Agriculture solaire

Industrie agricole solaire

La recherche cherche des moyens de cultiver l’énergie solaire et les cultures ensemble dans la ceinture de maïs sceptique

Dans le nord-ouest de l’Indiana, les deux côtés d’une petite route de campagne sont bordés d’acres de maïs imposant. Nous sommes à la fin du mois d’août, et le maïs est en train de tasser, sa couronne dorée recouverte de gouttes de rosée qui reflètent l’éclat du soleil d’été du matin. Ensuite, il y a une lueur différente et plus lumineuse à l’horizon.

Quatre réseaux de panneaux solaires de 20 pieds de haut poussent du maïs comme une supercrope et surplombent les tiges ci-dessous. Le maïs et les panneaux solaires récoltent l’énergie du soleil.

Mitch Tuinstra, professeur de sélection végétale et de génétique à l’Université Purdue, a déclaré: « Dans tous les cas, ils stockent de l’énergie solaire. » L’un les stocke sous forme d’électrons, tandis que le second les stocke dans les plantes.

Tuinstra est l’un des nombreux universitaires et étudiants diplômés de Purdue qui font des recherches sur ces panneaux solaires sur le terrain de recherche de l’université à West Lafayette, dans l’Indiana, à quelques kilomètres du campus.

Les terres agricoles conviennent à tous les types de développement solaire pour les mêmes raisons qu’elles conviennent à la culture: elles sont généralement de niveau, s’écoulent bien et reçoivent une abondance de lumière du soleil.

Ces panneaux d’étude Purdue sont uniques en ce sens qu’ils sont construits sur le maïs lui-même, plutôt que sur un sol agricole.Il s’agit d’une technique connue sous le nom d’« agrivoltaïque » ou « agrisolaire » dans laquelle l’agriculture active et l’énergie solaire sont générées au même endroit plutôt que séparément. Les chercheurs tentent actuellement de relever les nombreux défis de l’approche, mais ils voient une grande valeur dans l’identification des meilleures pratiques.

Les agriculteurs qui veulent louer leur propriété pour l’énergie solaire comme source supplémentaire de revenus peuvent bénéficier de récompenses économiques encore plus grandes si la terre reste en production, et certaines techniques d’agrivoltaïque peuvent même être bénéfiques pour les cultures elles-mêmes, selon les universitaires.

Nous voulons explorer si nous pouvons concevoir des systèmes avec des pertes de productivité agricole minimales et une production d’électricité maximale », a expliqué Tuinstra.En outre, a-t-il déclaré, les chercheurs visent à déterminer si la technique de colocalisation pourrait atténuer une tension croissante entre l’énergie solaire et l’agriculture dans la Corn Belt, où les individus et les villes résistent à ce qu’ils perçoivent comme une industrialisation des communautés rurales.

Potentiel solaire dans les pays agricoles

Les enjeux sont grands dans cette entreprise : l’énergie solaire joue un rôle crucial dans la réduction des émissions de gaz à effet de serre, principalement des centrales électriques alimentées aux combustibles fossiles, qui aggravent le changement climatique.

L’Energy Information Administration des États-Unis prévoit que l’énergie solaire représentera 20% de la production nette d’électricité aux États-Unis d’ici 2050, contre un maigre 3% en 2020. Pour atteindre cet objectif, l’administration Biden investit des milliards de dollars en vertu de la Loi sur la réduction de l’inflation pour la production solaire et les crédits d’impôt à l’investissement.

En raison du coût élevé du transfert d’énergie vers d’autres endroits, les panneaux ne peuvent pas être concentrés dans un seul endroit, comme les déserts du sud-ouest américain. Au lieu de cela, selon Tuinstra, le déploiement concentré des énergies renouvelables permettra aux services publics et aux consommateurs d’en récolter les bénéfices près de chez eux.

Une étude publiée par le ministère de l’Énergie en 2021 a estimé que, pour satisfaire les objectifs en matière de changement climatique, les projets solaires ne nécessiteraient pas plus de 0,5% de la superficie terrestre des États-Unis contigus d’ici 2050. Comparativement, les fermes représentent environ 40% des terres aux États-Unis. Néanmoins, même 0,5% des terres américaines équivaudraient à plus de 9 500 000 acres, ce qui est similaire au total du maïs et du soja plantés dans l’Indiana.

Dans la corn belt, la grande majorité des terres à capacité solaire sont occupées par des cultures en rangées. Certaines communautés de ces régions considèrent l’énergie solaire comme une horreur et une menace pour leurs cultures et leur mode de vie.

Respect de la coutume

Le maïs entourant le centre communautaire de Palo à Palo, dans l’Iowa, vers la fin du mois d’août, mesurait plus de six pieds et approchait du moment de la récolte.

