板上發電,板下種田:光伏農業為什麼難發展?

作者:孔令鈺@食通社

編輯:澤恩@食通社

圖片:除特別署名外,均為作者提供

原文標題:《只見光伏,不見農業:光伏農業的神話與現實》

板上發電、板下種植,一塊土地長出兩份收入——「光伏農業」宣稱可實現清潔電力、土地高效利用、農業現代化和鄉村發展等多重效益,常常被視為同時解決食物、能源和氣候問題的多贏技術創新。

據學者統計,過去十多年間,光伏農業在中國實現了指數級的增長規模:從2011年僅有兩個項目併網,到2021年已有四百多個擬建或已併網項目遍佈全國,裝機量超過40GW。

山東中部某縣的果園和耕地被徵用後用於發展光伏農業,徵用後部分土地已經撂荒,長滿了野草|食通社讀者

但當鏡頭拉近到土地,便會發現絕大多數項目只見光伏,沒有農業——被光伏板遮蔽的地塊往往撂荒或低產。

以山東省西部某縣的光伏農業項目為例,公司在1000多畝的耕地上建起460個光伏大棚,每年穩定產電上網6000萬度,然而只有極少幾個大棚被租給村民養家禽或儲物,其餘全部閒置。

這種名為綠色發展、實則掠奪土地的光伏農業項目,在國內並非個例。為什麼這些光伏農業沒能實現最初承諾的多重效益?以綠色發展為名的光伏農業,究竟是在助農還是阻農?

光伏農業

光伏農業:

當產能過剩撞上綠色轉型

2013年後,光伏農業開始在我國中東部地區大規模鋪開,原動力並不是農村社區或農業對新能源的需求,而是為了消納國內過剩的光伏產能。

2000年後,歐美國家對清潔能源的政策和補貼支持刺激了中國的光伏製造業蓬勃發展。2011年前,95%的光伏元件皆出口海外。2011年,中國光伏元件的產量佔到全球總產量近80%,堪稱絕對意義的世界第一。

很快,美國和歐洲先後啟動了對中國光伏產品的「雙反」調查,並開始徵收高額的反傾銷稅和反補貼稅。為了給光伏產能尋找新出路,中國政府連續出臺減稅、簡化項目審批、投資補貼等多重政策,鼓勵國內的光伏電站建設。光伏企業則抓住機遇,開始了新一輪的跑馬圈地。

華北平原霧霾掀起國內能源綠色轉型的政治風向,地方政府產業升級的需求與光伏產能轉移一拍即合。圖為2011年12月北京朝陽區霧霾實景。|©️綠色和平/Wang Yi Kun

光伏發電需要充足的光照資源和大面積平坦土地。理論上說,人少地多、光照充足的西部地區是發展光伏的理想場所,但受限於消納和輸電障礙,早年間西部地區光伏發展得並不順利。據綠色和平報告,2016年上半年,我國光伏「棄光」現象主要發生在西北五省,其中新疆和甘肅的棄光率分別達到了33%和32%。

於是政策開始鼓勵在土地緊俏的中東部地區發展分散式光伏項目,那麼企業就必須想辦法和已有的產業相結合,讓有限的土地資源產生多重效益,「光伏+」模式應運而生。

屋頂、汙水坑上都可以架設光伏板,「光伏+」還可與漁業、治沙、牧業等相結合。過去十年間,真正大規模鋪開的是光伏+種植/漁業/林地。左圖:hakunamatata 右圖:食通社

華北電力大學人文與社會科學學院副教授呼佔平向食通社表示:「前些年各級政府對分散式光伏發電支持力度很大,每度0.5元左右的補貼比比皆是,有些地方的補貼額度疊加起來甚至能達到每度1元。」

研究發現,中節能在陝西渭南市的全資子公司20MW光伏農業項目即享受了充分的政策優待:作為縣政府招商引資的第一家央企,該項目前三年1000多畝土地的流轉費用280餘萬元由政府全額補貼,並享受稅收「三免三減半」的優惠;上網售電標杆價格為每度1元,國家能源局給予每度0.6654元的全週期、全電量度電補貼,享受期限25年,每年售電和補貼收入接近4700萬元。

