オーストリアは農地の5～16％を利用して90TWhの農業発電を利用できる可能性がある

オーストリアのウィーン天然資源生命科学大学が率いる研究グループは、太陽光発電と農業生産の両方の収益性評価を組み合わせて、国内の農業発電設備の可能性に関する技術経済分析を実施しました。{0}

「私たちの論文は、私たちの知る限り、気候変動の影響を含む国全体のレベルでの太陽光発電と農業システムの農業生産高の両方のシミュレーションを組み合わせた初の統合フレームワークを提示しています」と担当著者のイザベル・グラブナー氏はpv誌に語った。 「私たちの調査では、農地での太陽光発電の拡大によるオーストリアの作物生産量の減少を調査しました。

「私たちは、気候中立性の目標を達成するために必要なアグリボルタ発電と一般的な地上設置型太陽光発電設備の積極的な導入を比較しました」とグラブナー氏は付け加えました。{0} 「さらに、農業発電の下での気候変動適応効果は限定的であることが示されましたが、後者の結果は国固有だけでなく、選択した作物にも大きく依存します。」-

分析を実施するために、チームはモジュラー シミュレーション フレームワークを使用し、利用可能な場合は確立されたソフトウェアを採用し、必要に応じて新しいソリューションを開発しました。このフレームワークは、GPL ライセンスに基づいてオンラインで入手できます。研究者らは、政策-統合気候モデル（EPIC）からの EU データを使用して、まず農業利用に適した地域を分類し、最小接続農地面積 1 ヘクタール、最大平均傾斜度 20 度、最大標高海抜 1,950 m などのフィルターを適用しました。

発電は、1 km グリッド上の気候シミュレーションからの全球水平日射量 (GHI) データを使用して、PVlib でシミュレーションされました。 EPIC は、毎日の時間ステップと 1 km × 1 km の空間解像度で、主要な環境プロセスと植物の成長を区画レベルでモデル化するために使用されました。このシナリオには、エンドウ豆、大豆、ジャガイモ、アルファルファ、夏大麦、オート麦などの作物について、環境条件と輪作などの管理慣行との間の相互作用が組み込まれています。

気候データは 1981 年から 2020 年までの観測と 2031 年から 2070 年までの予測に基づいています。 2 つのベースライン シナリオがテストされました。太陽光発電システムを使用しない農業生産と、農業を使用しない地上設置型 PV です。{4}}農業シナリオには、設置高さ約 10 m の南向きの頭上高床式システム、列間隔 10 m で 2 枚の両面パネルを垂直に積み重ねた垂直両面発電システムが含まれていました。各システムは、低コスト、中コスト、高コストのシナリオで評価されました。

分析の結果、オーストリアでは地上設置型太陽光発電システムが 1,173 MWh/ha、高床式農業発電システムが 684 MWh/ha、垂直型農業発電システムが 373 MWh/ha の電力を発電していることがわかりました。{0}農業生産のみに対する利益率は、垂直システムでは 10:1 から 50:1、高床式システムでは最大 60:1、地上設置型 PV では最大 100:1 の範囲でした。-

「すべての気候中立シナリオの上限である耕作地での太陽光発電による年間90TWhの発電量を達成するには、総作付面積の5%～16%の量が必要である」と研究チームは結論付けた。 「必要な面積と収量のシミュレーションによる減少は、オーストリアの作物生産の損失が2%から6%に達することを示唆しています。観察された範囲の下限で生産損失を達成できるのは農業システムだけです。農業システムの気候変動適応効果はわずかです。」

研究結果は、Renewable Energy 誌に掲載された「オーストリアにおける農業発電設備の技術経済的可能性」でご覧いただけます。{0}オーストリアのBOKU大学と連邦農業経済研究所の研究者がこの研究に参加した。