Problem jest na ten moment niezwykle poważny i potrzebne są alternatywy. Podczas gdy niektórzy myślą o wynoszeniu centrów danych w kosmos, jeszcze inni wpadli na agrowoltaikę. Koncept względnie nowy, ale zaskakująco przyziemny i prosty w implementacji.
Fotowoltaika należy obecnie do najtańszych źródeł energii, a jej udział w światowym miksie energetycznym systematycznie rośnie. Rozbudowa instalacji fotowoltaicznych i infrastruktury potrzebnej do obsługi AI prowadzi jednak do wspólnego problemu – zapotrzebowania na duże powierzchnie terenu. W wielu przypadkach mogą to być grunty wykorzystywane rolniczo, co prowadzi do konfliktów związanych z ochroną ziemi uprawnej i bezpieczeństwem żywnościowym.
Te dwa światy nie muszą ze sobą konkurować. Jednym z możliwych rozwiązań tego problemu jest agrowoltaika, czyli jednoczesne wykorzystanie tego samego terenu do produkcji energii elektrycznej i żywności. Wyniki najnowszych badań wskazują, że odpowiednio zaprojektowane instalacje mogą nie tylko dostarczać energię potrzebną między innymi centrom danych, ale w określonych warunkach również poprawiać wydajność upraw.
Harmonijna symbioza
Agrowoltaika zakłada takie rozmieszczenie paneli fotowoltaicznych, aby produkcja energii mogła odbywać się bez rezygnacji z działalności rolniczej. W zależności od konstrukcji panele mogą być montowane pionowo, przypominając ogrodzenia albo instalowane na konstrukcjach wyposażonych w jednoosiowe systemy śledzenia Słońca. W przypadku pionowych instalacji moduły są rozmieszczone w odpowiednich odstępach. Pozwala to na przejazd ciągników, kombajnów i innych maszyn pomiędzy rzędami paneli. Instalacja nie musi więc oznaczać wyłączenia pola z produkcji rolnej.
Podobną zasadę można zastosować w przypadku jednoosiowych trackerów. Panele zmieniają swoje położenie wraz z ruchem Słońca, zwiększając produkcję energii w przeliczeniu na pojedynczy moduł. W czasie wykonywania prac rolniczych mogą natomiast ustawić się niemal pionowo, pozostawiając maszynom odpowiednio dużo przestrzeni.
Oba rozwiązania mają jeszcze jedną zaletę. Przy odpowiednim rozmieszczeniu paneli ograniczenie ilości światła docierającego do roślin może być niewielkie. Dzięki temu system może być stosowany przy uprawie wielu gatunków roślin. Nie wszystkie gatunki potrzebują bowiem stuprocentowego nasłonecznienia do optymalnego rozwoju. Badania prowadzone na różnych uprawach wskazują, że częściowe zacienienie może w określonych warunkach poprawiać warunki wzrostu roślin. Analizowano między innymi bazylię, brokuły, seler, paprykę, kukurydzę, sałatę, trawy pastewne, ziemniaki, szpinak, pomidory i pszenicę. W części przypadków instalacje agrowoltaiczne prowadziły do wzrostu plonów.
Dwa źródła dochodu
Agrowoltaika może przynieść korzyści nie tylko sektorowi energetycznemu i technologicznemu. Dla gospodarstw rolnych oznacza możliwość uzyskiwania przychodów z dwóch niezależnych źródeł. Pierwszym pozostaje sprzedaż produktów rolnych. Drugim jest sprzedaż wyprodukowanej energii elektrycznej albo wykorzystanie jej na potrzeby gospodarstwa. Pozwala to zachować działalność rolniczą, jednocześnie zwiększając ekonomiczną wartość tego samego terenu.
Rozwój tego modelu jest już widoczny na rynku. Globalna wartość sektora agrowoltaiki przekroczyła 14 mld dolarów. Technologia jest również wdrażana w różnych częściach świata, w tym w Europie. Instalacje agrowoltaiczne wykorzystywane są między innymi przy uprawach oraz hodowli zwierząt. Takie rozwiązanie może mieć szczególne znaczenie w regionach, w których konkurują ze sobą potrzeby energetyczne i rolnicze. Zamiast wybierać między farmą fotowoltaiczną a gospodarstwem rolnym, można wykorzystać tę samą powierzchnię do obu celów.
Nie jest to rozwiązanie idealne
Agrowoltaika nie rozwiąże wszystkich problemów związanych z energetyką AI. Nie każda uprawa będzie dobrze współpracować z panelami, a odpowiednie zaprojektowanie instalacji wymaga uwzględnienia lokalnego klimatu, rodzaju gleby, maszyn rolniczych i potrzeb konkretnych roślin. Technologia pokazuje jednak, że rozwój energetyki odnawialnej i rolnictwa nie musi oznaczać konieczności konkurowania o te same tereny. Problemem mogą być też przepisy, które tradycyjnie nie nadążają za rozwojem technologii. A energetyka to dość mocno regulowana branża.
Przykładem jest kanadyjska prowincja Ontario. Agrowoltaika została tam z powodzeniem wykorzystana między innymi przy wypasie owiec i jagniąt. Zwierzęta mogą korzystać z terenu znajdującego się pomiędzy panelami, a jednocześnie pełnić funkcję naturalnego sposobu utrzymania roślinności wokół instalacji fotowoltaicznych. Jednocześnie przepisy ograniczające możliwość budowy dużych instalacji solarnych na terenach rolniczych utrudniają rozwój agrowoltaiki wykorzystującej uprawy. Podobnych przykładów na całym świecie będzie więcej – nawet w Polsce grunty rolnicze podlegają szczególnej ochronie.
Wyraźnie widać, że rynek przeszedł już głęboką transformację i tradycyjna energetyka zaczyna zawodzić. Rozwój sztucznej inteligencji sprawił, że zapotrzebowanie na energię elektryczną zaczęło rosnąć w skali, z którą infrastruktura energetyczna wcześniej nie musiała się mierzyć. Centra danych potrzebne do trenowania i obsługi modeli AI wymagają coraz większych ilości prądu, a ich koncentracja w konkretnych regionach dodatkowo obciąża lokalne sieci.
W tym kontekście agrowoltaika staje się czymś więcej niż tylko sposobem na produkcję energii ze słońca. Pozwala bowiem wykorzystać ten sam obszar do dwóch celów, podczas gdy normalnie produkcja energii nie wchodziłaby na nim w grę. Takie rozwiązania mogą zyskiwać na znaczeniu, szczególnie tam, gdzie znalezienie nowych terenów pod energetykę staje się coraz trudniejsze. A wszędzie jest to już skomplikowane.
