کشاورزی زیر سایه خورشید

تصویر یک مزرعه در قرن بیست‌ویکم آرام‌آرام در حال تغییر است. ردیف‌های منظم محصولات در زیر سازه‌هایی قرار می‌گیرند که پنل‌های خورشیدی را در ارتفاعی مشخص نگه داشته‌اند. در کنار زمین، پمپ آب با برق خورشیدی کار می‌کند و سقف گلخانه یا انبار کشاورزی نیز به سطحی برای تولید برق تبدیل شده است. چنین تصویری در نگاه نخست شاید شبیه ورود صنعت انرژی به قلمرو کشاورزی باشد، اما ماجرا عمیق‌تر از نصب چند پنل است. کشاورزی مدرن به آب و انرژی وابستگی روزافزونی پیدا کرده و همین وابستگی، زمین را به نقطه تلاقی سه مسئله مهم تبدیل کرده است: تولید غذا، مصرف انرژی و مدیریت منابع طبیعی. کشاورزی خورشیدی از دل همین نقطه تلاقی شکل گرفته است.

در اقتصاد سنتی کشاورزی، خورشید نیرویی طبیعی برای رشد گیاه بود. فناوری خورشیدی اکنون همین منبع طبیعی را به یک دارایی اقتصادی تبدیل کرده است. کشاورز می‌تواند از یک قطعه زمین محصول برداشت کند و هم‌زمان برق تولید کند، هزینه پمپاژ آب را کاهش دهد یا انرژی مورد نیاز تجهیزات خود را تأمین کند. مفهوم «آگرُوولتائیک» دقیقاً بر همین ایده استوار است. پنل‌ها با طراحی و ارتفاع مناسب نصب می‌شوند و فضای زیر آن‌ها برای کشت باقی می‌ماند. میزان سایه، فاصله ردیف‌ها، نوع محصول، شرایط اقلیمی و شیوه آبیاری در این مدل اهمیت پیدا می‌کند. نتیجه مطلوب زمانی به دست می‌آید که تولید برق و تولید محصول به جای مزاحمت برای یکدیگر، مکمل هم شوند.

ژاپن از کشورهایی بود که زودتر از بسیاری دیگر به این امکان توجه کرد. محدودیت زمین در این کشور، هر مترمربع زمین کشاورزی را به دارایی ارزشمندی تبدیل کرده است. همین محدودیت، ایده استفاده دوگانه از زمین را به یک ضرورت اقتصادی تبدیل کرد. پنل‌ها در ارتفاع نصب شدند و کشاورزی در زیر آن‌ها ادامه یافت. تجربه ژاپن نشان داد که توسعه انرژی خورشیدی الزاماً به معنای خارج کردن زمین از چرخه تولید غذا نیست. در اروپا نیز همین ایده با شرایط متفاوت دنبال شد. فرانسه پروژه‌هایی را برای ترکیب تولید برق با باغداری و کشت محصولات پیش برد و آلمان به‌دلیل ارزش بالای زمین کشاورزی، آگرُوولتائیک را به یکی از موضوعات مهم پژوهشی و سیاست‌گذاری تبدیل کرد. در این کشورها معیار موفقیت پروژه فقط میزان برق تولیدشده نیست. میزان محصول، درآمد کشاورز و بهره‌وری زمین نیز در محاسبات وارد می‌شود و همین نگاه، کشاورزی خورشیدی را از یک پروژه فنی به یک مسئله اقتصادی تبدیل کرده است.

اقلیم نیز در این میان نقش تعیین‌کننده‌ای دارد. سایه پنل‌ها در برخی مناطق گرم می‌تواند شدت تابش مستقیم و دمای سطح خاک را کاهش دهد و در شرایطی خاص، تبخیر آب را نیز کمتر کند. چنین مزیتی برای محصولاتی که در برابر گرمای شدید و کم‌آبی آسیب‌پذیرند، اهمیت دارد. البته هر محصولی با این شرایط سازگار نیست و هر مزرعه‌ای نیز برای آگرُوولتائیک مناسب نیست. طراحی باید بر اساس ویژگی محصول و اقلیم انجام شود. همین مسئله یکی از نقاط قوت تجربه جهانی است. کشورهای مختلف به جای اجرای یک نسخه واحد، در حال آزمودن مدل‌هایی هستند که میان نور مورد نیاز گیاه، میزان تولید برق و اقتصاد زمین تعادل ایجاد کنند.

