Agrivoltaic – เทคโนโลยีที่สร้าง synergy ระหว่างภาคพลังงานและการเกษตร

ความเสี่ยงจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศจะส่งผลกระทบทางลบต่อภาคการเกษตรทั้งในด้านภัยพิบัติ (acute) เช่น ไฟป่า น้ำท่วม และพายุ ที่จะเกิดบ่อยขึ้นและทวีความรุนแรงขึ้น นอกจากนี้ การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศอย่างถาวร (chronic) เช่น อุณหภูมิเฉลี่ยที่สูงขึ้นและความเครียดน้ำ (water stress) ที่มีแนวโน้มรุนแรงขึ้น โดยความเสี่ยงเหล่านี้จะส่งผลให้การควบคุมคุณภาพและผลผลิตทางการเกษตรมีความท้าทายมากขึ้นในอนาคต

อะกริวอลเทอิกส์ (Agrivoltaic: APV) คือ แนวคิดการใช้พื้นที่ร่วมกันของเกษตรกรรมและการผลิตไฟฟ้าด้วยโซลาร์เซลล์ (Photovoltaics) โดยแผงโซลาร์จะถูกติดตั้งสูงกว่าโซลาร์ฟาร์มทั่วไปเพื่อให้มีความสูงเพียงพอที่เกษตรกรสามารถปลูกพืชใต้แผงได้ (ซึ่งรวมไปถึงเครื่องจักรที่ใช้ในการเพาะปลูกด้วย) ประโยชน์ของการแนวคิด APV คือร่มเงาจากแผงโซลาร์จะช่วยลดความเสี่ยงที่พืชบางชนิดจะถูกแดดเผาหรือเกิดความเครียดจากความร้อน (Heat stress) นอกจากนี้ ยังช่วยลดปริมาณการระเหยของน้ำส่งผลให้ความต้องการใช้น้ำในการเพาะปลูกลดลง

ในด้านพลังงาน การใช้ APV จะเพิ่มการผลิตพลังงานหมุนเวียนโดยไม่แย่งพื้นที่ทำการเกษตร นอกจากนี้ การศึกษาของ Oregon State University พบว่าหากแผงโซลาร์ถูกติดตั้งในตำแหน่งที่ถูกต้องพืชที่ปลูกใต้แผงจะช่วยลดความร้อนของแผงได้ซึ่งจะส่งผลให้ประสิทธิภาพของแผงในการผลิตไฟฟ้าสูงขึ้น ดังนั้น การใช้พื้นที่ร่วมกันระหว่างการผลิตไฟฟ้าจากโซลาร์และการเกษตรสามารถสร้าง synergy ของระบบ APV ได้ บริษัท Groenleven ได้ทดลองใช้ APV ในแปลงปลูกราสป์เบอร์รี่ในประเทศเนเธอร์แลนด์ พบว่าในปีที่อากาศร้อนและแห้งผลผลิตจากแปลง APV สูงกว่าแปลงที่ไม่มี APV

อย่างไรก็ตาม การใช้ APV คือการ tradeoff ระหว่างปริมาณผลผลิตทางการเกษตรและปริมาณการผลิตไฟฟ้า แน่นอนว่าการใช้ APV จะส่งผลให้พื้นที่ในการเพาะปลูกลดลง นอกจากนี้ ในบางฤดูหรือช่วงเวลาพืชอาจไม่ได้รับแสงในปริมาณที่ต้องการ ในทางกลับกันการผลิตไฟฟ้าในระบบ APV ก็จะไม่สามารถผลิตได้มากเท่าโซลาร์ฟาร์ม ดังนั้น การออกแบบ APV จึงเป็นการหาสมดุลระหว่างผลผลิตทางการเกษตรและการผลิตไฟฟ้า ซึ่งการออกแบบระบบนั้นขึ้นอยู่กับความต้องการของเกษตรกรเจ้าของพื้นที่ เช่น ลดการใช้น้ำ ปกป้องพืชจากจากสภาพอากาศที่รุนแรง เช่น ความร้อน พายุ ลูกเห็บ หรือปริมาณการผลิตไฟฟ้า เป็นต้น

การนำเทคโนโลยีใหม่ ๆ มาใช้ก็จะช่วยให้ระบบ APV มีประสิทธิภาพมากขึ้น จากตัวอย่างของบริษัท Goenleven ข้างต้น ระบบ APV ที่ใช้นอกจากจะถูกออกแบบมาเพื่อปลูกราสป์เบอร์รี่โดยเฉพาะแล้วยังมีการใช้แผงโซลาร์ที่มีความโปร่งแสง (transparency) มากกว่าแผงโซลาร์ที่ใช้ในโครงการไฟฟ้าปกติ หรือโปรเจกต์ APV ปลูกองุ่นในทางใต้ของฝรั่งเศษของบริษัท Sun’Agri ที่ใช้ AI ในการควบคุมองศาของแผงตามความต้องการแสงแดดและน้ำของการปลูกองุ่น ตามโมเดลการเจริญเติบโตขององุ่น เพื่อสนับสนุนการเจริญเติบโตและในกรณีที่มีอันตรายจากสภาพอากาศ AI จะควบคุมแผงเพื่อปกป้องพืช

ในสภาวะที่อุณหภูมิโลกมีแนวโน้มที่จะสูงขึ้นอย่างต่อเนื่องการใช้ APV จึงเป็นแนวคิดที่น่าสนใจเพื่อลดผลกระทบจาก heat stress และลดการใช้น้ำโดยเฉพาะในเขตร้อนอย่างประเทศไทย ทั้งนี้ไทยควรต้องเตรียมความพร้อมเพื่อใช้ประโยชน์จาก APV โดยมุ่งเน้นที่การพัฒนาศักยภาพใน 3 ด้านหลัก 1. ลดต้นทุนการติดตั้งระบบโซลาร์ที่สูงซึ่งจะเป็นอุปสรรคสำคัญของเกษตรกรรายย่อย 2. สร้างความรู้และความเชี่ยวชาญในการออกแบบ APV เพื่อให้เหมาะสมกับพืชแต่ละชนิดโดยพัฒนาบุคลากรที่มีความเข้าใจทั้งในด้านการเกษตรและในด้านการออกแบบโครงสร้างที่นอกจากจะต้องรองรับแผงโซลาร์แล้วยังต้องคำนึงถึง micro climate ภายใต้แผงด้วย 3. ทบทวนและแก้ไขกฎระเบียบที่อาจไม่เอื้อต่อการให้เกษตรกรใช้พื้นที่การเกษตรร่วมกับการผลิตไฟฟ้ารวมไปถึงกฎระเบียบและตลาดซื้อขายไฟฟ้าอีกด้วย

____________________

เผยแพร่ในกรุงเทพธุรกิจ คอลัมน์ Smart EEC วันที่ 9 พฤษภาคม 2022