一场技术革命将有助于农民用农作物收获阳光。-王其杉博客|程序员|科技新闻
尼克伯顿
在亚利桑那州索诺兰沙漠的中心地带,一排排又一排的西红柿、辣椒、胡萝卜、木炭和豌豆正生长在干旱的极端地区,由一排太阳能电池板保护,这些太阳能电池板为作物遮荫,并保持土壤中的水分。
这是许多农业发电原理的试验基地之一,这是一种将食品与清洁能源生产融合的方法,将改变我们在2019年的农业生产方式。
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这项相对简单的技术为我们这个时代的两大挑战提供了解决方案:提高粮食产量,到2050年我们可以养活98亿人,并从化石燃料转变为绿色能源——这两个目标都将需要越来越有限的土地。在光伏板下种植作物也能节约用水,并能在干燥、炎热的地区生产粮食。根据彭博社新能源金融(Bloomberg New Energy Finance)的数据,2019年,随着太阳能电池板价格预计将下降15%,农业发电将成为农业标准。
太阳能电池板和植物的整合不仅有利于农作物:它还可以增加可再生能源的产量。当太阳能电池板达到25℃或更高的温度时,其效率会下降。但是,对索诺兰沙漠项目的一个意外发现是,在面板下蒸腾的作物产生了项目负责人格雷格·巴伦·加福德(Greg Barron Gafford),亚利桑那大学的生物地理学家,称之为“蒸发冷却效应”,它使太阳能电池组的底部变冷,提高了效率。
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在其他地方,项目突出了农业发电的土地节约潜力。德国一个占地2.4公顷的项目APV-RESOLA发现,将太阳能电池板与农田相结合,“可使土地利用效率提高60%以上”(衡量一单位土地的总生产力),同时保持80%的作物产量。
但这些只是目前美国、德国、法国、中国和日本的几百种农业用植物中的两种。仅在日本,近年来,由于该国土地面积的减少,已安装了1000多个农业发电厂。
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“八年前,全球几乎什么都没有,”弗劳恩霍夫太阳系研究所的马克斯·特罗姆斯多夫说,他是APV Resola项目的负责人。“今天我们有大约2千兆瓦(来自农业发电),足以为将近150万户家庭供电。
明年,随着各国政府抓住了农业发电的好处,这个数字将会扩大。法国政府表示,作为一个更大的可再生能源支持计划的一部分,它将在2019年把可用于农业发电项目的投标数量翻一番。
美国能源部资助的一个名为Inspire的项目正在利用现有的农业发电厂建立一个网络,从这些站点收集数据,包括能源输出,这些发电站在面板下的农作物生长旺盛,节约了多少水。目前数据库中有18个项目,该项目将扩大到波多黎各、印度尼西亚和其他地方。
参与该项目的美国国家可再生能源实验室(National Renewable Energy Laboratory)的乔丹•麦克尼克(约旦•麦克尼克)表示:“我们正在大幅扩大2019年的研究地点数量。”“我们真的希望这能成为全世界人民的共同数据来源。我认为,这种连接太阳能和农业的配置正准备爆炸。”
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Barron Gafford的项目是Inspire项目的一部分,他认为还有另一个原因可以解释为什么农业发电将在2019年开始:2018年的极端天气给了许多国家有史以来最热的一年。
“如果你能做些省水的事,它就会引起别人的注意。如果你能增加像可再生能源这样的稳定的收入来源,那么农民就会喜欢它,”他说。“我们现在正处于如此紧张的环境中,这一事实使得创新解决方案的想法非常吸引人。”
艾玛·布莱斯是伦敦科学与环境记者