ในยุคที่โลกต้องเผชิญกับความท้าทายด้านความมั่นคงทางอาหารและพลังงานพร้อมกัน “เกษตรกรรมใต้แผงโซลาร์” หรือ “อะกริโวลตาอิก” (Agrivoltaics) กำลังเป็นนวัตกรรมที่ได้รับความสนใจอย่างมาก เป็นการผสมผสานระหว่างการเกษตรและพลังงานทดแทน โดยใช้พื้นที่เดียวกันทั้งปลูกพืชและผลิตไฟฟ้าจากแสงอาทิตย์
แนวคิดนี้ไม่เพียงแต่เพิ่มประสิทธิภาพการใช้ที่ดิน แต่ยังสร้างระบบนิเวศที่เกื้อกูลกัน แผงโซลาร์ช่วยให้ร่มเงาแก่พืชผักที่ไม่ต้องการแสงแดดจัด ขณะที่ความชื้นจากพืชช่วยระบายความร้อนให้แผงโซลาร์ทำงานได้มีประสิทธิภาพมากขึ้น นอกจากนี้ยังช่วยลดการใช้น้ำและเพิ่มผลผลิตในพื้นที่ที่มีสภาพอากาศร้อนหรือแห้งแล้ง
ประเทศไทยกำลังเดินหน้าสู่การเป็นสังคมคาร์บอนต่ำและการพัฒนาที่ยั่งยืน จึงเป็นโอกาสอันดีที่จะนำเทคโนโลยีการทำ “นาแสงอาทิตย์” หรือ “Solar Farming” มาประยุกต์ใช้ สร้างความสมดุลระหว่างความต้องการพลังงานสะอาดและความมั่นคงทางอาหาร นำไปสู่การพัฒนาชุมชนและเศรษฐกิจอย่างยั่งยืน
Cr. ภาพ : https://www.securities.io/th/agrivoltaics
Agrivoltaics เทคนิคปลูกผักใต้แผงโซลาร์ ทำนาแสงอาทิตย์ พลิกวิกฤตความมั่นคงทางอาหารและพลังงาน
ในยุคที่โลกกำลังเผชิญกับความท้าทายทั้งด้านความมั่นคงทางอาหารและวิกฤตพลังงาน นวัตกรรม “Agrivoltaics” หรือการบูรณาการระหว่างการเกษตร (Agriculture) และพลังงานแสงอาทิตย์ (Photovoltaics) กำลังเป็นคำตอบที่น่าสนใจสำหรับการแก้ไขปัญหาทั้งสองประการไปพร้อมกัน
Agrivoltaics คืออะไร?
Agrivoltaics เป็นระบบที่ผสมผสานการติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์เหนือพื้นที่เกษตรกรรม ทำให้สามารถใช้ประโยชน์จากที่ดินผืนเดียวกันเพื่อทั้งการผลิตอาหารและพลังงานสะอาดได้พร้อมกัน ระบบนี้ได้รับการพัฒนาและนำไปใช้อย่างแพร่หลายในหลายประเทศทั่วโลก รวมถึงญี่ปุ่น เยอรมนี สหรัฐอเมริกา และกำลังเริ่มได้รับความสนใจในประเทศไทย
Cr. ภาพ : https://www.reddit.com/
ประโยชน์ของ Agrivoltaics
- การใช้ประโยชน์จากที่ดินอย่างมีประสิทธิภาพ
ในสถานการณ์ที่พื้นที่ทำการเกษตรมีจำกัด การใช้พื้นที่เดียวกันเพื่อสองวัตถุประสงค์คือการปลูกพืชและผลิตพลังงานแสงอาทิตย์ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการใช้ที่ดินได้อย่างมาก
- สร้างรายได้เสริมให้เกษตรกร
เกษตรกรสามารถมีรายได้จากทั้งผลผลิตทางการเกษตรและการขายไฟฟ้าจากพลังงานแสงอาทิตย์ ทำให้มีความมั่นคงทางรายได้มากขึ้น โดยเฉพาะในช่วงที่ผลผลิตทางการเกษตรอาจได้รับผลกระทบจากสภาพอากาศแปรปรวน
- ปรับสภาพแวดล้อมที่เหมาะสมสำหรับพืชบางชนิด
