تخيل أنك تمتلك مزرعة صغيرة تبلغ مساحتها 20 فدانًا في وسط كاليفورنيا. لقد قمت أنت وعائلتك بزراعة هذه الأرض لعقود من الزمن ، لكن الجفاف ، وزيادة التكاليف وخفض توافر المياه تجعل كل عام أكثر صعوبة.
تخيل الآن أن مطور الطاقة الشمسية-يقترب منك ويعرض ثلاثة خيارات:
-
يمكنك استئجار المطور 10 فدان من أراضي المحاصيل الإنتاجية على خلاف ذلك ، حيث يقوم المطور ببناء مجموعة من الألواح الشمسية وبيع الكهرباء لشركة الطاقة المحلية.
-
يمكنك اختيار 1 أو 2 فدان من أرضك التي تبنيها وتشغيل مجموعة الطاقة الشمسية الخاصة بك ، وذلك باستخدام بعض الكهرباء لمزرعة الخاص بك وبيع الباقي إلى الأداة.
-
أو يمكنك الاستمرار كما كنت ، على أمل أن تتمكن مزرعتك بطريقة ما.
يختار الآلاف من المزارعين في جميع أنحاء البلاد ، بما في ذلك الوادي المركزي ، أحد الخيارين الأولين. وجدت دراسة استقصائية لعام 2022 التي أجراها وزارة الزراعة الأمريكية أن حوالي 117000 من العمليات الزراعية الأمريكية لديها نوع من الأجهزة الشمسية. حدد عملنا أكثر من 6500 صفيف شمسي موجود حاليًا في الأراضي الزراعية الأمريكية.
وجدت دراستنا لما يقرب من 1000 صفيف شمسي تم بناؤها على مساحة 10000 فدان من الوادي المركزي على مدار العقدين الماضيين أن الطاقة الشمسية والزراعة تكمل بعضها البعض في العمليات التجارية للمزارعين. ونتيجة لذلك ، يقوم المزارعون بإنشاء المزيد من المال وتوفير المزيد من المال أثناء استخدام كميات أقل من المياه – مما يساعدهم على الحفاظ على أراضيهم وسبل العيش.
ربما لا يوجد أي مكان في الولايات المتحدة أكثر قيمة أو أكثر إنتاجية من الوادي المركزي في كاليفورنيا. تنمو المنطقة مجموعة واسعة من المحاصيل ، بما في ذلك جميع إنتاج الأمة تقريبًا من اللوز والزيتون والأرز الحلو. باستخدام أقل من 1 ٪ من جميع الأراضي الزراعية في البلاد ، يوفر الوادي المركزي ربع طعام البلاد ، بما في ذلك 40 ٪ من الفواكه والمكسرات وغيرها من الأطعمة الطازجة.
إن الطعام والوقود والألياف التي تنتجها هذه المزارع هي حجر الأساس لاقتصاد الأمة ونظام الغذاء وطريقة الحياة.
لكن عقودًا من الزراعة المكثفة والتنمية الحضرية وتغير المناخ يصطادون المزارعين. المياه محدودة ، والحصول على المزيد: قانون الولاية الذي تم إقراره في عام 2014 يتطلب من المزارعين تقليل استخدامهم للمياه بحلول منتصف العشرينات من القرن الماضي.
عندما تم تثبيت المصفوفات الشمسية التي درسناها ، أعطت سياسة وحوافز الطاقة الشمسية في ولاية كاليفورنيا ، ملاك الأراضي في المزرعة طرقًا جديدة لتنويع دخلهم إما عن طريق تأجير أراضيهم للحصول على صفائف الطاقة الشمسية أو بناءهم.
كان هناك مفاضلة واضحة: تحول الأراضي المستخدمة للمحاصيل إلى الأرض المستخدمة في الطاقة الشمسية عادةً فقدان الإنتاج الزراعي. قدرنا أنه على مدى 25 عامًا من المصفوفات الشمسية ، كانت هذه الأرض قد أنتجت ما يكفي من الطعام لإطعام 86000 شخص سنويًا ، على افتراض أنهم يأكلون 2000 سعرة حرارية في اليوم.
كانت هناك فائدة واضحة ، أيضًا ، للطاقة النظيفة: أنتجت هذه المصفوفات كافية من الكهرباء المتجددة لتشغيل 470،000 أسرة أمريكية كل عام.
لكن النتيجة التي كنا نأمل في تحديدها وقياسها كانت التأثير الاقتصادي لتحويل تلك الأراضي من الزراعة الزراعية إلى الزراعة الشمسية. وجدنا أن المزارعين الذين قاموا بتركيب الطاقة الشمسية كانوا أفضل حالًا من أولئك الذين لم يفعلوا ذلك.
كانوا أفضل حالًا بطريقتين ، الأول من الناحية المالية. جميع المزارعين ، سواء كانوا يمتلكون صفائفهم الخاصة أو استأجروا أراضيهم للآخرين ، وتوفيروا الأموال على البذور والأسمدة وغيرها من التكاليف المرتبطة بالمحاصيل المتنامية وحصادها. كما حصلوا على أموال من تأجير الأرض ، وتعويض فواتير الطاقة المزرعة ، وبيعوا الكهرباء الزائدة.
