作者： MARTÍN BONZI和 SARAH SPENGEMAN 2021 年 12 月 1 日
穩定氣候需要快速過渡到 100% 無碳電力，這將需要大量增加太陽能發電。在美國，拜登政府制定了到 2035 年用太陽能為美國 40% 的電網供電的計劃。

與農業和牧場相比，太陽能對土地的需求很小。研究由美國國家可再生能源實驗室的發現，該國陸地面積的僅0.6％的人是需要的功率整個國家與太陽能發電。儘管如此，公用事業規模的太陽能項目可能需要數百英畝的土地，鑑於對生產糧食的農田或休閒空間的競爭需求，新的太陽能項目有時會面臨阻力。

但是新的研究指出了將太陽能發電與農業生產相結合的多重好處。從節水到糧食生產、棲息地恢復和當地經濟發展，研究表明農業光伏的“多解決”能力（將太陽能與其他農業用地結合起來）可以增加公眾對太陽能發展的支持，提供機會避免或解決衝突。

節約用水和能源，同時改善動物福利

鑑於乾旱的氣候，在美國西部尋找足夠的糧食生產用水一直具有挑戰性，但氣候變化引發的干旱使情況變得更糟。為了解決這一日益嚴重的問題，亞利桑那大學的研究人員測試了他們自己的農業光伏系統：他們在太陽能電池陣列下種植辣椒、墨西哥辣椒和櫻桃番茄，並將結果與傳統的露天種植區進行了三個月的比較。

研究人員發現這些面板有助於緩和地面溫度，減少用水量並改善植物的碳吸收。值得注意的是，在農業光伏系統下，糧食產量翻了一番。而且由於植物的水分蒸發冷卻了面板，太陽能係統本身在夏季發電量增加了 3%，這表明如果合作完成，食物和太陽能生產的表現如何更好。

Agrivoltaics 可以支持植物生產，但對動物有什麼影響？用於放牧的牧場使用了美國大約五分之一的土地，其中大部分位於西部，那裡的天然太陽能資源也是最大的，這為農業光伏提供了重大機遇。俄勒岡大學的研究人員調查了在活躍牧場上安裝太陽能電池板的影響，將傳統的開放式牧場農場與俄勒岡州的 Rabbit Hills 太陽能農場進行了比較，後者將放牧和太陽能發電相結合。

農業光伏系統中的綿羊消耗的水量相同或更少，因為在最熱的月份，它們會在太陽能電池板的陰涼處度過很多時間。雖然農業光伏系統中的牧場生產的草較少，但營養質量和種子含量更高：因此，兩個系統的羊肉產量相似，但農業光伏農場的土地生產力要高得多。

在德克薩斯州的另一項研究中，研究人員在評估太陽能發電與牧場飼養兔子養殖相結合的排放和能源使用影響時發現了重大的環境效益。與非一體化的傳統養兔場相比，農業光伏養兔場使用自己當地生產的太陽能作為能源，對電網的化石能源需求減少了 98.8%。此外，農業光伏系統中的牧場飼養的兔子不需要外部飼料，牧場也不需要割草，與單獨的傳統兔子養殖相比，溫室氣體排放量減少了 98.5%。

總體而言，這兩項研究表明，將牧場與太陽能發電相結合不會對動物生產力產生負面影響，但會為改善水資源保護和動物福利提供機會，並大幅減少農業活動的排放量並顯著提高土地生產力。

恢復傳粉者棲息地

另一項研究探討了授粉昆蟲作為自然和農業生態系統基石的作用。這些昆蟲為全球75% 的開花植物物種和 35% 的作物物種的繁殖做出了貢獻。但近年來，由於棲息地喪失和殺蟲劑的使用，授粉媒介的數量急劇下降，氣候變化加速加劇了這種情況——對糧食安全構成了重大威脅。鑑於太陽能裝置下方的土地通常未使用，在下方區域填充授粉昆蟲的棲息地有助於保護這些關鍵物種，研究人員正在研究這種潛力。

研究人員在俄勒岡州西南部 Eagle Point 太陽能發電廠的一項研究中發現，用於太陽能電池陣列的土地確實是極好的傳粉者棲息地，而且傳粉者在陰影區域訪問花朵的可能性與在未陰影區域訪問的可能性一樣。此外，研究人員發現，太陽能電池板下方部分陰涼區域的涼爽、潮濕的小氣候既促進了花卉生長，又延遲了花卉開花時間。延遲開花是維持傳粉媒介種群的關鍵，因為它可以幫助支持傳粉媒介在夏末食物稀缺但仍需要遷徙或冬季儲存的情況下進行。

增加公眾支持

儘管美國人壓倒性地支持可再生能源，但當為自家後院計劃項目時，這種支持並不總是奏效，而當地的反對意見可能會延遲甚至阻止擬議的太陽能或風能裝置。儘管如此，研究表明人們重視農業光伏給當地社區帶來的多重好處。例如，一項對密歇根州和德克薩斯州約 2,000 名受訪者的調查發現，如果將能源和農業生產結合起來，81% 的受訪者更有可能支持他們社區的太陽能開發。

受訪者表示，他們更喜歡為農民和當地社區提供經濟機會、不威脅當地利益、確保經濟利益公平分配的項目。這些結果表明，以直接滿足當地社區需求的方式整合其他土地用途的太陽能項目更有可能阻止當地可能的反對。

用一個解決方案解決多個問題

如果不快速建設新的太陽能發電，就無法及時減少溫室氣體排放，以避免氣候變化帶來的最危險後果。但氣候變化是威脅倍增器，加劇了乾旱、糧食短缺和物種滅絕。一項新興研究表明，農業光伏可以幫助支持太陽能的擴展，同時應對其他嚴峻挑戰並為周邊社區帶來額外收益。Agrivoltaics 還可以幫助加強公眾支持，尤其是在農村地區，有助於加速清潔能源轉型。由於快速加速變暖的威脅如此之大，這些類型的多方解決項目將成為減少排放和增強彈性的關鍵。
 

Martín Bonzi 是Aspen Global Change Institute 的項目助理，Sarah Spengeman 博士。是能源創新有限責任公司的通訊副主任。

編者按： Yale Climate Connections 與 Aspen Global Change Institute 和 Energy Innovation 合作，每月發布新的和最近的氣候相關科學研究的評論。AGCI 還發布了對這項研究的更深入的評論，您可以在此處訪問  以獲取更多信息。
新聞來源:https://yaleclimateconnections.org/2021/12/solar-and-crop-production-research-shows-multi-solving-climate-benefits/