แผงโซลาร์เซลล์สามารถให้ร่มเงาบางส่วนแก่พืช ช่วยลดการระเหยของน้ำและป้องกันพืชจากแสงแดดที่รุนแรงเกินไป ซึ่งเป็นประโยชน์อย่างยิ่งในช่วงฤดูร้อนหรือในพื้นที่ที่มีอุณหภูมิสูง
- เพิ่มประสิทธิภาพของแผงโซลาร์เซลล์
ความชื้นจากการเพาะปลูกช่วยลดอุณหภูมิของแผงโซลาร์เซลล์ ทำให้แผงทำงานได้มีประสิทธิภาพมากขึ้น เนื่องจากโซลาร์เซลล์จะมีประสิทธิภาพลดลงเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น
- ลดการใช้น้ำ
พืชที่ปลูกภายใต้แผงโซลาร์เซลล์มีอัตราการระเหยของน้ำต่ำกว่าพืชที่ปลูกในพื้นที่เปิดโล่ง ทำให้ประหยัดการใช้น้ำเพื่อการเกษตรได้
Cr. ภาพ : Smartcitythailand.com
พืชที่เหมาะสมกับ Agrivoltaics
ไม่ใช่พืชทุกชนิดจะเหมาะกับการปลูกภายใต้แผงโซลาร์เซลล์ พืชที่เหมาะสมมักเป็นพืชที่ชอบร่มเงาบางส่วนหรือทนต่อแสงที่เปลี่ยนแปลงได้ดี เช่น:
- ผักใบเขียว: ผักกาดหอม ผักโขม คะน้า ผักสลัด
- พืชตระกูลถั่ว: ถั่วเขียว ถั่วเหลือง ถั่วลันเตา
- สมุนไพร: โหระพา กะเพรา สะระแหน่
- ธัญพืช: ข้าว ข้าวสาลี ข้าวบาร์เลย์ (แต่ต้องออกแบบระบบให้มีแสงเพียงพอ)
- พืชหัว: มันฝรั่ง หัวไชเท้า แครอท
Cr. ภาพ : http://smartblue.jp/wp-content/uploads/DSC01172.
กรณีศึกษาที่น่าสนใจ
ทำนาโซลาร์ในญี่ปุ่น
ญี่ปุ่นเป็นหนึ่งในประเทศผู้นำด้าน Agrivoltaics โดยเฉพาะการทำนาร่วมกับการติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์ โครงการในจังหวัดฟุกูชิมะแสดงให้เห็นว่าสามารถปลูกข้าวได้ผลผลิตใกล้เคียงกับการทำนาแบบดั้งเดิม ในขณะที่ยังผลิตพลังงานไฟฟ้าได้อีกด้วย
โครงการแผงโซลาร์เซลล์เหนือท้องนาในเมืองโซสะ ถูกพัฒนาโดยบริษัท Chiba Ecological Energy ภายใต้การสนับสนุนของมหาวิทยาลัยจิบะ และภาควิชาการอื่น ๆ อีกหลายแห่ง โดยฟาร์มโซลาร์แห่งนี้มีขนาดครอบคลุมแปลงเกษตรถึง 32,000 ตารางเมตร ผลิตไฟฟ้าได้มากถึง 1.2 เมกะวัตต์
โมเดลธุรกิจ Agrivoltaics ได้ดึงดูดชาวนาและชุมชนเข้ามาร่วมโครงการมากขึ้น พวกเขาเติบโตอย่างรวดเร็วในระยะเวลา 8 ปี กระทั่งในปี 2556 เมืองแห่งนี้ได้สร้าง โรงไฟฟ้าของประชาชน ซึ่งเป็นโรงไฟฟ้าชุมชนแห่งแรกของจังหวัดที่มีกำลังการผลิต 35 KW โดยปัจจุบันมีเงินทุนรวม 400 ล้านเยน (ราว 90 ล้านบาท) และมีกำลังการผลิตไฟฟ้า 6 MW ด้วยเหตุนี้ เมืองโซสะจึงได้รับการขนานนามว่าเป็น หมู่บ้านพลังงานแสงอาทิตย์
คืนทุนได้ใน 9 ปี การันตีด้วยสัญญารับซื้อของรัฐ
โทโมะมิทซึ มิยะชิตะ หนึ่งในผู้ร่วมก่อตั้งบริษัท Citizen Energy Chiba เล่าว่า แผงโซลาร์จะช่วยลดแสงแดดจัด และฝนลมแรง ดีต่อพืชผัก แถมยังช่วยให้เกษตรกรทำงานภายใต้ที่ร่มเย็น เกษตรกรที่ร่วม แชร์ ที่ดินสำหรับติดตั้งแผงโซลาร์ จะสามารถสร้างรายได้จากแสงอาทิตย์ แม้หมดฤดูเพาะปลูกแล้วก็ตาม