Cette année, cependant, des panneaux avec un X rouge à travers les mots « solaire industriel » ont commencé à apparaître à proximité.

Les résidents ont attendu dans le centre communautaire pour connaître le sort d’un système solaire proposé de 200 mégawatts — une conception conventionnelle, et non agricole — qui serait situé sur des terres agricoles voisines. Certains participants ont soutenu l’initiative, tandis que la majorité s’y est opposée, citant des problèmes liés à l’abandon agricole. Les projets ont été approuvés la semaine suivante.

Lorsqu’on leur a demandé si placer des panneaux solaires sur l’agriculture active pouvait être une solution raisonnable, de nombreux participants à la réunion ont exprimé leur scepticisme.Robert Little, un électricien de 74 ans qui a travaillé dans des fermes toute sa vie, croit que l’agrivoltaïque pourrait menacer les techniques agricoles générationnelles.

Little a déclaré que la plus ancienne préoccupation serait les traditions familiales traditionnelles. De plus, je ne crois pas qu’il puisse jamais réussir.

Les communautés et les comtés du Midwest rejettent l’énergie solaire, comme dans l’Indiana, où plus d’un tiers des comtés ont des ordonnances restreignant ou bloquant carrément les projets d’énergie renouvelable. Ce scepticisme est une force motrice pour les universitaires qui considèrent l’agrivoltaïque comme une stratégie gagnant-gagnant.« C’est un Catch-22 »Cependant, il reste des obstacles, tels que les ombres causées par les panneaux solaires. Tuinstra et son équipe de Purdue espèrent prédire l’espacement approprié entre les réseaux et construire une technologie qui empêche les ombres excessives d’entraver le rendement des cultures.

Selon Bowman, la construction agrovoltaïque dans des conditions plus fraîches pourrait être bénéfique à la fois pour les panneaux et les plantes ci-dessous.

Dans le Sud-Ouest et le Nord-Est, un programme fédéral étudie la possibilité de colocaliser des panneaux solaires avec des cultures spécialisées telles que la laitue, les tomates et les baies. Ces petites plantes sont mieux adaptées à un environnement agrovoltaïque car elles nécessitent moins d’équipement et bénéficient de l’ombre.

Cependant, dans le Midwest, la superficie de maïs et de soja éclipse celle des cultures spécialisées et nécessite plus de lumière du soleil et un équipement de récolte plus grand. Par conséquent, plusieurs études examinent également comment concevoir génétiquement des semences et des cultures mieux adaptées à la culture solaire.

Tuinstra a déclaré que les spécialistes des sciences sociales de l’équipe de Purdue enquêtent également sur les inquiétudes du public concernant l’agrivoltaïque et sur la façon de communiquer ces informations aux agriculteurs. Et les entreprises solaires cherchent des idées sur la façon de développer un système compatible avec la plantation et la récolte.

Les chercheurs et les développeurs sont pris dans un dilemme de la poule et de l’œuf alors qu’ils tentent de maximiser à la fois les cultures et la technologie. Pour obtenir du financement pour des projets et réduire les dépenses de développement, vous devez démontrer leur viabilité sur une longue période de temps. Pour créer ces preuves de concept, cependant, vous avez besoin de fonds et d’abordabilité.

Le PDG de Midwest Agrivoltaic Systems, Andrew Poor, a fait remarquer : « C’est le Catch-22. » Je suis constamment à la recherche de fonds.La société Poor’s mène sa propre étude sur les moyens rentables de construire des supports de panneaux solaires plus hauts et plus espacés pour soutenir des cultures plus hautes et des machines plus grandes.

Il poursuit des initiatives agrovoltaïques plus petites avec des partenaires prêts à couvrir le coût des matériaux, dans l’intention d’augmenter la production à mesure que davantage de données seront disponibles.

Cependant, il est difficile d’attirer des partenaires de développement dans une industrie quelque peu non éprouvée.

« Quand il s’agit de s’inscrire à un projet, ils semblent être tout aussi hésitants que les agriculteurs », a déclaré Tyler Lloyd, directeur des opérations solaires chez Midwest Agrivoltaic Systems.

Cependant, tous les agriculteurs ne s’y opposent pas. Bowman a déclaré que ceux qui avaient une combinaison de cultures en rangées et de bétail étaient plus disposés au concept d’agrivoltaïque. Les nouveaux agriculteurs ayant moins de liens avec les techniques de culture et de récolte conventionnelles peuvent également être intéressés par la technologie.

« La tendance a été d’avoir ce gros équipement, de cultiver beaucoup d’acres et de le cultiver rapidement pour obtenir les rendements maximaux », a-t-il ajouté; par conséquent, « il peut falloir une attitude différente » pour que l’énergie solaire pousse sur l’agriculture conventionnelle.