「所以哪怕遇到巨大的土地流轉阻力,光伏企業依然有極大驅動力做這件事,在一定程度上成為2013年以來我國光伏農業熱潮的重要推動力。」呼佔平說。

光伏農業

光伏+大棚:農光難互補

光伏農業項目在全國一路綠燈、高歌猛進的時期,其商業模式被包裝為一個美好的故事:農民將土地流轉給光伏農園,獲得租金收入,同時可以進入農園工作,即可獲得兩份收入。

農民熟悉了大棚日常運作後,還可自己租大棚,身份升級為「農業創客」:棚頂光伏板可以為大棚提供免費電力,其餘電量賣給國家電網,大棚承包者根據公司的技術指導和訂單要求種植有機蔬菜,以高於市場價的方式銷售給公司,經濟效益是同等面積大棚的好幾倍。

但事實上,這一場景很難在現實中見到。

首先,萬物生長靠太陽,光伏不僅和農業爭地,也搶光。

呼佔平在山東壽光發現,小農戶並不願意在自家大棚頂上裝光伏,一是嚴重影響西紅柿、黃瓜等蔬菜生長,二是投資和維護的成本太高,他們既無意願、更無能力來承擔。

因此,光伏企業往往選擇為了光伏新建大棚,適種的作物種類只限於喜陰的綠葉蔬菜、蘑菇等。然而,「在光伏大棚裡實現農業生產效益是很難的,我在實地還沒見過成功的案例。」呼佔平說。

過去兩年間,清華大學社會科學學院能源轉型與社會發展研究中心在站博士後陳靖調研了北京、山東、江蘇、廣東等地的光伏大棚,也發現很多棚內撂荒。

「前幾年光伏+大棚概念炒得很火,很多地方都建了,扎堆去種一些經濟作物,比如蘑菇。」她說,蘑菇產量上去了,但價格卻下跌,收益較低甚至虧損,很多人又不願意種了。

新華社報道浙江某地的「菌光互補」光伏農業項目,圖中菇農正在檢查菌棒刺孔情況|網頁截圖

在她看來,問題在於光伏企業一般不懂農業,為了拿到光伏指標而強搞農業,然後發現並不能可持續地盈利,農用地的性質又限制了其他用途,所以乾脆就撂荒了。

文章開頭提到的山東省光伏農業項目亦是一例。該項目最初聲稱每年計劃發電量超過1億度、棚內種植7萬噸蘑菇、飼養15萬隻鵝、為當地提供穩定就業崗位500多個。但由於設計缺陷,冬季棚內溫度不足,無法種植蘑菇及養鵝,造成絕大多數大棚空置。

許多光伏農業項目也在積極發展農業旅遊觀光。2017年,上文提到的渭南光伏農業項目通過春夏季採摘為公司帶來每月15000多元的收入,但與售電收入及政策優惠相比依然九牛一毛|網頁截圖

陳靖並非沒有見過成功運轉的案例:安徽某光伏大棚試驗項目,通過在光伏板間安裝特殊的玻璃材料和補光燈技術,讓太陽光在大棚裡均勻分佈,可保證棚內作物產量不低於露天種植產量。但分光玻璃引自國外,成本高昂,目前在國內還難以大規模推廣。

在陳靖看來,光伏農業的粗放發展還和標準空白有關。

「德國已經在立法層面規範光伏農業的高度、遮光比例、農作物產出等,如果企業要做,就必須遵守一定的行業標準。目前我們也正在研究制定光伏農業的標準。」

標準最起碼要考慮:第一,種什麼,才能適合當地的氣候、土壤和水分;第二,設計光伏板的高度、遮擋面積等參數時,如何一開始就把農業協同進去。

光伏農業

佔用耕地,光伏阻農?