كان على المزارعين الذين يمتلكون صفائفهم أن يدفعوا ثمن الألواح والمعدات والركود والصيانة. ولكن حتى بعد تغطية هذه التكاليف ، أضافت مدخراتها وأرباحها ما يصل إلى 50،000 دولار أمريكي لكل فدان من الأرباح كل عام ، أي 25 ضعف المبلغ الذي كان سيحصلون عليه من خلال زراعة تلك الفدان.
حقق المزارعون الذين استأجروا أراضيهم أموالًا أقل بكثير ، لكنهم ما زالوا يتجنبون تكاليف مياه الري والعمليات في هذا الجزء من مزرعتهم ، حيث حصلوا على 1100 دولار لكل فدان سنويًا-مع عدم وجود تكاليف مقدمة.
كما حافظ المزارعون على المياه ، والتي بدعم بدورها الامتثال لمتطلبات تخفيض استخدام المياه المستدامة في إدارة المياه في الولاية. تم تثبيت معظم المصفوفات الشمسية على الأرض التي سبق للري. حسبنا أن إيقاف الري على هذه الأرض وفر ما يكفي من المياه كل عام لتزويد حوالي 27 مليون شخص بمياه شرب أو ري 7500 فدان من البساتين. بعد تركيب صفيف الطاقة الشمسية ، قام بعض المزارعين أيضًا بتجميع الأراضي المحيطة بها ، وربما تمكينها من قبل تيار الدخل المستقر الجديد ، مما أدى إلى زيادة استخدام المياه.
يقوم المزارعون في الوادي المركزي وفي أماكن أخرى بتنمية كل من الطعام والطاقة. يمكن أن يوفر هذا التحول أمنًا طويل الأجل لأصحاب الأراضي الزراعية ، وخاصة لأولئك الذين يقومون بتثبيت المصفوفات الخاصة بهم.
تشير التقديرات الحديثة إلى أن تحويل ما بين 1.1 ٪ و 2.4 ٪ من الأراضي الزراعية في البلاد إلى المصفوفات الشمسية ، إلى جانب مصادر الطاقة النظيفة الأخرى ، يولد ما يكفي من الكهرباء للتخلص من حاجة البلاد إلى محطات توليد الطاقة الأحفورية.
على الرغم من أن العديد من المحاصيل هي جزء من سوق عالمي يمكن أن يتكيف مع التغييرات في العرض ، إلا أن فقدان هذه الأراضي الزراعية قد يؤثر على توفر بعض المحاصيل. لحسن الحظ ، يجد المزارعون وملاك الأراضي طرقًا جديدة لحماية الأراضي الزراعية والأمن الغذائي مع دعم الطاقة النظيفة.
أحد هذه الأساليب هو Agrivoltaics ، حيث يقوم المزارعون بتركيب الطاقة الشمسية المصممة لرعي الماشية أو زراعة المحاصيل الموجودة أسفل الألواح. يمكن أيضًا وضع الطاقة الشمسية في الأراضي الزراعية الأقل إنتاجية أو في الأراضي الزراعية التي يتم استخدامها للوقود الحيوي بدلاً من إنتاج الغذاء.
حتى في هذه المناطق ، يمكن تصميم المصفوفات وإدارتها لصالح الزراعة المحلية والنظم الإيكولوجية الطبيعية. من خلال التصميم المدروس والمواقع والإدارة ، يمكن للطاقة الشمسية رد الجميل للأرض والنظم الإيكولوجية التي يلمسها.
المزارع أكثر بكثير من الأرض التي يشغلونها والسلع التي ينتجونها. يدير المزارع الأشخاص الذين لديهم عائلات ، يعتمد رفاههم على الموارد الأساسية والمتغيرة مثل المياه والأسمدة والوقود والكهرباء ومبيعات المحاصيل. غالبًا ما يقترض المزارعون الأموال خلال موسم الزراعة على أمل توفير ما يكفي في وقت الحصاد لسداد الديون والحفاظ على القليل من الربح.
يمكن أن يمنح تركيب الطاقة الشمسية على أراضيهم المزارعين دخلًا متنوعًا ، ومساعدتهم على توفير المياه ، وتقليل مخاطر السنوات السيئة. يمكن أن يجعل الطاقة الشمسية أصلًا للزراعة ، وليس تهديدًا للإمدادات الغذائية.
يتم إعادة نشر هذه المقالة من المحادثة ، وهي مؤسسة إخبارية مستقلة غير ربحية تجلب لك الحقائق والتحليلات الجديرة بالثقة لمساعدتك على فهم عالمنا المعقد. كتبه: يعقوب ستيد ، جامعة ولاية ميشيغان؛ أنيك أنتيتيل ، جامعة ولاية ميشيغان، وأنتوني كيندال ، جامعة ولاية ميشيغان
اقرأ المزيد:
يعقوب ستيد يعمل في جامعة ولاية ميشيغان. جاء التمويل لهذا العمل من برنامج المعهد الوطني للأغذية والزراعة التابعة لوزارة الزراعة الأمريكية وقسم علوم الأرض والبيئة بجامعة ولاية ميشيغان. كما يتلقى تمويلًا من مؤسسة الأبحاث الغذائية والزراعية.
تتلقى Annick Anctil تمويلًا من NSF و USDA.
يتلقى أنتوني كيندال تمويلًا من وزارة الزراعة الأمريكية وناسا و NSF ومؤسسة الأبحاث الغذائية والزراعية. وهو أستاذ مساعد بجامعة ولاية ميشيغان ، ويعمل في مجلس إدارة المياه غير الربحية من المدافعين عن مياه التدفق.