我國人(rén)多(duō)地少(shǎo)，耕地資源極其緊缺，光照資源極其豐富，農産品産量安全與能源安全均面臨內(nèi)憂外患嚴峻形勢，發展農光互補項目，市場(chǎng)前景極其廣闊。根據可(kě)再生(shēng)能源署（IRENA）發布的《可(kě)再生(shēng)能源裝機容量數(shù)據2021》數(shù)據，2020年全球光伏新增裝機127GW，相比2019年增長30.2%。截至2021年，我國光伏累計(jì)裝機容量達3.06億千瓦（相當于13.6萬個(gè)三峽水(shuǐ)電(diàn)站(zhàn)），2013-2021年年均複合增速達41%。在所有(yǒu)光伏增長容量中，分布式光伏已經取代集中式光伏成為(wèi)主力，而農業光伏也成為(wèi)了分布式光伏的主要構成。據不完全統計(jì)，目前全世界的農光互補項目數(shù)量已超過2200個(gè)，我國光伏農業項目達400餘個(gè)，已成為(wèi)全球農光互補項目總計(jì)規模******的國家(jiā)。

一、農光互補的形态

農光互補也被稱為(wèi)農光一體(tǐ)化，是指在同一塊土地上(shàng)既進行(xíng)光伏發電(diàn)又進行(xíng)農業生(shēng)産的模式，并強調光伏發電(diàn)與農業生(shēng)産的相互影(yǐng)響、競合關系與耦合共生(shēng)關系。目前農光互補發展尚處于早期階段，總體(tǐ)看主要有(yǒu)四種類型：光伏大(dà)田種植、光伏設施種植、漁光互補和(hé)牧光互補。

（一）光伏大(dà)田種植

1982年德國在能源發展與農業生(shēng)産争地矛盾的討(tǎo)論中，提出對太陽能發電(diàn)裝置進行(xíng)改造，使土地在用于太陽能發電(diàn)的同時(shí)用于作(zuò)物種植。一般而言，小(xiǎo)型農光系統可(kě)以看成露天生(shēng)産系統或開(kāi)放的設施農業系統，隻是作(zuò)物的日均光照有(yǒu)所減少(shǎo)。

光伏闆遮陰減少(shǎo)蒸騰作(zuò)用，作(zuò)物生(shēng)長氣候需求減少(shǎo)。并且可(kě)以通(tōng)過對作(zuò)物的選擇，或者光伏設施的自動化調整來(lái)協調農光關系，如選擇耐陰作(zuò)物或增加光伏闆高(gāo)度，改變排列方式，選擇半透明(míng)光伏闆隻透射作(zuò)物生(shēng)長需要的光線等。盡管相比其他分布式光伏經濟效益相對低(dī)一些(xiē)，但(dàn)有(yǒu)助于提高(gāo)農業食品安全和(hé)能源安全，綠色發展也更加領先。

從我國經驗來(lái)看，實施農光互補項目可(kě)以有(yǒu)效避免耕地“非農化”、“非糧化”的問題，實現一地多(duō)用、農地生(shēng)稅，産生(shēng)的電(diàn)能可(kě)用于大(dà)田種植領域灌溉、配套設施、大(dà)田種植物聯網設備以及農業機械的供電(diàn)等，目前主要以種植耐旱中草藥、食用花(huā)卉、茶樹(shù)、瓜類、薯類、青貯飼料、小(xiǎo)型農機糧食作(zuò)物等為(wèi)主。

（二）光伏設施種植

我國是較早開(kāi)始探索發展光伏溫室的國家(jiā)之一，截止2019年底我國并網發電(diàn)的光伏溫室項目累計(jì)裝機容量達到3984兆瓦（相當于1700個(gè)三峽水(shuǐ)電(diàn)站(zhàn)）。

光伏設施種植一般包括設施農業的光伏化改造，光伏設施的農業化改造，以及光伏設施與農業設施的間(jiān)隔改造。第一種情況是将原本就有(yǒu)的設施農業頂棚改造為(wèi)光伏設施，第二種情況是将已有(yǒu)的光伏設施改造為(wèi)溫室設施，第三種情況是指在溫室設施的間(jiān)距中建設光伏設施，或反過來(lái)在光伏設施的間(jiān)距中建設溫室設施。

光伏發電(diàn)能夠滿足農業溫室的能源需求，而溫室設施又能夠為(wèi)光伏發電(diàn)并網設施提供更好的裝備運作(zuò)承載。随着光伏材料技(jì)術(shù)的不斷革新，濾光膜、半透明(míng)光伏、動态光伏等新材料被廣泛使用，能夠有(yǒu)效避免光伏設施對農作(zuò)物陽光的遮擋，從而保證農作(zuò)物産量。

（三）漁光互補

漁光互補主要是在養殖水(shuǐ)面上(shàng)架設光伏闆，形成上(shàng)面發電(diàn)，下面養魚的共生(shēng)模式。目前架設方式主要有(yǒu)封閉式、開(kāi)放式、漂浮式和(hé)跨域式等。中國是目前世界漂浮式光伏市場(chǎng)******國家(jiā)。漂浮式光伏能夠有(yǒu)效減少(shǎo)藻類生(shēng)長，并為(wèi)漁業養殖提供充足的清潔能源。但(dàn)相比地面光伏，漁光互補面臨更高(gāo)的度電(diàn)成本、氣候異常風險、對魚類品種的限制(zhì)，仍然處于起步階段。我國是世界水(shuǐ)産養殖大(dà)國，未來(lái)這一市場(chǎng)空(kōng)間(jiān)不容小(xiǎo)觑。

