چگونه مزارع استفاده از انرژی تجدیدپذیر در آینده را شکل می‌دهند؟

مسعود
10 دقیقه مطالعه

چگونه مزارع استفاده از انرژی تجدیدپذیر در آینده را شکل می‌دهند؟

با در دسترس قرار گرفتن انگیزه های بیشتر، بخش کشاورزی قرار است نقشی کلیدی در گسترش انرژی خورشیدی، بیوگاز و دیگر منابع انرژی جایگزین ایفا کند. به قول قدیمی‌ها غذا سوخت است. و با توجه به نقش مهم کشاورزی در میل جهانی برای حرکت به سمت انرژی‌های تجدیدپذیر، این ضرب المثل کاملاً تحت اللفظی می‌شود. برای کاهش انتشار کربن و استفاده از روش‌های جدید صنعتی در زمین‌های کشاورزی، تعداد کسیری از تولیدکنندگان و کشاورزان در حال یافتن راه‌هایی هستند تا با استفاده از روش‌های پایدار جدید که فرصت‌های درآمدزایی را نیز به همراه دارند، بیشترین بهره را از کار خود ببرند.

انتظار می‌رود که استفاده از منابع تجدیدپذیر در مزارع در سال جاری، پس از آخرین اجلاس آب و هوای سازمان ملل، COP28، رشد کند، جایی که برخی از بزرگترین شرکت‌های مواد غذایی میلیاردها دلار هزینه کردند و برنامه‌هایی را برای کاهش انتشار گاز متان، دور شدن از مصرف سوخت‌های فسیلی و حمایت از کشاورزان برای انطباق عملیات و شیوه‌های خود تشریح کردند. علی‌رغم مخالفت‌های منتقدانی که ادعا می‌کنند بسیاری از این راه‌حل‌ها «سبزشویی» هستند، کشاورزان در حال ایجاد تعدادی تغییرات بی‌سابقه در مزارع خود هستند. با بودجه جدید موجود، مزارع در حال تولید و بهره برداری از برق از توربین‌های بادی یا پنل‌های خورشیدی برای تامین انرژی امور خود هستند، ضایعات گاوهای شیری را به بیوگاز  تبدیل می‌کنند یا محصولاتی را برای تبدیل به سوخت زیستی برای حمل و نقل هوایی کشت می‌کنند.

کشاورزی بدون برق شبکه

به گفته اداره اطلاعات انرژی ایالات متحده، با افزایش ظرفیت آنلاین انرژی‌های تجدیدپذیر، انتظار می‌رود که  ظرفیت تولید انرژی‌های تجدیدپذیر بادی و خورشیدی در سال ۲۰۲۴ در مجموع ۳۹ درصد رشد کنند و برای اولین بار از تولید برق از زغال سنگ پیشی بگیرند. اما رسیدن به این هدف زمین زیادی نیاز دارد. Agrivoltaics، یا کشاورزی و تولید برق در همان زمین، بخشی از راه حل است. این عمل نه تنها می‌تواند به کشاورزان کمک کند تا روش‌های درآمدی خود را متنوع کنند، بلکه مصرف انرژی خود را در مواجهه با تغییرات آب و هوایی کاهش می‌دهند. agrivoltaics که توسط دو محقق اروپایی در سال ۱۹۸۱ ابداع شد، می‌تواند شامل پرورش محصولات کشاورزی و پرورش دام در زمین‌های زیر صفحات خورشیدی یا بین آن‌ها باشد. این روش هنوز یک روش نسبتاً جدید در ایالات متحده است. رایج ترین کاربردها در اینگونه زمین‌ها شامل پرورش زنبور یا چرای گوسفند است، اما کشاورزان سبزیجات، مرغ و خرگوش نیز پرورش در این زمین‌ها کشت می‌کنند.