แต่ที่น่าชื่นใจ คือ ชุมชนเกษตรกรรมชนบทได้กลับมาคึกคักอีกครั้ง เนื่องจากเกษตรกรรุ่นใหม่ไม่ต้องพึ่งพารายได้จากทางเดียวอีกต่อไป และยังเป็นการส่งเสริมความมั่นคงทางอาหารของประเทศในระยะยาวอีกด้วย
“เกษตรกรรมในญี่ปุ่นไม่ค่อยทำกำไรและขาดคนสืบทอด พื้นที่เพาะปลูกร้างก็เพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ ขณะที่โลกต้องการพลังงานสะอาดมากขึ้น ญี่ปุ่นจึงควรหันมาใช้พลังงานแสงอาทิตย์ เกษตรกรจะมีรายได้เพิ่มและช่วยฟื้นฟูชนบทได้โดยไม่ทำลายสิ่งแวดล้อม ถือเป็นทางออกที่ดีสำหรับอนาคต”
Cr. ภาพ : https://www.securities.io/th/agrivoltaics
“จีน” ครองตำแหน่ง Agrivoltaics ใหญ่ที่สุดในโลก
ปัจจุบัน “จีน” ครองตำแหน่งโครงการ Agrivoltaics ที่ใหญ่ที่สุดในโลก โดยประกอบด้วยแผงโซลาร์เซลล์ที่วางอยู่เหนือฟาร์มโกจิเบอร์รี่ในทะเลทรายโกบี ซึ่งโครงการขนาดยักษ์ที่ให้พลังงานกว่า 700 เมกะวัตต์นี้ จะช่วยลดการระเหยของความชื้นในดินได้ 30-40% รวมทั้งช่วยปรับปรุงสภาพอากาศและระบบนิเวศของพื้นที่ดังกล่าวให้ดีขึ้น ด้วยการเพิ่มความหลากหลายทางชีวภาพ
ขณะที่นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยแห่งชาติชอนนัม ประเทศเกาหลีใต้ ปลูกบรอกโคลีใต้แผงโซลาร์เซลล์ โดยวางแผงโซลาร์เซลล์สูงจากพื้น 2-3 เมตร และทำมุม 30 องศา ให้ร่มเงาและปกป้องบรอกโคลีจากสภาพอากาศที่ส่งผลกระทบต่อการเจริญเติบโต เช่น ฝนที่ตกหนัก ลูกเห็บ และหิมะ ผลลัพธ์ที่ได้คือคุณภาพของบรอกโคลีไม่ได้ต่ำกว่าบรอกโคลีที่ปลูกแบบดั้งเดิมแต่อย่างใด และไม่มีการเปลี่ยนแปลงของรสชาติอย่างมีนัยสำคัญ ทั้งยังพบว่าบรอกโคลีที่ผลิตได้มีเฉดสีเขียวเข้ม ทำให้ดึงดูดใจผู้บริโภคมากขึ้น
จากการใช้พลังงานหมุนเวียนของเกาหลีใต้ที่ต่ำที่สุดในบรรดาประเทศสมาชิกสำนักงานพลังงานระหว่างประเทศ กอปรกับการขาดแคลนที่ดิน เนื่องจากสภาพภูมิประเทศเป็นภูเขาครอบคลุมพื้นที่ 70% ของประเทศ ดังนั้น การทำฟาร์มแบบ Agrivoltaics อาจเป็นทางออกที่พลิกเกมได้
Cr. ภาพ : National Renewable Energy Laboratory
ฟาร์มผักในมลรัฐแมสซาชูเซตส์ สหรัฐฯ
ฟาร์มผักอินทรีย์หลายแห่งในสหรัฐฯ รายงานว่าผักที่ปลูกภายใต้แผงโซลาร์เซลล์มีคุณภาพดีกว่า โดยเฉพาะในช่วงฤดูร้อนที่อุณหภูมิสูง ผักไม่เหี่ยวเฉาและยืดอายุการเก็บเกี่ยวได้นานขึ้น
โครงการนำร่องในประเทศไทย
