출처:cleanenergyeconomymn.org
Agrivoltaics는 동일한 토지에서 작물 생산, 방목 또는 수분 매개자 서식지와 같은 농업 관행과 태양 전지판을 결합하는 태양 에너지 생산에 대한 새로운 접근 방식입니다. 태양광 패널을 다른 토지 이용과 통합함으로써 농업 발전은 토지 효율성과 자원 활용을 극대화하는 것을 목표로 합니다. 태양광 패널은 청정 에너지 생성을 제공하는 동시에 재배되는 식물이나 동물에 그늘, 수분 증발 감소 및 온도 조절과 같은 이점을 제공합니다.
이 혁신적인 접근 방식은 식량 또는 바이오매스 생산과 청정 에너지 생성을 모두 촉진하여 토지 생산성을 향상하고 보다 탄력적이고 수익성 있는 미래에 기여하는 농업과 태양광 발전 간의 공생 관계를 조성합니다.
Agrivoltaics는 태양광 패널 아래와 주변의 토지가 다른 목적으로 활용된다는 점에서 다른 태양 에너지 설계와 다릅니다. 이 고유한 기능은 다음과 같은 여러 가지 이점을 제공합니다.
토지 최적화: Agrivoltaics는 태양 에너지 발전과 농업 활동을 결합하여 토지를 생산적으로 사용할 수 있도록 해줍니다. 이를 통해 농부들은 동일한 토지를 농작물 재배나 가축 방목에 활용하면서 청정 에너지를 생산할 수 있어 토지 효율성과 생산성을 극대화할 수 있습니다.
작물 수확량 증가: 작물 위에 태양광 패널이 있으면 그늘이 제공되어 과도한 열과 증발이 줄어듭니다. 이러한 차광 효과는 극심한 온도 변동과 물 손실을 완화할 수 있는 미기후를 조성하여 작물 수확량을 향상시키고 물 요구량을 줄이는 데 도움이 됩니다.
자원 효율성 향상: 태양광 패널과 작물의 공존으로 자원 효율성이 향상됩니다. 패널은 전기 생산을 위해 태양 에너지를 포착하는 동시에 차광 효과는 관개 필요성을 줄이고 물을 절약합니다.
소득 다각화: Agrivoltaics는 농민이 농산물과 함께 청정 에너지를 생산하고 판매할 수 있도록 함으로써 농민에게 추가 수익원을 제공할 수 있습니다. 이러한 소득원의 다양화는 농업 운영의 경제적 생존 가능성과 탄력성에 기여할 수 있습니다.
농업 발전의 주요 과제 중 하나는 농업 발전 시스템이 기존 태양 전지판보다 시스템 설계가 더 복잡하고 이중 토지 이용을 가능하게 하려면 구조적 수정이 필요할 수 있기 때문에 초기 비용이 많이 들 수 있다는 것입니다. 장기적인 비용 절감에도 불구하고 장비 및 건설 비용은 기존 농업이나 독립형 태양광 설치에 비해 높을 수 있습니다. 재정적 장벽은 특히 소규모 농민이나 자원이 제한된 지역의 경우 광범위한 채택을 방해할 수 있습니다.
많은 초기 단계 기술과 마찬가지로 또 다른 과제는 농민이 훈련, 기술 지원 및 교육 자원에 접근할 수 있도록 보장하는 것입니다. 이는 농민, 농업 발전 시스템 설계자 및 정책 입안자가 농업 프로젝트 구현과 관련된 잠재적 이점을 완전히 이해하고 과제를 극복하는 데 매우 중요합니다. 농업 발전에 대한 관심이 증가하고 있으므로 농부들이 농업 발전 시스템을 구현하는 데 필요한 자원을 확보하는 것이 앞으로 중요할 것입니다.
농업 시스템을 설치하려면 태양광 발전소와 농업 운영 모두에 적합한 농지를 찾는 동시에 송전 및 전력망 연결 제한을 극복하고 운영 혁신에 관심이 있는 농민을 유치해야 합니다. 세 가지 조건을 모두 충족하는 것은 어려울 수 있습니다.
