الطاقة الشمسية الزراعية: هل يمكن أن تصبح «عائدات أشعة الشمس» بديلاً لتجاوز تراجع أرباح الزراعة؟

في وقت تدفع فيه الحكومة نحو تركيب أنظمة الطاقة الشمسية الزراعية لزيادة دخل المزارعين وتوسيع الطاقة المتجددة، كُشف عن بيانات ميدانية تُظهر أن إنتاجية المحاصيل أسفل هذه المنشآت قد تنخفض بما يصل إلى 32% بسبب نقص أشعة الشمس. ويشير خبراء إلى أن الحفاظ الفعلي على دخل المزارعين يتطلب بشكل عاجل اختيار محاصيل ملائمة للبيئة أسفل الألواح ووضع تقنيات زراعية مناسبة.

وجاء ذلك خلال ندوة نظمها المعهد الكوري للتعليم الصناعي في 29 أبريل تحت عنوان «سياسات الحكومة والاتجاهات الحديثة واستراتيجيات التسويق التجاري للطاقة الشمسية الزراعية وقرى عائدات أشعة الشمس»، حيث عرض الباحث الزراعي لي تشايوون من المعهد الوطني لعلوم المحاصيل الغذائية بيانات ميدانية لتقييم إنتاجية المحاصيل أسفل أنظمة الطاقة الشمسية الزراعية.

▲الطاقة الشمسية الزراعية، تراجع إنتاج المحاصيل أمر لا مفر منه=وفقاً لعرض الباحث لي تشايوون في ذلك اليوم، لوحظت تغيرات بيئية واضحة في حقول الأرز الواقعة أسفل منشآت الطاقة الشمسية الزراعية مقارنة بالحقول المفتوحة العادية. وقد ازداد تأثير التظليل الناتج عن الألواح الشمسية كلما اشتدت شدة الضوء، ما أظهر فرقاً في كمية الضوء تجاوز 30% كحد أقصى مقارنة بالحقول المفتوحة.

وكان لهذه التغيرات البيئية تأثير فوري على نمو المحاصيل. ففي حالة الأرز، أدى انخفاض كفاءة التمثيل الضوئي إلى ظاهرة الاستطالة، حيث أصبحت السيقان أنحف وأطول. وعلى وجه الخصوص، أظهر طول ساق الأرز ميلاً إلى الانخفاض عند تجاوز معدل تظليل معين، كما انخفض عدد العقد وعدد الحبوب في كل سنبلة، ما أدى إلى تراجع المحصول.

وبالفعل، انخفض محصول الأرز أسفل أنظمة الطاقة الشمسية الزراعية بنحو 13% إلى 19% مقارنة بالحقول المفتوحة. كما تأكدت مشكلات تراجع الجودة، مثل ارتفاع محتوى البروتين في الأرز وانخفاض نسبة الحبوب الكاملة النضج.

كما تأثرت المحاصيل الحقلية بدرجة كبيرة. فقد انخفضت البطاطا الحلوة بنحو 18% إلى 32% مقارنة بالحقول المفتوحة، والذرة بنحو 18%، وفول الصويا بنحو 13% إلى 24%. وقال الباحث لي تشايوون: «في المحاصيل الجذرية الدرنية مثل البطاطا الحلوة، أدى نقص أشعة الشمس إلى عدم تشكل الجذور الدرنية بشكل سليم، ما خفّض القيمة التسويقية بشكل كبير».

كما أن الرقاد والآفات والأمراض من الأمور التي يجب الحذر منها عند تركيب الطاقة الشمسية الزراعية. فالمحاصيل المتمددة تصبح سيقانها أضعف، ما يجعلها أكثر عرضة للسقوط أثناء الأعاصير أو الأمطار الغزيرة، وقد يؤدي ذلك إلى أضرار الإنبات المبكر في السنابل وقت الحصاد. كذلك، في البيئات ذات الإضاءة المنخفضة والرطوبة العالية، لوحظ اتجاه متزايد لظهور لفحة الأوراق البكتيرية في الأرز والبياض الدقيقي في القمح.

