光伏太陽能 農(nóng)業(yè)發(fā)展的強(qiáng)心劑

夕月

農(nóng)地光伏太陽能是近兩年來剛剛興起的將現(xiàn)代設(shè)施農(nóng)業(yè)大棚、薄膜光伏太陽能發(fā)電和LED光照結(jié)合起來，既能運(yùn)用農(nóng)地直接低成本發(fā)電，也不影響大棚內(nèi)農(nóng)作物生長的一種新型農(nóng)業(yè)設(shè)施。它開啟了低碳農(nóng)業(yè)發(fā)展的新模式，具有良好的生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益，前景十分廣泛。

一邊種菜一邊發(fā)電可兩全

2013年，日本公益財(cái)團(tuán)法人KazusaDNA研究所開發(fā)出了即使設(shè)置在農(nóng)地上也不會(huì)影響農(nóng)作物生長的光伏電池基礎(chǔ)技術(shù)。這種技術(shù)利用日光中波長較短的藍(lán)綠光進(jìn)行發(fā)電，而農(nóng)作物生長所需的波長較長的光則可以順利透過。該技術(shù)可用于塑料大棚等的薄膜狀電池，最大限度地推動(dòng)農(nóng)地光伏發(fā)電的發(fā)展。

據(jù)悉，研究所開發(fā)的光伏電池板呈半透明。結(jié)構(gòu)上是在玻璃之間夾上2種電極和電解液。電極表面附著的色素分子可吸收藍(lán)色和綠色等波長為400納米～600納米（1納米約等于十億分之一米）的光，并進(jìn)行發(fā)電。而紅色等波長較長、植物生長所需的光可以穿過電池板。

KazusaDNA研究所在植物基因研究等方面成績卓著。本次用于新電池的色素就是從植物中發(fā)現(xiàn)的。

普通光伏電池為了提高發(fā)電效率，一般利用所有波長的光進(jìn)行發(fā)電。如果將普通光伏電池板設(shè)置在農(nóng)地上，日光將無法透過并照射在農(nóng)作物上，從而可能影響農(nóng)作物收成。而KazusaDNA研究所開發(fā)的此項(xiàng)技術(shù)則對光線的波長進(jìn)行了篩選，使農(nóng)作物生長不受影響。

此外，如果該光伏電池使用玻璃材料也難以在農(nóng)地上投入實(shí)用。為此，KazusaDNA研究所將與日本桐蔭橫濱大學(xué)攜手，開發(fā)易于安裝到塑料大棚上的薄膜狀光伏能電池板。按計(jì)劃，今后還將詳細(xì)調(diào)查將該光伏電池安裝在植物上方對其生長產(chǎn)生的影響。

農(nóng)戶等如果在銷售農(nóng)作物的同時(shí)還能出售電力的話則可以獲得穩(wěn)定的經(jīng)營收入。由于日本農(nóng)林水產(chǎn)省于2013年3月開始放寬限制，在農(nóng)地上進(jìn)行光伏發(fā)電成為了可能。因此，參加一邊經(jīng)營農(nóng)業(yè)一邊利用光伏發(fā)電獲得售電收入的“光伏共享”計(jì)劃的農(nóng)戶正在增加。如果新技術(shù)投入實(shí)用化，有望進(jìn)一步推動(dòng)“太陽能共享”的普及。

這個(gè)概念起初是2004年日本退休的農(nóng)業(yè)機(jī)械工程師阿基拉·中島具夫提出的。他研究生物學(xué)，并了解“光飽和點(diǎn)”的概念：太陽輻照水平增加，光合作用的速度也會(huì)加快，然而積累到一定程度后，即使照射在植物上的光的數(shù)量增加，也不會(huì)增加光合作用的速率。了解到過多的陽光并不能進(jìn)一步促進(jìn)植物的生長，阿基拉想到了一個(gè)主意，那就是把過剩的太陽光收集利用起來，讓太陽能電池板系統(tǒng)與農(nóng)業(yè)結(jié)合再合適不過了。他特別設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)獲得了專利，看起來就像花園里的花藤架。

如今，在日本本州關(guān)東地區(qū)千葉縣市原市的一片750平方米的菜園子里，你能看到田壟間立著一排排整齊的支架，上面有間隙地排列著鉛灰色平板，那些就是太陽能電池板。在田間進(jìn)行太陽能發(fā)電又不影響蔬菜生長的雙贏模式——種菜又“種電”在日本變得越來越普遍。