현재 미네소타 전역에 여러 농업 발전 프로젝트가 있지만 기술은 여전히 신흥 단계입니다. 미네소타의 모든 기존 프로젝트에는 수분매개자 서식지, 방목 또는 이 둘의 혼합이 포함됩니다.
수분 매개자 친화적인 농업 시스템에는 꿀이나 꽃가루를 생성하는 관목, 풀, 꽃이 있어 태양 전지판 아래와 주변에 벌이나 나비와 같은 수분 매개자를 유인합니다. 이 프로젝트는 인근 농작물에 대한 수분 서비스를 향상시킬 수 있습니다. 수분 개선은 작물 수확량을 늘리고, 과일 품질을 향상시키며, 종자 생산을 향상시켜 농부들에게 이익이 됩니다. 또한 수분 매개자 서식지를 만드는 태양광 설치는 수분 매개자가 생태계 건강을 위해 창출하는 이점으로 인해 시간이 지남에 따라 운영 및 유지 관리 비용을 절감할 수 있습니다. 미네소타에 있는 대부분의 기존 수분매개자 친화적 농업 발전 시스템은 주 남부에 위치하고 있습니다.
미네소타에 본사를 둔 Connexus Energy는 수분 매개자 친화적인 농업 발전을 수용하고 있습니다. 회사에서 발행한 기사에서는 Prairie Restorations와의 파트너십을 통해 캠퍼스의 태양 전지판 아래에 수분 매개자 친화적인 꽃 초원을 설계했다고 설명합니다. 그 이후로 Connexus는 모든 태양광 프로젝트에서 토지 관리를 우선시해 왔으며 현재 120에이커가 넘는 면적에 1,500만 그루 이상의 자생 식물과 수분매개자 친화적인 식물을 재배하고 있습니다.
현재 미네소타의 연구를 포함하여 수분 매개자 친화적인 농업 발전 시스템의 이점을 더 잘 이해하기 위해 많은 연구가 진행되고 있습니다. 에너지부의 InSPIRE(농촌 경제 및 생태계와 통합된 혁신적인 태양열 발전 사례) 프로젝트는 Anoka 카운티와 Atwater에서 수분 매개자 친화적인 농업 발전에 대한 연구를 수행하고 있습니다. 주 정부는 또한 수분 매개자 친화적인 농업 발전에 대한 지원을 보여주었습니다.
2022년 미네소타는 기술 자원과 프로젝트 평가 양식을 통해 수분매개자 친화적인 태양광 프로젝트 창출을 지원하는 서식지 친화적 태양광 프로그램을 수립했습니다.
방목 농업 프로젝트는 태양 에너지 생산과 태양 전지 패널 아래 또는 사이에서 방목하는 가축을 결합합니다. 방목과 태양에너지 생산을 통합하면 농부들에게 추가적인 수입원을 제공할 수 있습니다. 가축 방목을 위해 토지를 활용함으로써 농부들은 태양 에너지 생산으로 수익을 창출하는 동시에 농업 활동을 다양화할 수 있습니다. 관리된 방목이 토양 건강에 미치는 이점은 농부들에게 장기적인 비용 절감 효과를 가져올 수도 있습니다. InSPIRE는 현재 Chisago에서 방목 농업 발전을 연구하고 있습니다. 서식지 친화적 태양광 프로그램(Habitat Friendly Solar Program)은 또한 방목 프로젝트에 대한 지원을 제공합니다.
