هل يمكن للزراعة الشمسية أن تنقذ صناعة الزراعة الحديثة؟

لقد كانت حياة المزارع دائمًا مليئة بالكدح الشاق والعديد من التحديات. ليس من المستغرب أن نقول في عام 2020 أن هناك تحديات أكثر من أي وقت مضى للمزارعين والصناعة ككل. وأسبابها معقدة ومتنوعة، وقد أضافت حقائق التقدم التكنولوجي والعولمة في كثير من الأحيان محناً إضافية إلى وجودها.

ولكن لا يمكن التغاضي عن أن مثل هذه الظواهر جلبت أيضًا العديد من الفوائد للزراعة. لذلك، على الرغم من أن الصناعة تتطلع إلى عقد جديد به عقبات أكبر من أي وقت مضى لبقائها، إلا أن هناك أيضًا وعدًا بدخول التكنولوجيا الناشئة إلى الاستخدام الشامل. التكنولوجيا التي يمكن أن تساعد المزارعين ليس فقط على الاستدامة، بل على الازدهار أيضًا. الطاقة الشمسية جزء أساسي من هذه الديناميكية الجديدة.

من 1800s إلى 2020

جعلت الثورة الصناعية الزراعة أكثر كفاءة. ولكنه أدى أيضاً إلى الزوال المؤلم للنموذج الاقتصادي السابق. مع تقدم التكنولوجيا، سمحت بإجراء الحصاد بسرعة أكبر ولكن على حساب مجموعة العمالة. وأصبح فقدان الوظائف نتيجة للابتكارات في مجال الزراعة اتجاها شائعا منذ ذلك الحين. مثل هذه المفاجآت والتعديلات الجديدة للمزارعين النموذجيين الحاليين غالبًا ما يتم الترحيب بها وكرهها بنفس القدر.

وفي الوقت نفسه، تغيرت أيضًا الطريقة التي يعمل بها الطلب على الصادرات الزراعية. وفي العقود الماضية، كانت قدرة الدول البعيدة على تجارة السلع الزراعية - رغم أنها لم تكن مستحيلة بأي حال من الأحوال في كل حالة - احتمالا أكثر صعوبة بكثير. اليوم (مع الأخذ في الاعتبار التأثير المؤقت لجائحة فيروس كورونا على العملية)، يتم التبادل العالمي للسلع الزراعية بسهولة وسرعة لم يكن من الممكن تصورها في العصور الماضية. لكن هذا أيضاً أدى في كثير من الأحيان إلى فرض ضغوط جديدة على المزارعين.

نعم، مما لا شك فيه أن البعض استفادوا ــ واستفادوا بشكل كبير من مثل هذا التغيير ــ حيث أصبحت المزارع التي تنتج سلعاً "نظيفة وخضراء" ذات مستوى عالمي تتمتع الآن بسوق دولية حقيقية للتصدير إليها. ولكن بالنسبة لأولئك الذين يبيعون المزيد من السلع الروتينية، أو يجدون أن السوق الدولية قد أشبعت جمهورهم المحلي بنفس المنتجات التي يبيعونها، فإن الطريق إلى الحفاظ على ربح ثابت سنة بعد سنة أصبح أكثر صعوبة.

وفي نهاية المطاف، لا تمثل هذه الاتجاهات مشاكل للمزارعين فحسب، بل لجميع الآخرين. وخاصة أولئك الذين يعيشون في بلدانهم الأصلية. من المتوقع أن تشهد السنوات المقبلة أن يصبح العالم أكثر عدم استقرارًا نتيجة لعوامل عديدة، ليس أقلها التهديد المتزايد لتغير المناخ. وفي هذا الصدد، ستواجه كل دولة ضغوطًا جديدة في سعيها لتحقيق الأمن الغذائي.من المتوقع أن يكون بقاء الزراعة كمهنة قابلة للحياة ونموذجًا اقتصاديًا أمرًا ملحًا بشكل متزايد، محليًا وعالميًا.ومن هنا يمكن أن تكون الطاقة الشمسية عنصرًا مهمًا للمضي قدمًا.

الطاقة الشمسية كمنقذ؟

تسمح الزراعة الشمسية (المعروفة أيضًا باسم "الخلايا الكهروضوئية الزراعية" و"الزراعة ذات الاستخدام المزدوج") للمزارعين بالتركيبالألواح الشمسيةالتي توفر طريقة لجعل استخدامهم للطاقة أكثر كفاءة، وتعزيز قدراتهم الزراعية بشكل مباشر.بالنسبة للمزارعين الذين يمتلكون مساحات صغيرة من الأراضي بشكل خاص - كما هو شائع في فرنسا - توفر الزراعة الشمسية وسيلة لتعويض فواتير الطاقة، وتقليل استخدامهم للوقود الأحفوري، وبث حياة جديدة في العمليات الحالية.