富民興農(nóng)的創(chuàng)意之舉

近兩年，日本農(nóng)民正面臨嚴(yán)重的問題，比如農(nóng)業(yè)收入減少、后繼無人等。許多農(nóng)民被迫找第二職業(yè)來維持生計(jì)。千葉縣上總鶴舞發(fā)電廠太陽能共享項(xiàng)目負(fù)責(zé)人高澤真從阿基拉那兒學(xué)到了這個(gè)方式，發(fā)現(xiàn)這個(gè)方式能刺激日漸衰落的農(nóng)業(yè)，并為農(nóng)民增加收入，同時(shí)為日本的能源需求做貢獻(xiàn)。他稱這項(xiàng)技術(shù)是日本第一個(gè)利用這種機(jī)制的太陽能項(xiàng)目，是振興農(nóng)業(yè)的上策。

據(jù)日本媒體報(bào)道，高澤真在這片750平方米的農(nóng)地里安裝了348塊太陽能電池板。它們被架在管子上面，離地3米高，每排之間間隔5米。為盡量多發(fā)電，電池板還可以隨季節(jié)變化調(diào)整角度，比如冬夏，電池板面朝太陽角度分別可調(diào)整為40度、25度等。在太陽能板下面，高澤真的父親已經(jīng)種植了花生、山藥、茄子、芋頭等，他把這些蔬菜賣給了附近街道的鄰里。

高澤真介紹，這套系統(tǒng)花了他1260萬日元（約78萬元人民幣），平均每年能發(fā)近35000度的電。東京電力公司根據(jù)利用可再生能源發(fā)電的相關(guān)法律——《固定價(jià)格全量買進(jìn)法》，和他定下20年合約，將以每度電42日元（約2.6元人民幣）的價(jià)格買入。這樣，他每年僅賣電就能掙約150萬日元（約9.3萬元人民幣），而以前那塊地只靠種菜一年僅收入約10萬日元（約6200元人民幣）。在鄉(xiāng)村這么做，不但能生產(chǎn)清潔能源，還能刺激當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)，高澤真希望這種方式能吸引年輕人回歸田園。

此外，日本農(nóng)民自己也在農(nóng)田加裝太陽能板發(fā)電，種菜同時(shí)兼賣太陽能，收入達(dá)到賣農(nóng)作物的九倍。這是日本福島核災(zāi)后力推再生能源供電給他們帶來的“意外”收益。

據(jù)報(bào)道，日本政府規(guī)定東電（TEPCO）等電力公司必須以高價(jià)購買干凈能源，瀧澤家族在農(nóng)地的超大雨篷安裝太陽能板后，去年光靠販?zhǔn)厶柲茈娏Γ唾嵾M(jìn)170萬日元（約人民幣10.36萬元）。51歲的瀧澤誠是全職的機(jī)器銷售員，但他78歲已退休的父親大多數(shù)時(shí)間仍在田里工作。他說：“太陽能板支架長3米，雖然會(huì)使蔬菜減少30%日照，不致傷害作物成長。”

根據(jù)日本農(nóng)業(yè)協(xié)同組合中央會(huì)，全國還有另68處農(nóng)地獲政府核準(zhǔn)加裝太陽能板。政府規(guī)定加裝太陽能板的農(nóng)民須維持農(nóng)作生產(chǎn)。據(jù)報(bào)道，這種農(nóng)地太陽能系統(tǒng)的安裝范圍相當(dāng)于半個(gè)足球場，產(chǎn)生的電力足以供應(yīng)10戶家庭。

光伏農(nóng)業(yè)成新主流

太陽能是未來最清潔、安全和可靠的能源，發(fā)達(dá)國家正在把太陽能的開發(fā)利用作為能源革命主要內(nèi)容長期規(guī)劃，光伏產(chǎn)業(yè)正日益成為國際上繼I T、微電子產(chǎn)業(yè)之后又一爆炸式發(fā)展的行業(yè)。利用太陽能的最佳方式是光伏轉(zhuǎn)換，就是利用光伏效應(yīng)，使太陽光射到硅材料上產(chǎn)生電流直接發(fā)電。endprint