استیسی پترسون، مدیر برنامه انرژی در مرکز ملی فناوری مناسب، سازمانی که بر مزرعه و راه حل‌های پایداری متمرکز است، گفت: نوآوری‌های زیادی در فضا وجود دارد. و ما شاهد رشد بسیار بیشتری در سال گذشته بوده‌ایم. آزمایشگاه ملی انرژی‌های تجدیدپذیر، ۴۷۷ پروژه agrivoltaic را شناسایی کرده که تقریباً ۷.۲ گیگاوات ظرفیت خورشیدی دارند و بیش از ۱۵۰ پروژه در ۹ ماه گذشته اضافه شده‌است. این پروژه‌ها روش‌های درآمدی جدیدی را برای کشاورزان ایجاد می‌کند. کسانی که پنل‌های خورشیدی را نصب می‌کنند می‌توانند هزینه‌های انرژی خود را کاهش دهند در حالی که برق اضافی را به شرکت‌های برق می‌فروشند. علاوه بر این، کشاورزان می‌توانند زمین‌های خود را به شرکت‌های برق خورشیدی اجاره دهند و برخی از هزینه‌های زیرساختی اولیه این پروژه‌ها را کاهش دهند.

علاوه بر تولید برق کافی برای تامین انرژی خانه‌های مجاور، زیرساخت پنل‌های خورشیدی می‌تواند عملاً عملیات کشاورزی را بهبود بخشد.‌ پنل‌های خورشیدی به عنوان سایه برای محصولات کشاورزی و دام‌ها عمل می‌کنند و یک اثر خنک کننده ایجاد می‌کنند که می‌تواند مصرف آب را کاهش دهد. پیترسون گفت که این می‌تواند برای محصولات پرآب کشت شده در کالیفرنیا، اورگان و سایر ایالت‌ها مفید باشد. با این حال، کشاورزان باید تحقیقات زیادی را انجام دهند تا مطمئن شوند که آگریوولتائیک برای آنها مناسب است. پترسون گفت که کمک‌های مالی فدرال و فرصت‌های استفاده از وام، ساخت زیرساخت‌های تجدیدپذیر را مقرون‌به‌صرفه‌تر کرده‌است، اما به گفته‌ی پترسون، این بستگی به این دارد که کشاورزان با زمین چه می‌کنند.

او گفت: “در برخی موارد می تواند بسیار گران تر باشد.” به عنوان مثال، محل نگهداری گاوها به فولاد بیشتری برای حصارکشی اضافی نیاز دارد، در حالی که برای پرورش زنبور و برداشت عسل یا پرورش گوسفند هزینه کمتری دارد. چالش‌های دیگر می‌تواند مربوط به سیاست کلی یا شبکه‌ی برق باشد. زیرساخت‌های خدمات شهری در سراسر کشور متفاوت است و محدودیت‌هایی را برای کشاورزان ایجاد می‌کند که می‌توانند با برق تولیدی خود انجام دهند. برخی از عملیات های agrivoltaic برای فروش مستقیم به شرکت‌های برق بسیار کوچک هستند، بنابراین در عوض برق تولیدی خود را به تعاونی‌ها یا اشخاص ثالث می‌فروشند. کشاورزان همچنین می‌توانند برق خود را برای استفاده بعدی ذخیره کنند. بسته به اندازه عملیات، سایت را می‌توان به عنوان یک سایت کشاورزی یا صنعتی طبقه بندی کرد که پیامدهای مالیاتی جدی ایجاد می‌کند.

هضم کننده‌های زیستی

بر کسی پوشیده نیست که گاوها مشکل تولید متان دارند.

