Tận dụng nông nghiệp để khai thác điện Mặt trời

Những cánh đồng kết hợp giữa nông nghiệp và sản xuất điện mặt trời.

Vừa trồng cây, vừa phát điện

Chuyên gia Năng lượng tái tạo Nguyễn Quốc Khánh, Trung tâm Phát triển sáng tạo Xanh (GreenID) vừa có nghiên cứu về tiềm năng và cơ hội sản xuất nông nghiệp kết hợp khai thác điện mặt trời (APV). Mô hình APV là sản xuất nông nghiệp và khai thác điện mặt trời diễn ra trên cùng một khu đất.

Năng lượng mặt trời có thể được khai thác mà không ảnh hưởng nhiều đến sản xuất nông nghiệp và không nhất thiết phải thu hồi đất. Hiệu suất sử dụng đất trồng trọt có thể tăng đến 60%, còn tận dụng được diện tích đất trống hoặc mái nhà kính. Mô hình này mang lại lợi ích cho nhiều bên.

“Trên khu đất trồng trọt hoặc nuôi trồng thủy sản được lắp đặt các tấm pin năng lượng mặt trời (PV) và phải lắp đặt cao để cây trồng cũng như vật nuôi nhận được ánh sáng, còn có thể sử dụng các máy nông nghiệp.

Với trang trại điện mặt trời thông thường mật độ PV khá dày để đạt công suất 1 MWp/ha; còn kết hợp sản xuất nông nghiệp thì mật độ PV ít hơn, chỉ có thể tạo ra công suất từ 0,33 – 0,67 MWp/ha.

Độ cao lắp đặt 2 - 4 mét. Có thể trang bị hệ thống hướng nắng để tối ưu sản lượng điện và kiểm soát mức ánh sáng tương ứng với mỗi giai đoạn sinh trưởng của cây trồng”, chuyên gia Nguyễn Quốc Khánh cho biết.

Khi lắp đặt tấm pin mặt trời trên đất nông nghiệp, làm thế nào để không ảnh hưởng tới năng suất cây trồng. Bởi nói chung, cây trồng cần ánh nắng mặt trời? Đây là điều mà chuyên gia Nguyễn Quốc Khánh trăn trở. Theo nghiên cứu, nếu kết hợp với những loại cây chịu bóng mát thì tiềm năng lớn và ngược lại.

Những loại cây chịu bóng nhiều có cải bắp, súp lơ trắng, súp lơ xanh, đậu tương, đậu hà lan, măng tây, rau diếp, húng, tía tô, cải xoong, bạc hà, rau mùi. Loại cây chịu bóng vừa là lạc, cà rốt, khoai lang, khoai tây, tỏi, hành, dưa hấu, khoai môn, dưa vàng, đinh lăng. Còn những cây chịu bóng ít là lúa, cà chua, cà tím, ngô, dưa chuột.

Cây có khả năng chịu bóng nhiều sẽ cho phép lắp được nhiều tấm pin mặt trời hơn trên cùng 1 diện tích đất mà ít bị ảnh hưởng.

Lựa chọn cây trồng dựa trên đặc điểm hình thái

Việc lắp đặt tấm pin mặt trời trên đất sản xuất nông nghiệp phải căn cứ vào loại cây trồng để lắp nhiều hay ít tấm pin năng lượng mặt trời. Nghiên cứu đã tính cụ thể 3 mức. Đó là so với trang trại điện mặt trời thông thường đạt 1 MWp/ha, khi lắp đặt trên đất sản xuất nông nghiệp chỉ đạt 0,67 MW/ha; 0,5 MW/ha và 0,33 MW/ha. Theo đó lần lượt chi phí cho hệ thống điện mặt trời mô hình APV sẽ tăng 119%, 125% và 140%.