در مناطق خشک، پیوند خورشید و کشاورزی شکل اقتصادی‌تری پیدا می‌کند. آب برای رسیدن از چاه به مزرعه به انرژی نیاز دارد و هزینه این انرژی مستقیماً روی هزینه تولید اثر می‌گذارد. هند یکی از نمونه‌های مهم استفاده از پمپ‌های خورشیدی در کشاورزی است. تابش فراوان خورشید در بسیاری از مناطق این کشور، امکان تأمین برق مورد نیاز پمپ‌های آب را فراهم کرده است. این فناوری برای کشاورز معنایی فراتر از دسترسی به یک منبع برق دارد. هزینه سوخت یا برق مورد نیاز برای پمپاژ کاهش پیدا می‌کند و در مدل‌هایی که امکان فروش برق مازاد به شبکه وجود دارد، خود مزرعه می‌تواند به تولیدکننده انرژی تبدیل شود. به این ترتیب، کشاورز دو محصول اقتصادی در اختیار دارد: محصولی که از زمین برداشت می‌شود و برقی که از خورشید به دست می‌آید.

این مدل زمانی اهمیت بیشتری پیدا می‌کند که انرژی را بخشی از هزینه دائمی کشاورزی بدانیم. سوخت پمپ، برق سردخانه، انرژی مورد نیاز گلخانه، تهویه دامداری و تجهیزات فرآوری، هر سال بخشی از درآمد تولیدکننده را مصرف می‌کنند. پنل خورشیدی بخشی از این هزینه جاری را به یک سرمایه‌گذاری اولیه تبدیل می‌کند. پس از نصب، تابش خورشید هزینه سوخت ندارد و تجهیزات خورشیدی نیز در مقایسه با بسیاری از تجهیزات صنعتی به نگهداری محدودی نیاز دارند. به همین دلیل، محاسبه دوره بازگشت سرمایه و شیوه مصرف یا فروش برق، به بخش مهمی از تصمیم اقتصادی کشاورز تبدیل شده است. خورشید در اینجا از یک منبع طبیعی به یک ابزار مدیریت هزینه تبدیل می‌شود.

گلخانه‌ها یکی از مناسب‌ترین فضاها برای این تحول هستند. تولید مدرن در گلخانه به سرمایش، گرمایش، تهویه، پمپاژ، روشنایی و سامانه‌های کنترل هوشمند وابسته است و همه این تجهیزات انرژی مصرف می‌کنند. سقف گلخانه می‌تواند بخشی از این انرژی را تأمین کند و در برخی طرح‌ها، میزان عبور نور و ظرفیت تولید برق هم‌زمان طراحی می‌شود. همین منطق را می‌توان روی سقف دامداری‌ها، مرغداری‌ها، انبارها و سردخانه‌های کشاورزی نیز اجرا کرد. چنین فضاهایی یک مزیت مهم دارند: برای تولید انرژی به زمین کشاورزی تازه‌ای نیاز ندارند. سقفی که پیش‌تر تنها یک سازه بوده، می‌تواند به نیروگاهی کوچک برای همان واحد تولیدی تبدیل شود.

آب نیز به یکی از میدان‌های تازه این تحول تبدیل شده است. پنل‌های خورشیدی شناور در برخی کشورها روی سطح مخازن و استخرهای آب نصب شده‌اند و از همان سطح برای تولید برق استفاده می‌کنند. در مناطق گرم، پوشش بخشی از سطح آب می‌تواند میزان تبخیر را کاهش دهد. ترکیب مدیریت آب و تولید انرژی در یک زیرساخت، نمونه‌ای روشن از تغییر نگاه به منابع است. یک مخزن می‌تواند هم آب ذخیره کند و هم برق تولید کند و همین منطق در آینده می‌تواند برای بسیاری از زیرساخت‌های کشاورزی گسترش یابد.

