光伏農業產業發展探討

何勇

摘要 介紹了光伏農業設施的主要模式及其優缺點，闡述了光伏農業的產業優勢與特點，分析了光伏農業發展存在的問題，并提出了相應的發展對策，以促進光伏和農業2個產業的有機結合。

關鍵詞 光伏農業；設施模式；產業優勢；問題；發展對策

中圖分類號 S625 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2017）07-0185-02

光伏農業是近年來在國內外新興的一種產業模式，是通過在農業設施棚頂安裝太陽能組件發電、棚下開展農業生產的形式，將光伏發電與農業設施有機結合，以期達到“1+1>2”的產業融合效果。同時，光伏農業也極大地吸收了最新的光伏與農業技術，有效促進了2個產業的健康發展與技術進步。在經營模式上，除了基本的光伏發電與農業生產外，還可結合觀光采摘、鄉村旅游、民俗文化游、科普基地、田園景觀等形式，提高單位土地的收益，最大限度地利用土地資源，增加生態效益和社會效益，提高農民收入，有效帶動地方經濟發展。

1 光伏農業設施的主要模式及其優缺點

1.1 光伏春秋大棚

光伏春秋大棚是將太陽能組件支架立于春秋大棚的北側，使組件發電與棚內種植生產互不干擾，達到有機結合。一般情況下，太陽能組件支架高度在5.3 m左右，遠高于正常春秋大棚（3.0～3.2 m）的高度，為避免南側組件對北側大棚及太陽能組件遮擋，需要加大南北方向春秋大棚的間距，造成大棚建設土地利用率降低；同時，為了有效利用土地，太陽能組件支架與大棚結合緊密，在極端天氣條件下，組件板上降雨沖刷、板上融雪沖壓會對大棚棚膜及棚架造成破壞；此外，為了定期清洗太陽能組件，也需要在大棚南側預留水車通行道路，降低了土地種植利用率。

1.2 光伏日光溫室

光伏日光溫室分為架式與平鋪式光伏日光溫室，架式光伏日光溫室是將太陽能組件支架立于日光溫室的北側，使組件發電與棚內種植生產互不干擾。一般情況下，日光溫室太陽能組件支架高度在6.2 m左右，遠高于正常日光溫室脊高（3.4～4.8 m）的高度，為避免南側太陽能組件對北側溫室及組件遮擋，需加大南北方向溫室間距，造成溫室建設土地利用率降低。同時，因支架防風、建造成本、組件維護等考慮，架式光伏日光溫室的脊高一般就低不就高[1]。

平鋪式光伏日光溫室是將太陽能組件在日光溫室棚體頂部或棚體坡面上間隔安裝，以保證棚下作物有足夠的受光率，滿足作物光合作用的需求，棚體建設與棚間距可基本按常規日光溫室設計，土地利用率與常規日光溫室基本相同。同時，為滿足棚下作物光合作用的需求，一是太陽能組件要有一定的透光率，一般為10%～40%，降低了單位面積太陽能組件的光轉化率；二是太陽能組件要在棚體上間隔安裝，不能滿棚鋪裝，影響了單棚發電量。

1.3 光伏聯棟溫室

光伏聯棟溫室是以一定透光率的太陽能組件安裝在連棟溫室的南坡，適合喜陰與耐陰作物的生長，特別適合發展食用菌產業。光伏聯棟溫室所用覆蓋物南方地區多用棚膜或PO膜，北方多用PC板或浮法玻璃。

常規聯棟溫室一般是東西排跨、南北開間，而光伏聯棟溫室因太陽能組件采光及結構需求，一般是南北排跨、東西開間，棚內如種植高秧作物會影響采光或通風[2]。

1.4 牧光互補設施

牧光互補設施是將太陽能組件安裝在開放式或封閉式的聯棟框架結構上，框架下進行畜牧或禽類養殖，框架高度可根據養殖需求進行設計，一般在1.5 m以上，能起到遮蔭避雨的效果，單位面積土地利用率與投資效能高。

1.5 漁光互補設施

漁光互補設施是通過打樁將太陽能組件架設在湖泊、魚塘、灘涂濕地等水面上，太陽能組件組成開放式矩陣，組件支架要與水面保持一定的距離，以免影響魚類生長及養殖作業。該模式能提升湖泊、魚塘、灘涂濕地等水面資源的使用效能與經濟效益，開拓了光伏發電的新模式，豐富了光伏發電與農業產業結合的內涵，真正實現了“1+1>2”的產業融合效果。

