راه‌حل بحران برق در شالیزارهای شمال

در دنیایی که تغییرات اقلیمی، تقاضا برای انرژی پاک و فشار بر زمین‌های کشاورزی هر روز بیشتر می‌شود، ژاپن با محدودیت‌های جغرافیایی خاص خود، به راه‌حلی هوشمندانه رسیده است: استفاده همزمان از زمین برای تولید غذا و برق خورشیدی.

تجارت‌نیوز: در دنیایی که تغییرات اقلیمی، تقاضا برای انرژی پاک و فشار بر زمین‌های کشاورزی هر روز بیشتر می‌شود، ژاپن با محدودیت‌های جغرافیایی خاص خود، به راه‌حلی هوشمندانه رسیده است: استفاده همزمان از زمین برای تولید غذا و برق خورشیدی.

در جهانی که با بحران انرژی، فشار بر منابع طبیعی و تغییرات اقلیمی دست و پنجه نرم می‌کند، یک مسئله حیاتی بیش از همیشه خودنمایی می‌کند: چگونه برق پاک تولید کنیم، بدون آنکه زمین کشاورزی را از بین ببریم؟

کشوری مانند ژاپن با زمین‌های محدود و جمعیت متراکم، به دنبال راهکارهایی است که بتواند بدون لطمه به کشاورزی، ظرفیت انرژی تجدیدپذیر خود را افزایش دهد. راه‌حل آن‌ها ساده به نظر می‌رسد، اما در واقع حاصل پژوهشی دقیق و طراحی مهندسی هوشمندانه است: نصب پنل‌های خورشیدی بالای شالیزارهای برنج.

فناوری روی شالیزار؛ هم برنج، هم برق
پژوهشگران دانشگاه توکیو به‌تازگی در یک طرح آزمایشی، آرایه‌ای از پنل‌های خورشیدی دو محوره ردیاب خورشید را سه متر بالاتر از یک شالیزار در استان ناگانو نصب کردند. این پنل‌ها می‌توانند زاویه و جهت خود را به‌صورت روزانه و فصلی تنظیم کنند تا هم نور کافی به گیاهان برسد و هم حداکثر برق تولید شود.

نتایج خیره‌کننده بودند:
در سال اول، شالیزار زیر پنل‌ها ۷۵٪ عملکرد برنج نسبت به شالیزار مجاور داشت.
در سال دوم، پس از بهبود زاویه‌بندی، این عدد به ۸۵٪ رسید.
کیفیت دانه برنج در هر دو سال، به بالاترین سطح استاندارد ژاپن رسید.
پنل‌ها در مجموع ۴۴،۰۰۰ کیلووات ساعت در سال برق تولید کردند، معادل بازدهی ۹۶۱ کیلووات‌ساعت به ازای هر کیلووات نصب‌شده.
این عملکرد با بسیاری از پروژه‌های خورشیدی-کشاورزی در اروپا قابل مقایسه است. جالب‌تر اینکه، حتی بدون یارانه دولتی، قیمت تمام‌شده برق تولیدی حدود ۲۷ ین به ازای هر کیلووات‌ساعت برآورد شد؛ تقریباً معادل نرخ برق خانگی ژاپن.

چرا این طرح اهمیت دارد؟
به نقل از IE، ژاپن کشوری است با زمین‌های عمدتاً کوهستانی، که فضای کافی برای توسعه نیروگاه‌های خورشیدی در مقیاس صنعتی ندارد. در مقایسه:

یک نیروگاه خورشیدی ۱ مگاواتی حدود ۴ تا ۵ هکتار زمین نیاز دارد.
نیروگاه‌های حرارتی (زغال‌سنگ یا گاز) می‌توانند ۵۰۰ مگاوات را در کمتر از ۱۰۰ هکتار تولید کنند.
به این ترتیب، توسعه انرژی خورشیدی در کشوری مانند ژاپن، بدون نوآوری‌هایی مانند کشاورزی-ولتائیک (agrivoltaics)، تقریباً غیرممکن خواهد بود.

این طرح همزمان با شتاب ژاپن برای توسعه انرژی‌های پاک مطرح شده است. دولت این کشور برنامه دارد تا سال ۲۰۲۷، بیش از ۱۰۰ مگاوات پنل‌های خورشیدی فوق‌نازک با ضخامت کمتر از ۱ میلی‌متر را در نقاط مختلف مستقر کند.

آینده‌نگری: هوش مصنوعی، مواد جدید، انعطاف اقتصادی
این فقط شروع ماجراست. محققان دانشگاه توکیو برنامه دارند:

از هوش مصنوعی برای تنظیم زمان‌واقعی زاویه پنل‌ها براساس نور، آب‌وهوا و رشد محصول استفاده کنند.
از مواد نیمه‌شفاف بهره بگیرند که ضمن تولید برق، نور کافی برای رشد گیاه را عبور دهند.
سیستم‌هایی طراحی کنند که علاوه بر انرژی، درآمد دوم برای کشاورزان ایجاد کند.
این مدل نه تنها به پایداری شبکه برق کمک می‌کند، بلکه موجب مقاومت اقتصادی مناطق روستایی در برابر شوک‌های اقتصادی و اقلیمی خواهد شد.

نور خورشید، فراتر از برق
این پروژه اثبات می‌کند که انتخاب بین غذا و انرژی، یک دوگانه اجباری نیست. با طراحی هوشمندانه، می‌توان از یک زمین همزمان برای تولید مواد غذایی و انرژی تجدیدپذیر استفاده کرد.

کشاورزی‌ولتائیک، به‌ویژه در مناطقی با منابع محدود زمین، می‌تواند یکی از گزینه‌های اصلی برای مقابله با بحران‌های اقلیمی، انرژی و اقتصادی باشد.

کاربرد این ایده در ایران: فرصتی در شالیزارهای شمالی
ایران، به‌ویژه در استان‌های شمالی مانند گیلان و مازندران، دارای صدها هزار هکتار شالیزار است که می‌توان از آن‌ها برای توسعه انرژی خورشیدی بدون تخریب زمین کشاورزی استفاده کرد. در حالی که کشور در تابستان‌ها با کمبود برق و خاموشی مواجه است، چنین پروژه‌هایی می‌توانند نیازهای محلی به برق را تأمین کرده و به تاب‌آوری شبکه انرژی کمک کنند.

این وظیفه وزارت نیرو، وزارت جهاد کشاورزی و سازمان انرژی‌های تجدیدپذیر (ساتبا) است که با بهره‌گیری از این مدل‌های موفق جهانی، مسیر نوآوری را برای مقابله با بحران انرژی در پیش بگیرند. ایران اگر می‌خواهد به توسعه پایدار و امنیت غذایی و انرژی برسد، باید از تجربیات کشورهایی مانند ژاپن درس بگیرد، نه فقط تماشا کند.

*