در این مرحله، مرز میان کشاورزی و صنعت انرژی کم‌رنگ‌تر می‌شود. مزرعه آینده می‌تواند حسگرهایی برای اندازه‌گیری رطوبت خاک داشته باشد، سامانه آبیاری را بر اساس نیاز واقعی گیاه تنظیم کند، برق تجهیزات را از خورشید تأمین کند و داده‌های تولید را برای تصمیم‌گیری اقتصادی به کار بگیرد. چنین مزرعه‌ای دیگر تنها محل کشت محصول نیست. یک واحد تولیدی چندمنظوره است که غذا، انرژی و داده تولید می‌کند. ارزش اقتصادی آن نیز بر اساس مقدار محصول در هر هکتار سنجیده نمی‌شود، بلکه میزان بهره‌وری هم‌زمان زمین، آب و انرژی اهمیت پیدا می‌کند.

ایران برای ورود به این مرحله ظرفیت قابل توجهی دارد. گستره جغرافیایی کشور و تابش مناسب خورشید در بخش بزرگی از سرزمین، زمینه طبیعی مناسبی برای توسعه انرژی خورشیدی فراهم کرده است. استان‌هایی مانند کرمان، یزد، فارس، اصفهان، سمنان، خراسان رضوی و سیستان و بلوچستان از مناطقی هستند که در بحث توسعه خورشیدی و کشاورزی می‌توانند اهمیت ویژه‌ای داشته باشند. نکته مهم‌تر این است که بسیاری از مناطق دارای تابش مناسب، هم‌زمان با مسئله آب و هزینه انرژی برای پمپاژ مواجه‌اند. همین هم‌زمانی می‌تواند کشاورزی خورشیدی را از یک فناوری جذاب به یک ضرورت اقتصادی تبدیل کند.

مزرعه ایرانی ظرفیت‌های دیگری نیز در اختیار دارد. چاه‌های کشاورزی، گلخانه‌ها، دامداری‌ها، مرغداری‌ها، سردخانه‌ها و انبارها مجموعه بزرگی از مصرف‌کنندگان انرژی هستند و بسیاری از آن‌ها فضای مناسبی برای نصب پنل دارند. در چنین شرایطی، توسعه انرژی خورشیدی تنها به معنای ساخت نیروگاه‌های عظیم در زمین‌های جدید نیست. بخشی از ظرفیت می‌تواند در همان محل مصرف ایجاد شود. کشاورز برق مورد نیاز پمپ یا تجهیزات خود را تولید می‌کند، واحد دامداری بخشی از مصرف روزانه‌اش را از خورشید می‌گیرد و گلخانه انرژی مورد نیاز تجهیزات خود را در همان محل تولید می‌کند. این مدل از نظر اقتصادی و زیرساختی با نیروگاه‌های بزرگ تفاوت دارد و می‌تواند بخشی از مسئله برق را نیز در سطح محلی مدیریت کند.

فرصت اصلی ایران در این حوزه شاید از جایی آغاز شود که انرژی خورشیدی را بخشی از سیاست کشاورزی بدانیم، نه موضوعی جدا از آن. کاهش هزینه پمپاژ آب، تأمین برق گلخانه‌ها، استفاده از سقف واحدهای کشاورزی، توسعه سامانه‌های خورشیدی کوچک و بررسی مدل‌های آگرُوولتائیک می‌تواند مجموعه‌ای از راهکارهای مکمل ایجاد کند. چنین رویکردی به‌ویژه در مناطقی که کشاورزی با فشار هم‌زمان آب و انرژی مواجه است، اهمیت بیشتری دارد. سیاست انرژی در این حالت مستقیماً به اقتصاد روستا و امنیت غذایی متصل می‌شود.

نویسنده: موذن زاده