“光伏農(nóng)業(yè)大棚”、“農(nóng)業(yè)光伏產(chǎn)業(yè)園”、“光伏農(nóng)業(yè)基地”等等一系列字眼在太陽能光伏發(fā)電的字典里顯得有點(diǎn)活躍。中國的光伏市場在經(jīng)過歐美雙反洗禮后逐步開始復(fù)蘇，產(chǎn)業(yè)回暖。2013年7月15日，《國務(wù)院關(guān)于促進(jìn)光伏產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的若干意見》（下稱《意見》）頒布，被認(rèn)為是對光伏產(chǎn)業(yè)的一劑強(qiáng)心劑，業(yè)界普遍認(rèn)為將緩解中國光伏產(chǎn)業(yè)過度依賴國外市場的壓力，同時(shí)將加速中國光伏本土市場的應(yīng)用，給出了“2013年～2015年，年均新增光伏發(fā)電裝機(jī)容量10吉瓦”，和“到2015年總裝機(jī)容量達(dá)到35吉瓦以上”的目標(biāo)。

《太陽能光伏產(chǎn)業(yè)“十二五”規(guī)劃》已將太陽能光伏生態(tài)大棚電站的模式劃為光伏建筑一體化示范項(xiàng)目，享受國家財(cái)政補(bǔ)貼，根據(jù)電費(fèi)收入、作物利潤等，多家國內(nèi)太陽能光伏發(fā)電公司進(jìn)軍光伏大棚的公司給出的結(jié)論是6-8年收回成本。建設(shè)光伏農(nóng)業(yè)示范園是現(xiàn)代光伏科技與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的有機(jī)結(jié)合，在追求經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益與生態(tài)效益并舉的基礎(chǔ)上，達(dá)到農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的目的，是符合當(dāng)前國家和我省農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)政策的。

日本是太陽能發(fā)電的強(qiáng)國，也是率先使用太陽能發(fā)電的亞洲國家，而且在農(nóng)業(yè)方面的使用范圍非常廣，一般家庭都可以使用太陽能光伏裝置發(fā)電。他們的做法是通過政府補(bǔ)貼，鼓勵(lì)家庭購買家用的光伏發(fā)電裝置。每個(gè)家庭通過光伏發(fā)電裝置產(chǎn)生的剩余電量可以賣給政府或電力公司。這使日本的光伏發(fā)電量不斷提高，也使日本的農(nóng)業(yè)得到了復(fù)興，能源利用率也大幅提升。這一點(diǎn)，對于中國來講，具有許多可借鑒之處。

從長遠(yuǎn)來看，發(fā)展光伏農(nóng)業(yè)對于我國的農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型具有重要意義，而從短期來看，光伏農(nóng)業(yè)從一定程度是解決目前光伏產(chǎn)業(yè)困境的有效措施。在國際光伏市場萎靡不振的情況下，國內(nèi)大量光伏企業(yè)也陷入困境，產(chǎn)能過剩問題出現(xiàn)嚴(yán)峻形勢。從根本上講，國內(nèi)光伏產(chǎn)業(yè)要打破危機(jī)，關(guān)鍵就在于能否逐漸實(shí)現(xiàn)自我轉(zhuǎn)型，擺脫對出口的依賴，這就需要其深耕國內(nèi)應(yīng)用市場。相比于一般大型地面項(xiàng)目要求的荒山、荒坡等未利用地的條件限制，光伏農(nóng)業(yè)更有發(fā)揮的優(yōu)勢。國內(nèi)業(yè)內(nèi)專家和學(xué)者表示，要走“農(nóng)村包圍城市”之路，光伏應(yīng)用企業(yè)需要轉(zhuǎn)型升級：加大產(chǎn)品在終端運(yùn)用的研發(fā)力度，生產(chǎn)出在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)民生活中可廣泛運(yùn)用的光伏應(yīng)用產(chǎn)品，以化解市場危機(jī)，因?yàn)閺V袤的農(nóng)村地區(qū)有著巨大的市場潛力。

光伏產(chǎn)業(yè)是戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。發(fā)展光伏產(chǎn)業(yè)對調(diào)整能源結(jié)構(gòu)、推進(jìn)能源生產(chǎn)和消費(fèi)方式變革、促進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)具有重要意義。環(huán)保與健康，始終是人類發(fā)展的關(guān)注點(diǎn)，光伏農(nóng)業(yè)作為一個(gè)綜合產(chǎn)物，也必將成為今后發(fā)展的大趨勢。endprint