ในประเทศไทย เริ่มมีโครงการนำร่องทดลองปลูกผักและทำนาภายใต้แผงโซลาร์เซลล์ โดยเฉพาะในพื้นที่ภาคกลางและภาคตะวันออกเฉียงเหนือ ซึ่งมีแสงแดดเพียงพอสำหรับทั้งการเพาะปลูกและการผลิตพลังงานแสงอาทิตย์
ความท้าทายและข้อควรพิจารณา
แม้ว่า Agrivoltaics จะมีข้อดีมากมาย แต่ก็มีความท้าทายที่ต้องพิจารณา
- ต้นทุนเริ่มต้นสูง: การติดตั้งระบบ Agrivoltaics ต้องใช้เงินลงทุนสูงในระยะแรก แม้จะคุ้มค่าในระยะยาว
- การออกแบบระบบที่เหมาะสม: ต้องคำนึงถึงความสูงของแผง ระยะห่าง และมุมของแผงโซลาร์เซลล์ให้เหมาะสมกับชนิดของพืชที่ปลูก
- การดูแลรักษา: การดูแลรักษาทั้งแผงโซลาร์เซลล์และพืชที่ปลูกอาจซับซ้อนและต้องการความเชี่ยวชาญเฉพาะทาง
- นโยบายสนับสนุน: จำเป็นต้องมีนโยบายสนับสนุนจากภาครัฐ โดยเฉพาะในด้านการรับซื้อไฟฟ้าและการให้สินเชื่อสำหรับเกษตรกร
อนาคตของ Agrivoltaics ในประเทศไทย
ประเทศไทยมีศักยภาพสูงสำหรับการพัฒนาระบบ Agrivoltaics เนื่องจากมีพื้นที่เกษตรกรรมกว้างขวางและมีแสงแดดเพียงพอตลอดทั้งปี ซึ่งเป็นปัจจัยสำคัญสำหรับทั้งการเพาะปลูกและการผลิตพลังงานแสงอาทิตย์
การผลักดันให้เกิดโครงการนำร่องเพิ่มเติม การวิจัยและพัฒนาเทคโนโลยีที่เหมาะสมกับบริบทของประเทศไทย รวมถึงการสนับสนุนทางนโยบายและการเงินจากภาครัฐ จะช่วยให้ระบบ Agrivoltaics เป็นทางเลือกที่น่าสนใจสำหรับการแก้ไขปัญหาความมั่นคงทางอาหารและพลังงานของประเทศไทยในอนาคต
ทั้งหมดนี้ แสดงให้เห็นว่า Agrivoltaics เป็นนวัตกรรมที่มีศักยภาพสูงในการพลิกวิกฤตความมั่นคงทางอาหารและพลังงานไปพร้อมกัน ด้วยการใช้พื้นที่เดียวกันเพื่อสองวัตถุประสงค์ ช่วยให้เกษตรกรมีรายได้เพิ่มขึ้น ขณะที่ประเทศได้รับประโยชน์จากการเพิ่มการผลิตพลังงานสะอาด ลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจก และเพิ่มความมั่นคงทางอาหาร
การส่งเสริมและพัฒนาระบบ Agrivoltaics ในประเทศไทยจึงเป็นทางเลือกที่น่าสนใจอย่างยิ่งสำหรับการพัฒนาภาคเกษตรกรรมและพลังงานอย่างยั่งยืนในอนาคต
อ้างอิง
https://www.salika.co/2023/03/09/agrivoltaics-trend-and-movement/
https://www.securitysystems.in.th/2023/03/agrivoltaics-farming-technique/
https://www.thecooldown.com/green-tech/agrivoltaics-olive-plantations-solar/
https://www.weforum.org/stories/2022/07/agrivoltaic-farming-solar-energy/
https://theactive.thaipbs.or.th/read/agrivoltaics
https://caseforsea.org/th/agrivoltaics-in-thailand-merging-solar-power-and-agriculture
บทความอื่น ที่น่าสนใจ
ศึกษาแนวคิด จีน พลิกที่ดินรกร้างกว่า 1,100 ไร่ สร้าง “โซลาร์ฟาร์ม” เอื้อประโยชน์กว่า 400 หมู่บ้าน