미네소타 전역에는 이미 많은 수분매개자 서식지와 방목 농업 발전 설비가 있지만 아직 작물을 생산하는 농업 발전 프로젝트는 없습니다. 미네소타 농경지의 70% 이상이 옥수수와 대두 생산에 사용됩니다. Agrivoltaics는 잎이 많은 채소와 같은 그늘에 강한 작물에만 적합하며 옥수수와 대두는 번성하기 위해 완전한 햇빛이 필요합니다. 전국의 연구자들은 어떤 종류의 작물이 어떤 위치에서 농업 발전과 가장 잘 어울리는지 이해하기 위해 노력하고 있습니다. 그들은 또한 수분 매개자 친화적 시스템, 방목 및 작물 생산에 가장 적합한 위치와 조건을 찾고 있습니다.
Agrivoltaics는 앞으로도 지속적으로 성장할 수 있는 큰 잠재력을 가지고 있습니다. 태양 에너지와 토지 이용에 대한 우려가 커지면서 농업 발전은 다중 토지 이용에 대한 솔루션을 제공합니다. 다음은 미네소타의 농업 발전 발전에 도움이 될 것입니다.
정책 및 규제 프레임워크: 농업 발전을 지원하는 정책은 성장 속도를 높이는 데 도움이 될 것입니다. 여기에는 농업 발전 시스템을 채택한 농부와 태양광 개발자를 위한 재정적 인센티브, 세금 감면 또는 보조금이 포함될 수 있습니다.
연구 및 시연 프로젝트: 미네소타의 기후, 농업 관행 및 작물 품종에 관한 연구 및 시연 프로젝트를 수행하면 미네소타에서 농업 발전의 타당성과 이점을 검증하는 데 도움이 될 수 있습니다.
농부 및 지역사회 교육 및 지원: 농업 발전의 잠재적 이점과 과제에 대해 농부를 교육하는 것이 필수적입니다. 농민들에게 농업 발전 구현 여부를 결정하는 데 필요한 지식을 제공하기 위해 봉사 활동, 워크숍 및 교육 프로그램을 구성할 수 있습니다. 또한 지역 사회를 참여시키고 농업 발전의 이점에 대한 인식을 높이는 것은 이러한 프로젝트에 대한 대중의 지지를 구축하는 데 도움이 될 수 있습니다.
협업 및 파트너십: 다양한 이해관계자 간의 협업은 미네소타의 농업발전 발전에 매우 중요합니다. 여기에는 태양광 개발자, 농업 단체, 연구 기관 및 정부 기관 간의 파트너십이 포함됩니다. 지식, 전문 지식 및 자원을 공유하면 농업 발전 프로젝트의 구현을 가속화할 수 있습니다.
연방 정책 입안자들은 전국적으로 농업 발전을 촉진하기 위해 초당적인 노력을 기울이고 있습니다. 상원의원 Jeff Merkley(D-오레곤)와 Cory Booker(D-뉴저지)가 제안한 수분매개자 전력법(Pollinator Power Act)은 수분매개자를 위한 서식지를 만드는 태양광 프로젝트에 우선순위를 두는 것을 목표로 합니다. 상원의원 Martin Heinrich(D-New Mexico)와 Mike Braun(R-Indiana)이 제안한 농업발전 연구 및 실증법(Agrivoltaics Research and Demonstration Act)은 농업 발전과 관련된 연구 및 실증 프로젝트에 4년에 걸쳐 7,500만 달러를 할당하려고 합니다. Canary Media에 따르면, 이 법안은 태양열 발전소로 인한 농경지 손실에 대한 우려를 해결하는 동시에 농민을 지원하고 기후 목표를 진전시키는 것을 목표로 합니다. 이 법안은 연구 자금을 제공하고 다양한 지역과 다양한 작물 또는 가축에 대한 농업 발전의 생존 가능성을 결정하기 위한 지식 격차를 메우는 데 도움이 될 것입니다.
농업 발전이 추진력을 얻으면서 농업 및 에너지 부문에서 새로운 기회를 창출하여 식량 생산과 청정 에너지 생성을 조화시키는 경로를 제공할 것입니다. 지속적인 연구, 지원 정책 및 공동 노력을 통해 농업 발전은 미네소타 및 그 외 지역에서 향후 몇 년간 꾸준한 성장을 유지할 준비가 되어 있습니다.