為一路狂飆的光伏農業踩下剎車的,還有近年來屢屢收緊的耕地紅線和糧食安全政策。

原則上,政策鼓勵利用廢棄土地、荒山荒坡以及農業大棚等場地建設光伏項目,此類用地也符合土地高效利用的原則。早年間,光伏電站以集中式為主,分佈在西部大面積荒地上,比如戈壁灘。

河北內蒙一帶山坡上的光伏板|食通社

河北內蒙一帶山坡上的光伏板|食通社

但西部並沒有足夠的用電行業來消納新能源電力,遠距離輸電條件亦不成熟,一度發生過大規模「棄風棄光」事件,因此2013年後,光伏企業開始掉頭向東發展。

過去十年間,在地方政府的支持下,光伏企業佔用耕地甚至基本農田的情況時有發生。

2023年8月,中國學者李仲玢等人發表在《科學》雜誌上的文章《太陽能項目使糧食安全面臨風險》指出:光伏電站的空間擴張正在侵佔農田。資料表明,僅2017年一年,中國糧食主產區——華北平原就新建了約100平方千米光伏板,超過北京市東城區和西城區土地面積之和。

2023年3月,自然資源部聯合林草局、能源局發佈《關於支持光伏發電產業發展規範用地管理有關工作的通知》,明確提出光伏方陣不得佔用耕地。此後多個省份陸續發佈最新的光伏規範用地管理細則,並開始排查光伏佔用耕地的問題。

據《第一財經日報》報道,某地級市的2022年光伏電站項目涉及佔用耕地數百畝,其中還有一部分涉及永久基本農田,最終部分項目被拆除|《第一財經日報》官網

這些年來,為了讓光伏項目通過審批,政府在收穫時節拔掉莊稼、任荒草生長,好將耕地包裝成棄田的荒唐事件時有發生。期間,強迫村民簽訂土地租賃合同、甚至直接強佔土地的事件也屢見不鮮。

以河北省石家莊市行唐縣上碑鎮為例:2022年4月,距離麥收還有一個月,光伏公司在尚未簽訂土地租賃合同的情況下,將幾十畝麥田剷平,與村民發生肢體衝突。

呼佔平坦言,他在山東、河北、河南等地調研中,發現絕大多數光伏農業都存在佔用耕地排斥小農的現象,唯一例外是山東濟寧一處煤礦塌陷區。

由於礦坑積水無法發展農業,多年來農民只能從煤礦公司獲得微薄的補償款。後來光伏公司在水塘上架設光伏板,號稱漁/農光互補,會再付給農民一筆土地租金。本地農民也可以承包水塘來養魚。

既然土地已經失去了耕種價值,那麼多一點租金收入總是件好事。在呼佔平看來,這是他見到的農民相對滿意的一個案例,但是,「僅僅是土地租金的增加,尚未帶動村莊整體的發展,比如促進一些產業。」

2017年天津某汙水坑上的光伏項目。當時正處於「光伏+」快速擴張時期,每一寸可以架設光伏板的地塊對企業都充滿了吸引力。

陳靖在廣東臺山看到了相似的故事。企業將多個廢棄的灘塗、小型魚塘租下來,改造成大型連片魚塘,發展光伏+漁業+觀光,飼養對斑蝦、魚類,吸引遊客前來垂釣,農民從中獲得地租收益。

「農民不再種地或養魚了,因為收益太低。不只是廣東,我們在山東、江蘇也看到了農民不再務農的現象。」陳靖說。

光伏農業

農民需要什麼樣的光伏農業?

在糧食安全和耕地紅線等自上而下的治理思路以外,受到直接影響的農民群體,始終處於失地且失語的境地。

光伏農業對農民來說意味著什麼?農村社區又需要怎樣的光伏農業?

「目前看來,農戶在光伏項目中更多地受益於租地的租金。但在農業生產方面,實際是農業公司或者光伏公司在獲益。」陳靖說。

她在調研中發現,大部分光伏農業項目和當地農民的互動並不多,只偶爾有一些農民作為農工被招進園區幹活,因為大部分農民不具備參與光伏農業的能力。

還以光伏+大棚為例。事實上,很多農民連大棚種植技術都不掌握。「我們去天津南部地區,當地村民自己做大棚實驗,但由於缺乏對二氧化碳濃度和溫度控制的知識,種植還是失敗了。」陳靖說。

食通社近期文章《小農戶為什麼不願意種大棚蔬菜?》也詳細分析了小農戶如何被攔在大棚蔬菜的技術門檻之外。大棚再疊加上光伏,普通農戶操作的難度就更高了。

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