該模式太陽能組件的遮蔭會降低水體溫室效果、削弱水下植物的光合作用、降低水體含氧量，造成個別魚種生長緩慢，如果水體深度不夠，甚至會造成在北方地區難以越冬。

2 光伏農業產業的優勢與特點

2.1 優勢

以棚頂發電、棚下種植為主要結構特征的光伏農業概念一經提出，立即受到了全世界的廣泛關注，在中國也得到了迅猛發展，光伏農業廣泛地融入了現代工業、農業、生物、信息、管理等多學科的先進技術與理念，將第一、二、三產業高效結合，在不改變土地性質、節約土地資源的前提下使光伏發電與農業融合發展，開創了新型產業模式。

2.2 特點

（1）土地利用率高。光伏農業項目不額外占用耕地，不改變土地使用性質，在同一片土地上實現光伏發電與農業并行發展，可以節約土地資源，實現土地增值，屬于高效的設施農業項目。

（2）投資與生產規模大，對運營與管理的要求高。光伏農業項目的投資總額、占地面積、生產規模都遠高于一般的農業項目，對農業產業的制度建設、生產技術水平、過程管理、成本控制、銷售渠道的建立與穩定都提出了更高的要求與標準，這樣企業才能獲得穩定的預期收益，得到長足發展[3]。

（3）適宜采用現代高新技術進行規模化生產與運營。光伏農業因其投資、生產規模大，投資回收與運營成本壓力大，同時因其設施設備規范、占地面積大，便于將現代農業工程技術、生物技術、生產技術、信息技術、電站運營與管理技術等融入光伏農業的設計與日常生產運營中，適合規模化發展高端無公害有機農產品的生產，再結合品牌化運營，能將現代科技的優勢發揮出來，大幅提升運營效率與市場影響力，提高產品附加值，克服產業短板，這樣才能按預期收回投資、獲取收益，支撐高額投資與運營成本。

（4）光伏農業設施使用年限長。光伏農業大棚使用年限一般要求25年，比傳統農業大棚使用時間長，一方面可以充分發揮設施的使用效能，降低年攤銷成本，另一方面適宜開展生長周期長、附加值高的作物生產。

（5）適合電網達不到的偏遠地區發展農業生產。在國家電網達不到、沒有電力供應的地區，可發展光伏農業大棚設施，既可滿足灌溉、照明、溫控、補光等農業生產用電需求，也可帶動地方經濟發展、增加農民收入、降低貧困人口。

（6）部分棚型與地區太陽能組件對農業生產產生一定影響。太陽能組件平鋪在溫室頂部，或溫室坡面的棚型不利于采光，或區域光照資源不充足，均會造成棚內光照條件不均勻或相對較弱，對棚內作物生長會產生一定影響。同時，太陽能組件在工作狀態下可產生熱量，在冬季可提升棚內溫度，但在夏季會造成棚內溫度過高，作物越夏困難。

3 光伏農業發展存在的問題

近幾年，光伏農業產業獲得了快速發展，光伏農業設施與生產模式也不斷豐富、完善，光伏農業項目的前期設計、標準化施工、光伏與農業相關技術的應用與融合都獲得了實質性發展，國家相關政策的支持力度也逐步加強，但是從整體上講，我國光伏農業的發展仍處于起步階段，還有不少問題亟待解決，未來還有很長的路要走。

3.1 缺乏成熟的理論體系

光伏農業沒有成熟系統性的產業研究成果與體系，商業模式、盈利模式、運營模式、管理模式、融合發展等還處在探索與發展階段。

3.2 光伏與農業的融合還處于探索階段

目前，多數光伏農業項目光伏與農業并沒有真正融合，不是光伏企業搞農業，就是農業企業在做光伏，光伏農業企業的發展戰略、光伏與農業產業布局、業務比重、管理制度、業務流程、人員配置等還停留在或者偏重在企業的第一產業（光伏或農業），并沒有將2個產業真正地同等對待，沒有根據2個產業的特點與實際，分別制訂、建立可行的發展戰略、制度體系、專業團隊，或者更高層級地建立可充分兼顧、推動、管控光伏與農業2個產業健康發展的制度系統與專業團隊。只有做到這些，光伏農業才有真正發展與成功的可能性[4]。

3.3 光伏農業政策還需要進一步明確與豐富

國家對光伏農業的優惠政策還是停留在單一針對光伏發電或者農業上，沒有針對光伏農業產業融合的相關優惠政策。而光伏農業的健康發展，絕不是僅對單一產業的扶持，更需要系統性、綜合性的支持與推動。

3.4 光伏農業項目用地自然條件相對較差

因國家土地政策的要求，光伏農業項目不能占用基本農田，只能在一般農田等自然條件相對較差的土地上開展農業生產，這類土地種養殖條件比基本農田差，有些甚至水質或水源都難以保障，造成農業生產投入大，產量及品質不高，農業部分效益不理想。