كما أن سهولة تنفيذ الأعمال الزراعية تمثل تحدياً آخر يجب حله. إذ قد تحد هياكل دعم الألواح الشمسية من تشغيل الآلات الزراعية الكبيرة مثل الجرارات والحصادات. ولهذا السبب، من الضروري منذ مرحلة التصميم تأمين ارتفاع للأعمدة لا يقل عن 3.5 أمتار ومسافات كافية بين الأعمدة.

▲توقعات بارتفاع دخل المزارعين=ورغم أن تراجع إنتاج المحاصيل أمر لا يمكن تجنبه، فإن التوقعات تتزايد بأن الكهرباء المستقرة المنتجة من الطاقة الشمسية الزراعية ستصبح مصدراً جديداً لدخل المزارعين.

وبحسب البروفيسور إيم تشولهيوون من جامعة كوريا لتقنية الطاقة، بلغ الدخل من الطاقة الشمسية الزراعية (9,872,000 وون) والأرز (1,141,946 وون) ما مجموعه 11,013,946 وون (على أساس 20 آر)، وهو أعلى بمقدار 6.46 مرات من قطعة المقارنة (1,703,078 وون).

وعلى وجه الخصوص، من المتوقع أن ترتفع توقعات الدخل أكثر كلما جرى الجمع بين زراعة المحاصيل عالية الدخل والطاقة الشمسية الزراعية. فعند الجمع بين التوت الأزرق، وهو من المحاصيل النموذجية عالية الدخل، والطاقة الشمسية الزراعية، بلغ الدخل 32,027,474 وون، ما حقق ربحاً إضافياً بنحو 6 ملايين وون مقارنة بقطعة المقارنة.

ونصح البروفيسور إيم تشولهيوون قائلاً: «يزداد العائد لكل وحدة مساحة من التوت الأزرق بما يصل إلى 18.7 مرة مقارنة بالأرز. وفي التطوير واسع النطاق يكون الأرز أكثر فائدة، أما في التطوير صغير النطاق فمن الأفضل زراعة المحاصيل ذات القيمة المضافة العالية».

▲المهام المستقبلية=واتفق المشاركون في الندوة على أن الطاقة الشمسية الزراعية توفر للمزارعين دخلاً إضافياً على شكل «عائدات أشعة الشمس»، لكنهم طالبوا بإدخال تحسينات تقنية لرفع مستوى تقبلها في الميدان الزراعي.

وقال أحد المشاركين: «في المستقبل، يجب تحديد معدل التظليل الأمثل لكل محصول، كما ينبغي أن يتعاون خبراء الزراعة والهندسة منذ مرحلة تصميم المنشأة حتى تسير أعمال الآلات الزراعية بسلاسة».

كما يخطط المعهد الوطني لعلوم المحاصيل الغذائية للتركيز على اختيار المحاصيل والأصناف الملائمة للزراعة أسفل أنظمة الطاقة الشمسية الزراعية. ومن المتوقع أن يحدد أصنافاً متحملة للظل تنمو جيداً حتى في البيئات المظللة، وأن يضع كميات التسميد المناسبة وكثافات الزراعة اللازمة لتعويض نقص الضوء.

وأكد الباحث لي تشايوون: «الطاقة الشمسية الزراعية نموذج يمكنه تحقيق هدفين معاً، هما الحفاظ على الأراضي الزراعية وتأمين الطاقة المتجددة، لكنها لا تكون مستدامة إلا إذا جرى الحفاظ على الإنتاجية الزراعية، وهي المهنة الأساسية للمزارعين»، مضيفاً: «سنضع سريعاً إرشادات زراعية قائمة على البيانات الميدانية ونعمل على نشرها».