بر اساس گزارش آژانس حفاظت از محیط زیست ایالات متحده، دام ها حدود ۳۳ درصد از انتشار متان کشور را تشکیل می‌دهند. بیشتر آن از تخمیر روده‌ای ناشی می‌شود، فرآیندی که طی آن گاوها غذا را هضم می‌کنند، اما مقدار زیادی نیز به نحوه ذخیره و مدیریت کود حیوانی برمی‌گردد. یکی از راه‌هایی که کشاورزان برای حل این مشکل تلاش می‌کنند از طریق فرآیندی به نام هضم بی‌هوازی است که با تبدیل زباله‌ها به بیوگاز غنی، انتشار متان را منحرف می‌کند. جان فورسیر، متخصص هضم بیوگاز و بی هوازی، گفت که او این فناوری را نه تنها راهی برای بهبود محیط زیست، بلکه به عنوان یک جریان درآمد بالقوه برای کمک به نجات مزارع خانوادگی کوچک تا متوسط در ایالت ورمونت خود می‌داند.

نشخوار کننده‌گان می‌توانند با استفاده از باکتری‌ها مواد آلی مانند کود را تجزیه کنند تا گاز قابل استفاده تولید کنند. به گفته موسسه مطالعات محیطی و انرژی، پس از استحصال بیوگاز، بیوگاز می‌تواند گرما یا الکتریسیته برای استفاده در موتورها، توربین‌ها یا سلول‌های سوختی تولید کند. همچنین می‌تواند بیشتر به بیومتان تبدیل شود و به خطوط لوله گاز طبیعی تزریق شود یا به عنوان سوخت خودرو استفاده شود.

دستگاه‌های هاضم‌ (digesters) موجود در محل، زباله‌ها را به مواد مغذی کم‌بو تبدیل می‌کنند که قابل پخش در مزارع کشاورزی است و نیاز به کودهای شیمیایی را تا ۵۰ درصد کاهش می‌دهد. فورسیر گفت: «این واقعاً یک [سناریوی] برد-برد-برد است. این ماشین‌های بزرگ شبیه زودپز در طول سال‌ها مورد استفاده و محبوبیت کشاورزان قرار گرفته‌اند. بر اساس آخرین داده های وزارت کشاورزی ایالات متحده آمریکا، تعداد دستگاه‌های هاضم بی هوازی در محل در سال ۲۰۲۱ به ۳۲۲ دستگاه رسید. در همین حال، غول‌های نفتی از جمله شل و شورون در حال بررسی پتانسیل بیوگاز هستند، زیرا تمامی بخش‌ها به کشاورزان کمک می‌کنند تا مواد غذایی دور ریختنی و زباله‌های مزرعه را به انرژی تغییر دهند.

در حالی که پذیرش این موضوع از جانب کشاورزان روند صعودی دارد، موانعی برای ورود وجود دارد. به گفته آژانس حفاظت از محیط زیست ایالات متحده، هزینه‌های اولیه قابل توجهی وجود دارد که می‌تواند بیشتر از مزایای کارکرد یک دستگاه هاضم باشد، از جمله کارکنان بیشتر و مجوزها. درآمد حاصل از تولید برق تجدیدپذیر نیز اغلب می‌تواند برای جبران کسری آن بسیار کم باشد.

در سال‌های اخیر، حامیان محیط‌زیست نیز از دستگاه‌های هاضم‌ بی‌هوازی عقب‌نشینی کرده‌اند و استدلال می‌کنند که این دستگاه‌ها در واقع تلاش‌ها برای مبارزه با تغییرات آب و هوایی را تضعیف می‌کنند. بر اساس نامه‌ای که توسط ۲۰۰ گروه زیست محیطی امضا شده، تأسیسات بیوگاز نشت کرده و لجن ایجاد می‌کند و آلودگی هوا و آب را افزایش می‌دهد. فورسیر اذعان داشت که وقتی کشاورزان آن‌طور که باید آن‌ها را حفظ نکنند، می‌توانند مشکلات زیست محیطی ایجاد کنند. فورسیر گفت: “اما با تکنولوژی مناسب، مواد اولیه مناسب، دستور العمل مناسب و کمک در انجام همه این موارد، واقعا کار ساده است.”

برگفته از وب سایت: https://www.agriculturedive.com/

این مقاله را به اشتراک بگذارید
نظر بدهید