Khi thực hiện APV thì suất đầu tư điện mặt trời tăng so với trang trại chỉ sản xuất điện. Tuy nhiên, chắc chắn năng suất cây trồng có giảm ít hoặc nhiều tùy loại. Thế nhưng, mô hình APV hấp dẫn hơn về mặt tài chính đối với cây trồng có khả năng chịu bóng cao và chịu bóng trung bình. Còn với cây chịu bóng ít không hấp dẫn bởi lắp ít tấm pin nên thu nhập từ điện không đủ bù đắp thu nhập giảm từ hoạt động nông nghiệp.

Cả nước ta khi lắp tấm pin mặt trời trên đất sản xuất nông nghiệp có lợi thế thì sản lượng nông nghiệp giảm 10%, còn tiềm năng điện được khai thác là 386 GW, tương đương 550 tỷ kWh/năm.

Cụ thể, một năm trên diện tích trồng rau các loại 440.608 ha khai thác được 220 MW, đậu các loại 85.579 ha được 57 MW, nuôi tôm sú 560.985 ha được 28 MW, tôm thẻ chân trắng 83.159 ha được 21 MW, lạc 56.292 ha được 28 MW, khoai lang 40.290 ha được 20 MW.

Số liệu trên chỉ tính với khu vực có mật độ lắp đặt 0,5 MWp/ha và có bức xạ từ 4 kWh/m2/ngày trở nên. Đáng chú ý, nếu tiềm năng này được khai thác có thể dẫn tới giảm 502 triệu tấn CO2/năm nên ngoài giá trị kinh tế còn có giá trị bảo vệ môi trường rất lớn.

Tính theo vùng thì ĐBSCL có tiềm năng lớn nhất với gần 200 MW. Thứ hai là Tây Nguyên hơn 88 MW. Tiếp theo vùng duyên hải Nam Trung Bộ gần 58 MW. Đông Nam Bộ gần 40 MW. Trung du và miền núi phía Bắc hơn 1 MW. Bắc Trung Bộ chỉ 0,094 MW.

Nước ta có tiềm năng lớn, khi thực hiện APV sẽ tăng hiệu quả sử dụng đất, thêm nguồn thu cho người nông dân. Hiện nhiều doanh nghiệp có năng lực lắp đặt thiết bị và vận hành. Các dự án APV thường có công suất không lớn, có thể đấu nối vào lưới phân phối.

Điểm yếu là mô hình APV không đáp ứng tiêu chí kinh tế trang trại. Chưa có cơ chế hỗ trợ đối với điện mặt trời đầu tư theo hình thức này. Các cơ quan quản lý chưa nắm rõ về APV. Thiếu thông tin về loại cây trồng phù hợp và tác động tới cây trồng.

Chưa có hướng dẫn kỹ thuật về mô hình, thiếu mô hình thực tiễn. Chi phí đầu tư cho hệ thống điện mặt trời còn cao. Các tổ chức tài chính/ngân hàng thiếu kiến thức về công nghệ, chi phí và lợi ích của điện mặt trời. Nhất là chưa có các tiêu chuẩn kỹ thuật về thiết bị, lắp đặt và vận hành đối với hệ thống điện mặt trời.

Cơ hội về chính sách đáng chú ý là Nghị quyết 55 của Chính phủ ở Điều 2 khoản 1 đã ưu tiên khai thác, sử dụng triệt để và hiệu quả các nguồn năng lượng tái tạo, năng lượng mới, năng lượng sạch. Khuyến khích và tạo mọi điều kiện thuận lợi để các thành phần kinh tế, đặc biệt là kinh tế tư nhân tham gia phát triển năng lượng. Trong Luật Đất đai 2013, điều 9 khuyến khích đầu tư làm tăng độ màu mỡ của đất; phát triển kết cấu hạ tầng làm tăng giá trị của đất.

Điều 142, Nhà nước khuyến khích hình thức kinh tế trang trại của hộ gia đình, cá nhân nhằm khai thác có hiệu quả đất đai để phát triển sản xuất, mở rộng quy mô và nâng cao hiệu quả sử dụng đất trong sản xuất nông nghiệp, lâm nghiệp, nuôi trồng thủy sản, làm muối gắn với dịch vụ, chế biến và tiêu thụ sản phẩm nông nghiệp.