（四）牧光互補

牧光互補主要有(yǒu)光伏散養和(hé)光伏圈養兩種。前者是指使用光伏設施保障草的産量，為(wèi)牲畜遮日避陽。後者是通(tōng)過在養殖棚頂鋪設光伏設施或将光伏設施改造為(wèi)養殖圍欄來(lái)實現。

光伏設施能夠減少(shǎo)養殖的設施投入成本，保護畜禽免受空(kōng)中掠食者和(hé)惡劣天氣的侵害。同時(shí)光伏闆避免牧草受到過多(duō)照射，定期清洗光伏闆下滲的水(shuǐ)為(wèi)牧草生(shēng)長提供了保障。某種意義上(shàng)，光伏散養能夠實現一定程度的草場(chǎng)開(kāi)放性設施化發展，在充分保障草場(chǎng)生(shēng)态安全情況下，極大(dà)地擴大(dà)了散養放養規模。而光伏圈養能夠為(wèi)養殖企業提供充足的清潔能源供應。

二、 農光互補的優點

農光互補有(yǒu)四個(gè)優點：

一是資源整合效率提升。光伏設施所産生(shēng)的清潔能源能夠用于種植、溫室、漁業和(hé)畜牧生(shēng)産，降低(dī)生(shēng)産投入成本。而且光伏設施下的小(xiǎo)氣候變化有(yǒu)助于農業生(shēng)産标準化發展，比如光伏闆能夠避免過度光照，提高(gāo)水(shuǐ)資源的利用率，改善農産品品質，從而增加農業生(shēng)産的經濟效益。

二是産業特征互補協同。光伏系統生(shēng)産低(dī)碳清潔能源的潛力巨大(dà)，其在光捕獲方面的效率甚至超過了光合作(zuò)用。發展農光互補的關鍵在于找到光伏發電(diàn)與農業光利用之間(jiān)的平衡點，可(kě)以從作(zuò)物選擇與光伏設施調整兩方面入手，形成二者之間(jiān)的協同關系。如種植耐陰作(zuò)物，或調高(gāo)光伏闆高(gāo)度、改變排列方式、改進光伏闆材質、采用動态農光系統等。

三是降低(dī)固定成本投入。以光伏溫室為(wèi)例，光伏溫室頂端的電(diàn)池組件，可(kě)以有(yǒu)效抵抗自然災害，諸如大(dà)風暴雨冰雹等，不用像傳統溫室那(nà)樣每年要換薄膜，大(dà)大(dà)節省成本。光伏大(dà)棚壽命按三十年計(jì)算(suàn)，即便是相比鋼化大(dà)棚，換膜成本可(kě)以節省很(hěn)大(dà)一筆。光伏溫室調溫效果更佳，特别是針對炎熱的夏季和(hé)寒冷的冬季，相比傳統溫室可(kě)以多(duō)種一茬，提高(gāo)了産量及質量。

四是增加土地單位産出。過去部分光伏發電(diàn)設施建設面臨用地困難，成本較高(gāo)。農光互補項目中的光伏電(diàn)站(zhàn)組件為(wèi)非永久建築，一般架空(kōng)建設，未改變地表土地性狀及用途。我國農林土地資源豐富，發展光伏有(yǒu)天然的優勢，大(dà)大(dà)降低(dī)了用地成本，也為(wèi)地方增加了單位土地面積産生(shēng)的經濟發展成效與預算(suàn)內(nèi)收入，這也是當前農光互補項目如火(huǒ)如荼的重要原因之一。

三、農光互補的挑戰與機遇

當然，農光互補項目也面臨着政策、稅收标準、材料價格、産業配套、協同發展等方面的艱巨挑戰。尤其在協同發展方面，農業與能源産業相距較遠，不僅在設計(jì)方案的合作(zuò)、工期與農業生(shēng)産的沖突、利益分配合作(zuò)等方面存在諸多(duō)問題，尤其是熟悉并理(lǐ)解農業項目與光伏能源項目的人(rén)才非常匮乏，往往導緻光伏設施對原有(yǒu)農業基礎形成破壞，或者在農業項目運作(zuò)過程中屢屢損害光伏設施正常運行(xíng)。

但(dàn)總體(tǐ)來(lái)看，我國農光互補項目處于起步階段，綜合産業自身發展的需求和(hé)極強互補性，疊加考慮我國農業安全與能源安全的戰略性需求，農光互補産業在我國市場(chǎng)前景仍然極其廣闊。按照我國農光互補行(xíng)業發展趨勢，當前光伏農業投資與光伏農業産出逐漸趨向成本利潤平衡點，有(yǒu)望在“十四五”期末達到萬億元市場(chǎng)規模。随着農業設施化、自動化、數(shù)字化發展與分布式光伏産業更趨成熟，在農業高(gāo)質量發展拉動與成本降低(dī)推動的雙重作(zuò)用下，我國将會(huì)湧現出一批農業光伏新能源公司和(hé)光伏農業綜合運營服務商，這其中也蘊含着巨大(dà)的投資發展機遇。

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