Theo nghiên cứu mới về công nghệ có thể đáp ứng nhu cầu điện của Vương quốc Anh gấp bốn lần, các kế hoạch đầy tham vọng của chính phủ về việc mở rộng các trang trại năng lượng mặt trời có thể đạt được mà không cần phải hy sinh đất nông nghiệp.
Bức xạ ngang toàn cầu. GHI trên 11 vùng của Vương quốc Anh. Tín dụng: Applied Energy (2025). DOI: 10.1016/j.apenergy.2025.125527
Nghiên cứu của Đại học Sheffield đánh giá cách công nghệ nông điện - tích hợp tấm pin mặt trời vào đất nông nghiệp theo cách duy trì các hoạt động nông nghiệp - có thể giúp Vương quốc Anh đạt được mục tiêu năng lượng mặt trời (PV) và thực hiện cam kết đạt mức phát thải ròng bằng 0 vào năm 2050. Nghiên cứu được công bố trên tạp chí Applied Energy.
Các kế hoạch hiện tại của chính phủ nhằm tăng đáng kể các công viên năng lượng mặt trời lắp trên mặt đất, vốn đã được sử dụng trên khắp Vương quốc Anh, đã chứng minh là gây tranh cãi và không được lòng nông dân cũng như công chúng. Mối quan ngại về việc mất đất nông nghiệp chất lượng cao, tác động tiềm tàng đến sản xuất lương thực và chi phí sinh hoạt, và tác động trực quan đến cảnh quan là một trong những yếu tố thúc đẩy sự chỉ trích.
Nghiên cứu tập trung vào Vương quốc Anh chứng minh rằng việc triển khai hệ thống điện mặt trời nông nghiệp, trong đó lắp đặt các tấm pin quang điện mặt trời theo cách cho phép các hoạt động canh tác diễn ra bên dưới hoặc giữa các tấm pin, có thể cho phép sản xuất đồng thời cây trồng, vật nuôi và năng lượng tái tạo. Hệ thống điện mặt trời nông nghiệp có tiềm năng phủ sóng cao đến mức có thể tự đáp ứng các mục tiêu về điện mặt trời của chính phủ Anh, đồng thời tránh xung đột sử dụng đất.
Giáo sư Sue Hartley, Phó chủ tịch phụ trách Nghiên cứu và Đổi mới tại Đại học Sheffield, đồng tác giả của nghiên cứu, cho biết: "Chính phủ và các nhà phát triển năng lượng mặt trời có những kế hoạch đầy tham vọng nhằm mở rộng các trang trại năng lượng mặt trời nhưng những kế hoạch này có nguy cơ mất đi diện tích đất nông nghiệp cần thiết cho sản xuất lương thực vào thời điểm an ninh lương thực toàn cầu đang bị đe dọa bởi tình hình bất ổn địa chính trị và biến đổi khí hậu.
"Công nghệ nông điện là một giải pháp tiềm năng để thoát khỏi tình thế tiến thoái lưỡng nan này. Nó cho phép chúng ta sử dụng cùng một diện tích đất để sản xuất cả thực phẩm và năng lượng sạch, giải quyết một số chỉ trích nhắm vào các trang trại năng lượng mặt trời. Công nghệ này được sử dụng thường xuyên ở nhiều khu vực trên thế giới, bao gồm các khu vực như Scandinavia có ít ánh sáng mặt trời hơn Vương quốc Anh, nhưng vẫn chưa được áp dụng ở đây.
"Nghiên cứu của chúng tôi xác định những khu vực ở Vương quốc Anh mà công nghệ này có thể được triển khai hiệu quả nhất, vừa để giảm thiểu xung đột sử dụng đất vừa đáp ứng nhu cầu năng lượng của Vương quốc Anh."
Tính phù hợp về không gian nông điện ở những vùng đang phải đối mặt với tình trạng thiếu nước. a) Tính phù hợp trên khắp đất nông nghiệp ở những vùng phía nam nước Anh đang bị đe dọa bởi tình trạng thiếu nước, và b) diện tích bao phủ ở những vùng này đối với các điểm số phù hợp nông điện khác nhau. Tín dụng: Applied Energy (2025). DOI: 10.1016/j.apenergy.2025.125527
Các khu vực được xác định để triển khai hiệu quả nông điện mặt trời bao gồm Cambridgeshire, Essex, Lincolnshire và vùng Đông và Đông Nam rộng lớn hơn của nước Anh. Một số yếu tố góp phần vào tính phù hợp này, bao gồm tính khả dụng của đất bằng phẳng, mức độ sử dụng nông nghiệp hiện tại, kết nối lưới điện và sự phổ biến của bức xạ mặt trời.
Một dự án nghiên cứu do Đại học Sheffield dẫn đầu trước đây đã chứng kiến các hệ thống nông điện được lắp đặt trên đất nông nghiệp ở Tanzania và Kenya. Công nghệ này không chỉ sản xuất ra điện carbon thấp mà còn được phát hiện là giúp tăng đáng kể năng suất cây trồng và tiết kiệm nước ở những khu vực dễ bị ảnh hưởng bởi biến đổi khí hậu.
Các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng một số loại cây trồng nhất định, chẳng hạn như ngô, cải Thụy Sĩ và đậu, phát triển mạnh dưới bóng râm một phần do các tấm pin mặt trời cung cấp. Bóng râm mang lại nhiều lợi ích hơn nữa: nó làm giảm sự bốc hơi nước để sử dụng nước hiệu quả hơn và bản thân các tấm pin cung cấp nước mưa để bổ sung cho nhu cầu tưới tiêu.
Nghiên cứu mới về tiềm năng của công nghệ này tại Vương quốc Anh nhằm mục đích cung cấp thông tin cho các cuộc tranh luận về chính sách sử dụng đất bằng cách thúc đẩy việc sử dụng đất đa chức năng và khuyến khích nhiều nghiên cứu hơn để hỗ trợ và hướng dẫn phát triển nông điện trong nước.
Đồng tác giả Tiến sĩ Richard Randle-Boggis, người đã tiến hành nghiên cứu về nông-điện tại Đại học Sheffield và hiện là nhà khoa học nghiên cứu tại SINTEF, cho biết: "Nghiên cứu về nông-điện rất phổ biến ở lục địa Châu Âu, nhưng rất ít được thực hiện ở Vương quốc Anh.
"Bước tiếp theo của chúng tôi là tiến hành các thí nghiệm thực địa để kiểm tra hiệu suất của hệ thống, nghiên cứu các thiết kế khác nhau với các loại cây trồng khác nhau và hiểu rõ hơn quan điểm của cộng đồng địa phương và các bên liên quan khác.
"Việc mất đất nông nghiệp thường là lý do chính khiến cộng đồng phản đối việc phát triển công viên năng lượng mặt trời tại địa phương của họ. Nghiên cứu của chúng tôi là bước đi tiên phong trong việc chứng minh nơi nào có thể phát triển công viên năng lượng mặt trời song song với các hoạt động nông nghiệp để đất nông nghiệp không bị mất đi."
Nghiên cứu được đồng sáng tác bởi Talitha Neesham-McTiernan, Alastair Buckley và Sue Hartley từ Đại học Sheffield và Richard Randle-Boggis từ SINTEF.
Mời các đối tác xem hoạt động của Công ty TNHH Pacific Group.
FanPage: https://www.facebook.com/Pacific-Group
YouTube: https://www.youtube.com/@PacificGroupCoLt