في الواقع، وفقا لنتائج تم التوصل إليها في السنوات الأخيرة، فإن ألمانيامعهد فراونهوفرومن خلال مراقبة العمليات التجريبية داخل منطقة بحيرة كونستانس في البلاد، أدت الخلايا الكهروضوئية الزراعية إلى زيادة إنتاجية المزرعة بنسبة 160% مقارنة بعملية لم تكن ذات استخدام مزدوج خلال نفس الفترة.

مثل صناعة الطاقة الشمسية ككل، تظل الخلايا الكهروضوئية الزراعية حديثة العهد. ومع ذلك، إلى جانب المنشآت التي تعمل بكامل طاقتها بالفعل حول العالم، كان هناك العديد من المشاريع التجريبية في فرنسا وإيطاليا وكرواتيا والولايات المتحدة الأمريكية وغيرها. إن تنوع المحاصيل التي يمكن أن تنمو تحت المظلات الشمسية (مما يسمح باختلاف الموقع والمناخ والظروف) مثير للإعجاب للغاية. لقد نجح القمح والبطاطس والفاصوليا واللفت والطماطم والسلق وغيرها في النمو بنجاح في ظل تركيبات الطاقة الشمسية.

لا تنمو المحاصيل بنجاح في ظل هذه الإعدادات فحسب، بل يمكن أيضًا أن تشهد موسم نموها ممتدًا بفضل الظروف المثالية التي توفرها عروض الاستخدام المزدوج، مما يوفر دفءًا إضافيًا في الشتاء ومناخات أكثر برودة في الصيف.وجدت دراسة في منطقة ماهاراشترا في الهندزيادة إنتاجية المحاصيل بنسبة تصل إلى 40%بفضل انخفاض التبخر والتظليل الإضافي، تم توفير تركيب الخلايا الكهروضوئية الزراعية.

وضع حقيقي للأرض

على الرغم من أن هناك الكثير مما يمكن أن يكون إيجابيًا عند الجمع بين صناعتي الطاقة الشمسية والزراعة معًا، إلا أن هناك تحديات على الطريق أمامنا. مثل جيرالد ليتش، رئيساً للاتحاد المزارعين الفيكتوريينوقالت لجنة إدارة الأراضي، وهي مجموعة ضغط تدافع عن مصالح المزارعين في أستراليا، لمجلة سولار,"بشكل عام، يدعم برنامج VFF مشاريع تطوير الطاقة الشمسية، طالما أنها لا تتعدى على الأراضي الزراعية ذات القيمة العالية، كما هو الحال في مناطق الري."

وهذا بدوره، "يعتقد VFF أنه من أجل تسهيل عملية منظمة لتطوير توليد الطاقة الشمسية في الأراضي الزراعية، يجب أن تتطلب المشاريع واسعة النطاق التي تزود الشبكة بالطاقة عملية تخطيط وموافقة لتجنب العواقب غير المقصودة. نحن ندعم قدرة المزارعين على تركيب مرافق الطاقة الشمسية لاستخدامهم الخاص، حيث يمكنهم القيام بذلك دون الحاجة إلى تصريح.

بالنسبة للسيد ليتش، فإن القدرة على الجمع بين تركيبات الطاقة الشمسية والزراعة والحيوانات الحالية تعتبر أمرًا جذابًا أيضًا.

ونحن نتطلع إلى التقدم في الزراعة الشمسية التي تسمح للألواح الشمسية والزراعة بالتعايش، مع تحقيق منافع متبادلة لصناعتي الزراعة والطاقة.

"هناك العديد من مشاريع تطوير الطاقة الشمسية، وخاصة المشاريع الخاصة، حيث تتجول الأغنام بين الألواح الشمسية. الماشية كبيرة جدًا وتخاطر بإتلاف الألواح الشمسية، لكن الأغنام، طالما أنك تخفي جميع الأسلاك بعيدًا عن متناول اليد، فهي مثالية لإبقاء العشب بين الألواح.

وعلاوة على ذلك، كما ديفيد هوانغ، مدير مشروع لمطور الطاقة المتجددةطاقة الجنوبوقال لمجلة سولار: "قد يكون إنشاء مزرعة للطاقة الشمسية أمرًا صعبًا نظرًا لأن البنية التحتية للكهرباء في المناطق الإقليمية تميل إلى الحاجة إلى إجراء ترقيات لدعم التحول إلى مصادر الطاقة المتجددة. إن دمج الأنشطة الزراعية في الزراعة الشمسية يؤدي أيضًا إلى التعقيد في تصميم المشروع وتشغيله وإدارته، وبالتالي:

يعتبر الفهم الأفضل لآثار التكلفة والدعم الحكومي للأبحاث متعددة التخصصات ضروريًا.

