbség az agroPV tesztmező és a referenciamező között az, hogy a napelemek alatt több fokkal hűvösebb volt a levegő hőmérséklet. Ez nemcsak a mezőgazdasági dolgozók számára tette kellemesebbé a munka környezetet, de az öntözővíz mennyiségének szükségletét is 50%-kal csökkentette a referenciatáblához képest.

Még érdekesebb eredmény, hogy a növények hogyan hatnak a napelemekre. A haszonnövények vízpárolgása valójában hűti a paneleket. A napelemek nem szeretik a túl nagy meleget, mivel ez csökkenti az energiahatékonyságukat. Minél hűvösebb egy panel, annál több energiát biztosít, amely jelentős pluszt eredményezett a gazdálkodók számára.

Németország első mezőgazdasági fotovoltaikus rendszere (Agri-PV) a Rajna-vidék-Pfalz északi részén található Obsthof Nachtwey biogazdaság gyümölcsösében található. Christian Nachtwey vállalkozása a terület kettős hasznosítását teszteli az "Agri-PV Obstbau" kutatási projekt keretében, az ültetvény körülbelül egyharmadán, 9100 m2-en, 258 kWp teljesítményú rendszerrel. Az öt évig tartó kísérlet során megvizsgálják, hogy az agroPV rendszerek milyen mértékben tudják megvédeni a növényeket és a gyümölcsöket az olyan káros környezeti hatásoktól, mint a jégeső, heves esőzés, leégés, fagy vagy szélsőséges hőmérséklet. A megtermelt elektromos áramot az akkumulátoros traktorban, az öntözőrendszer üzemeltetésében és a hűtőház energia-felvételében fogják hasznosítani.

A hazai lehetőségek

A hazai jogszabályi helyzetről és a lehetőségekről kérdeztük az érintetteket. A Nemzeti Agrárgazdasági Kamarának nincs tudomása ilyen hibrid, mezőgazdasági és az energiatermelési rendszer magyarországi működéséről.

2021. évi LX. törvény módosította többek között a termőföld védelméről szóló 2007. évi CXXIX. törvényt is, mely változások közül az egyik pont szerint: "Nem minősül a termőföld más célú hasznosításának napenergiát agrofotovoltaikus (a napelemek körülbelül öt méter magas lábakon állnak, alattuk pedig aktív növénytermesztés és legeltetés folytatható) rendszer szerint felhasználva villamos energiát termelő erőmű létesítése és üzemeltetése, ha nem akadályozza az  alatta fekvő területnek művelési ág szerint termőföldként történő hasznosítását."

A Magyar Államkincstár a mezőgazdasági és vidékfejlesztési támogatások kifizető ügynöksége felhívta a figyelmet arra, hogy jelenleg a MePAR-ban a napelem parkok nem támogatható kategóriában vannak lehatárolva, ortofotó és űrfelvételek alapján, mivel ezen területek elsődlegesen nem mezőgazdasági céllal hasznosítottak.

Ezek értelmében a napelem parkok alatti területek kieshetnek a mezőgazdasági támogatások rendszeréből. A hazai jogi szabályozás esetleges változtatása adhatna igazi lendületet arra, hogy Magyarországon is megjelenjenek a napelem parkok alatti területek mezőgazdasági hasznosítása.

Az E.ON Hungária Csoport munkatársai kérdésünkre elmondták, hogy a társaság honlapján a vállalatcsoport működési területén megvalósítható erőművek csatlakozási lehetőségeiről megtalálhatóak a legfontosabb információk és szabályok. Letölthető dokumentumok segítenek már a tervezés korai fázisában. A létesítés kapcsán az illetékes építésügyi hatóság előírásait, esetleg a helyi építési szabályzatot azonban figyelembe kell venni. Az E.ON Hungária Csoport teljes körű szolgáltatást biztosít, igény esetén vállalja a rendszer megtervezését, engedélyeztetését, kivitelezését és akár üzemeltetését is. Az energiavásárlás lehetőségeinek feltérképezésével kapcsolatban illetékességből elsősorban az Energiahivatalt javasolják megkeresni, illetve a Magyar Energetikai és Közmű-szabályozási Hivatal (mekh.hu) honlapján elérhető tájékoztató áttekinteni.

A Magyar Mezőgazdaság hírportál a jövőben szívesen beszámol a hazai agrovoltaikus rendszerekről, azok fejtetéseiről. Ezért amennyiben ilyen rendszert üzemeltett vagy tudomása van, ilyen rendszer működéséről kérjük, keresse szerkesztőségünket.