3.5 光伏農業項目管理層級多，結構相對復雜

光伏農業項目跟常規農業項目比投資較大，管理層級多，管理人員數量大，人工效能不高，管理效率低，不能真正滿足農業生產的實際需求。

3.6 光伏農業項目投資建設速度快，農業生產與團隊建設滯后

光伏農業項目推進速度快，分布范圍廣，統一管理難度大，農業生產與經營風險高。常規農業項目是首先在一個地點啟動生產，在主要生產品種、生產技術、管理制度與體系流程、銷售渠道等方面逐步成熟與穩定后，根據市場或企業發展的需要，在同地或異地逐步擴大生產規模，新增產能能夠使用或借用原有管理與銷售體系，企業生產與經營風險低。而光伏農業的發展與項目地點的選擇很大程度上受光資源、國家政策導向、各地光伏發電政策、企業發展戰略等諸多因素的影響，造成光伏農業項目建設、啟動速遞快、分布廣、土壤氣候條件差異大，而農業生產技術水平、體系建設、團隊建設、銷售渠道、發展方向、戰略規劃等遠遠跟不上項目建設的速度與需求，造成農業生產、銷售與管理易出現混亂局面。

4 產業發展對策

（1）建議國家農業、能源部門、相關科研機構、協會、企業設立專項資金，深入系統地研究光伏農業產業戰略發展方向、運營規律、系統性行業標準及相關問題的解決措施，奠定光伏農業產業健康融合發展的理論基礎。

（2）光伏農業企業應依據光伏與農業融合發展的產業特點與實際情況，結合企業項目分布區域、各區域氣候等自然條件、項目地政府的政策導向、國內外農業產業情況等綜合因素，組織專業團隊深入分析、研判、制訂企業戰略規劃，明晰各自的發展方向。

（3）光伏農業企業應結合自身發展需求、產業分布情況、戰略發展方向，分別建立能夠有效監督管理協調光伏發電與農業產業的制度體系、管理流程、專業團隊，使2個產業的管理與專業團隊在獨立運行的基礎上，能夠相互支撐、融合發展。

（4）針對光伏農業項目土地等自然條件不足的問題，光伏農業企業應加大現代光伏與農業高新技術的引進力度與研究，通過現代科技的應用與創新，引入先進的管理理念，開展規模化的現代農業生產，向科技、管理、規模要效益，不斷增強企業發展后勁。

（5）光伏農業產業要重視、秉承清潔、生態、有機、安全的發展理念，通過種植、養殖過程的全程監控，采取標準化的生產與控制流程，通過科技手段，生產安全放心的農產品，并適時開展品牌化運營，提升農產品的附加值與知名度。

（6）要重視專業團隊建設、人才的引進與培養。光伏與農業產業要有各自獨立的管理與生產團隊，不能一支隊伍管兩塊業務，甚至外行管專業的事，真正做到專業人士負責專業的事，規避生產與運營的人為風險。

（7）農業不同于光伏產業，很多生產、管理、產品品質、銷售過程與環節難以進行有效的管控與標準化，管理者的個人經驗、專業技術水平、責任心、管理水平、對企業的忠實度等對生產銷售過程與結果影響巨大，應適時開展農業績效考核制度，調動生產人員與銷售人員的積極性，推動光伏農業企業良性發展。

（8）注重規避農業生產與經營風險，特別是光伏企業在開展農業項目的初期要注意把控農業項目的推進速度與規模，避免盲目冒進。要將農業產業放到與光伏產業同等重要的位置，在農業團隊建設、制度體系、管理流程、生產技術與管理水平、銷售渠道、自然條件改良等方面沒有成熟完善之前，不宜同時異地多點大規模建設光伏農業項目、啟動農業生產。

（9）要研究設計將多個光伏農業基地統一協調發展，降低生產與運營成本，提升產品供應能力，延長供應時間，擴大市場占有率，提升規模效益。

5 參考文獻

[1] 房裕東，黃紹華，秦樹香，等.光伏農業發展現狀與前景分析[J].長江蔬菜，2015（18）：35-40.

[2] 李衛.前景廣闊的光伏農業[J].黑龍江糧食，2015（11）：39-40.

[3] 周長吉.周博士考察拾零（五十）光伏日光溫室結構的探索與實踐：土默特左旗香島現代（光伏）農業產業園側記[J].農業工程技術·溫室園藝，2015（11）：33-35.

[4] 房玉雙，鐵生年.光伏農業發展中存在的問題及對策建議[J].甘肅農業科技，2015（5）：61-63.