على الرغم من أن تكلفة الطاقة الشمسية ككل آخذة في الانخفاض بالتأكيد، فإن الواقع هو أن منشآت الزراعة الشمسية يمكن أن تظل باهظة الثمن - وخاصة في حالة تعرضها للتلف. وفي حين يتم وضع التعزيزات والضمانات لمنع مثل هذا الاحتمال، فإن الضرر الذي يلحق بعمود واحد فقط يمكن أن يصبح مشكلة كبيرة. وهي مشكلة قد يكون من الصعب جدًا تجنبها موسمًا تلو الآخر إذا كان المزارع لا يزال بحاجة إلى تشغيل معدات ثقيلة حول التثبيت، مما يعني أن دورة واحدة خاطئة لعجلة القيادة يمكن أن تعرض الإعداد بأكمله للخطر.

بالنسبة للعديد من المزارعين، كان الحل لهذه المشكلة هو التنسيب. يمكن أن يؤدي فصل تركيب الطاقة الشمسية عن مناطق النشاط الزراعي الأخرى إلى تفويت بعض أفضل فوائد الزراعة الشمسية، ولكنه يوفر أمانًا إضافيًا يحيط بالهيكل. يرى هذا النوع من الإعداد أن الأراضي الرئيسية مخصصة حصريًا للزراعة، مع استخدام الأراضي الإضافية (من الدرجة الثانية أو الجودة من الدرجة الثالثة حيث لا تكون التربة غنية بالمغذيات) لتركيب الطاقة الشمسية. مثل هذا الترتيب يمكن أن يضمن التقليل إلى أدنى حد من تعطيل أي أنشطة زراعية موجودة.

التكيف مع التقنيات الناشئة الأخرى

ومن خلال الاعتراف العادل بالوعد الذي توفره الطاقة الشمسية للزراعة في المستقبل، لا يمكن التغاضي عن أن التقنيات الأخرى التي تصل إلى الساحة ستكون بمثابة حالة من التاريخ يعيد نفسه. ويعد النمو المتوقع في استخدام الذكاء الاصطناعي داخل هذا القطاع مثالًا رئيسيًا على ذلك. على الرغم من أن مجال الروبوتات لم يتقدم بعد بما فيه الكفاية إلى الحد الذي يجعلنا نرى روبوتات متطورة للغاية تتجول في ممتلكاتنا وتقوم بمهام العمل اليدوي، فإننا بالتأكيد نتحول في هذا الاتجاه.

علاوة على ذلك، فإن المركبات الجوية بدون طيار (AKA بدون طيار) قيد الاستخدام بالفعل في العديد من المزارع، ومن المتوقع أن تزداد قدرتها على القيام بمجموعة أكبر من المهام في المستقبل.فيما يعد موضوعًا رئيسيًا في تقييم مستقبل الصناعة الزراعية، يجب على المزارعين السعي إلى إتقان التكنولوجيا المتقدمة لتحقيق أرباحهم - أو المخاطرة بأن أرباحهم قد تم التحكم فيها من خلال التقدم التكنولوجي.

التوقعات المقبلة

ليس سراً أن مستقبل الزراعة سيشهد ظهور تهديدات جديدة تهدد بقاءها. ولا يرجع ذلك إلى التقدم التكنولوجي فحسب، بل إلى تأثير تغير المناخ. وفي الوقت نفسه، على الرغم من التقدم التكنولوجي، ستظل الزراعة في المستقبل تتطلب - على الأقل لسنوات عديدة قادمة إن لم يكن للأبد - الحاجة إلى الخبرة البشرية.

صحيح أنه إذا كان من الممكن أن نمضي في الماضي، فإن هذا لن يحل جميع المشاكل أو يزيل جميع المشاكل، ولكنه يعني أنه ستكون هناك ديناميكية جديدة في الحقبة القادمة من الزراعة. حيث توفر الطاقة الشمسية إمكانات هائلة كتقنية مفيدة وتكون الحاجة إلى قدر أكبر من الأمن الغذائي أمرًا ضروريًا. لا يمكن للطاقة الشمسية وحدها أن تنقذ صناعة الزراعة الحديثة، لكنها بالتأكيد يمكن أن تكون أداة قوية للمساعدة في بناء فصل جديد قوي لها في المستقبل.