Ausztria 90 TWh mezőgazdasági energiát tudna hasznosítani a termőföld 5–16%-ával

Az osztrák Természeti Erőforrások és Élettudományi Egyetem (Bécs) által vezetett kutatócsoport műszaki{0}}gazdasági elemzést végzett az ország mezőgazdasági létesítményeiben rejlő lehetőségekről, kombinálva a napelemes PV-termelés és a mezőgazdasági termelés jövedelmezőségi értékelését.

„Tanulmányunk szerint az első olyan integrált keretrendszert mutatjuk be, amely a fotovoltaikus villamosenergia-termelés és a mezőgazdasági teljesítmény szimulációját egyesíti az agrárvoltaikus rendszerekben az egész ország szintjén, beleértve az éghajlatváltozás hatásait is” – mondta Isabelle Grabner, a megfelelő szerző a pv magazinnak. „Kutatásunk során a növénytermesztés csökkenését vizsgáltuk Ausztriában a PV mezőgazdasági területeken történő napelemes terjeszkedése miatt.

"Összehasonlítottuk a mezőgazdasági elektromos berendezések agresszív telepítését és a tipikus földi -napelemes berendezéseket, amelyek szükségesek a klímasemlegességi célok eléréséhez" - tette hozzá Grabner. "Továbbá korlátozott hatást mutattunk ki az éghajlatváltozáshoz való alkalmazkodáshoz az agrárvoltaikus energia hatására, de ez utóbbi eredmények nagymértékben függenek a kiválasztott növényektől, valamint országspecifikusaktól."

Az elemzés elvégzéséhez a csapat egy moduláris szimulációs keretrendszert használt, ahol a rendelkezésre álló szoftvereket alkalmazta, és szükség szerint új megoldásokat fejlesztett ki. A keretrendszer online elérhető a GPL licenc alatt. A szakpolitikai -integrált éghajlati modell (EPIC) uniós adatait felhasználva a kutatók először osztályozták a mezőgazdasági felhasználásra alkalmas területeket, olyan szűrőket alkalmazva, mint a minimálisan 1 hektáros termőterület, a maximális átlagos dőlésszög 20 fok és a maximális tengerszint feletti magasság 1950 m.

A villamosenergia-termelést PVlib-el szimulálták, egy 1 km-es hálózaton végzett klímaszimulációból származó globális horizontális besugárzási (GHI) adatok felhasználásával. Az EPIC-et a kulcsfontosságú környezeti folyamatok és a növények növekedésének modellezésére használták a parcella szintjén, napi időlépésekkel és 1 km × 1 km térbeli felbontással. A forgatókönyvek beépítették a környezeti feltételek és a gazdálkodási gyakorlatok közötti kölcsönhatásokat, beleértve a vetésforgót olyan növények esetében, mint a borsó, szójabab, burgonya, lucerna, nyári árpa és zab.

Az éghajlati adatok 1981–2020 közötti megfigyeléseken és 2031–2070 közötti előrejelzéseken alapultak. Két alapforgatókönyvet teszteltek: a mezőgazdasági termelést fotovillamos rendszer nélkül és a földre szerelt PV mezőgazdaság nélkül. Az agrovoltaikus forgatókönyvek közé tartoztak a fej feletti oszlopos rendszerek, déli fekvésű, körülbelül 10 m-es beépítési magassággal, valamint a függőleges kétoldali rendszerek 10 m-es sortávolsággal és két függőlegesen egymásra helyezett kétoldalas panellel. Mindegyik rendszert alacsony, közepes és magas költségű forgatókönyvek alapján értékelték.

Az elemzés kimutatta, hogy Ausztriában a földre szerelt PV-rendszerek 1173 MWh/ha, az oszlopos agrovoltaikus rendszerek 684 MWh/ha, a függőleges mezőgazdasági rendszerek pedig 373 MWh/ha villamos energiát termelnek. Önmagában a mezőgazdasági termeléshez viszonyított nyereséghányad 10:1 és 50:1 között mozgott függőleges rendszerek esetében, 60:1-ig tartóoszlopos rendszerek esetén, és 100:1 között a földre szerelt fotovoltaikusok esetében.

"A napelemes napelemekből származó 90 TWh/év villamosenergia-termelés eléréséhez szántóföldeken, minden klímasemlegességi forgatókönyvben felső határt, a teljes termőterület 5-16%-ára van szükség" - összegezte a csapat. "A szükséges területek és a szimulált terméscsökkenés azt jelenti, hogy az osztrák növénytermesztésben a veszteség eléri a 2–6%-ot. Csak a mezőgazdasági rendszerek képesek termelési veszteséget elérni a megfigyelt tartomány alsó határán. Az agrovoltaikus rendszerek klímaváltozáshoz való alkalmazkodási hatásai csekélyek."

A kutatás eredményei megtalálhatók a Renewable Energy folyóiratban megjelent „The techno{0}}economic potencials of agrivoltaic installations in Austria” című kiadványban. A tanulmányban az osztrák BOKU Egyetem és a Szövetségi Agrárgazdasági Intézet kutatói vettek részt.