Tzv. boom solárních baronů na konci prvního desetiletí tohoto milénia způsobil na jednu stranu dramatický nárůst podílu obnovitelných zdrojů energie, na druhou ale přinesl spoustu problémů. Některé se týkají zábornů bonitní zemědělské půdy. Od té doby panuje společenský konsensus, že „na poli se fotovoltaika stavět nemá“. Nový trend však přináší zvrat v tomto pojetí. Jedná se o kombinaci výroby elektřiny z fotovoltaických panelů spojenou se zemědělskou produkcí. Ve Francii, Holandsku, či Rakousku vznikají první úspěšné projekty. Trend se jmenuje agrivoltaika.
Využití bonitní zemědělské půdy na účel jiný, než je zemědělství, rozhodně není směrem, kterým by se zemědělští giganti jako Holadnsko (rajčata, maliny, ovoce) či Francie (vinná réva) chtěli vydávat. Přitom právě zde vznikají projekty, kdy se na polích objevují fotovoltaické panely. Jádro pudla je v tom, že tyto fotovoltaické panely nejenže neznemožňují, ale naopak zintenzivňují možnosti využití zemědělské půdy.
Bifaciální moduly
Jednou z možností využití fotovoltaiky a neznehodnocení zemědělské půdy jsou tzv. bifaciální moduly. Narozdíl od „klasických“, které známe z okolí našich měst, s horizontální polohou a orientací na jih, je poloha bifaciálních panelů vertikální (tvoří tedy jakousi stěnu). Tyto moduly jsou, jak jejich název napovídá, oboustranné. Jejich orientace je východo – západní, nejvíce elektřiny proto vyrobí ráno a v podvečer. Čili mohou dorovnávat potřebu výroby energie jako komplement s klasickými panely, které zase nejvíce vyrobí okolo poledních hodin.
Výhod bifaciálních modulů je ale ještě více. Především nezaberou více než 10% zemědělské plochy (některé studie hovoří i o pouhých 5%). Jsou od sebe umístěny dostatečně daleko tak, aby mezi nimi projel traktor či kombajn. Půda v jejich těsné blízkosti není rozorána a tím se začínají tvořit přirozené remízy umožňující zasakování vody a návrat biodiverzity. Rakouští sousedé například v nově vzniklých agrivoltaických projektech nalezli 13 druhů kobylek, kudlanky nábožné i vzácných druhů cvrčka malého či cvrčka zeleného. Objevil se i křeček evropský či ještěrka písečná. Heterogenní vegetační mozaika a střídání zastíněných a slunečných oblastí podporují migraci dalších druhů z okolních oblastí.
Možností zemědělského využití je tak téměř neomezeně: od „pouhého“ zpracování travního porostu ať již sekáním či spásáním, přes pěstování brambor, obilí, ale i ovocných stromů. Možností, která zasluhuje ve světě energetiky speciální pozornost, je kombinace bifaciálních modulů s tzv. energetickými polodinami, nejčastěji rychle rostoucími dřevinami pěstovanými pro produkci dřevní štěpky (a její následné zpracování pro výrobu energie, např. v kogeneraci elektřiny a tepla). V našich podmínkách se jedná o topoly, vrby, jasany, olše či lísky. Například z jedné sazenice topolu japonského je možné jednou za dva roky získat zhruba 35 tun biomasy. Nemusíme dodávat, že výhřevnost tohoto paliva srovnatelná s hnědým uhlím, ekologická stopa však ve stejném srovnání minimální (0,43 kg CO2 / kWh u hnědého uhlí vs. 0,02 u dřevní štěpky).
Horizontální stříškové moduly
Jinou variantou využití fotovoltaiky v zemědělství jsou fotovoltaické „stříšky“ opět nejčastěji s východo-západní orientací. Kromě výroby elektřiny samotné jsou výhodné v tom, že ochlazují rostliny a půdu pod nimi, ve spolupráci s rostlinami a kořenovými systémy pomáhají zastavit vodní erozi, a tvoří také fyzickou ochranu rostlin před krupobitím, deštěm, či mrazem.
Využívají se třeba v Holandsku pro pěstování rybízu, malin, rostou pod nimi ovšem i ovocné stromy, brambory, nebo celer. Setkat se s nimi můžeme ovšem po celém světě, od Číny přes Indii až po Portugalsko. Mohou stát na samostatné konstrukci či na konstrukci existujícího skleníku. Variantou je i vysoká konstrukce střechy, pod níž projede kombajn. Součástí mohou být okapy, které i svádí dešťovou vodu do retenční nádrže, z níž vedou rozvody kapénkové závlahy.
Ekonomický model
Na reálná data o ekonomické návratnosti se stále čeká z existujících projektů. Nicméně platí, že výnos z výroby elektřiny je v tomto případě kombinován s výnosem ze zemědělské činnosti. Klasická fotovoltaika má ověřený potenciál instalovaného výkonu zhruba 1,2 MWp na hektar (v našich klimatických podmínkách). Agrivoltaický projekt WienEnergie ve vídeňské čtvrti Donaustadt, který navíc vhodně rekultivoval prostory skládky odpadů, má instalovaný výkon 11,5 MWp na ploše jen o málo přesahující 12 hektarů. Je ale potřeba dodat, že se jedná o kombinaci klasických horizontálních panelů a pastvu stáda 150 ovcí, pro které nemuselo být vytvořeno žádné speciální zázemí. U „nejvíc trendy“ agrivoltaik, tedy vertikálních panelů, mezi nimiž se nechává prostor pro kombajn, se na konkrétní vyčíslení čeká – ovšem je jasné, že ve srovnání s „klasikou“ vyjde v tuto chvíli hůře. Na druhou stranu, po započítání zdroje příjmů se zemědělství se bude rozhodně jednat o ekonomicky pořád zajímavé řešení. Ze kterého navíc profituje vícero stran (ovšem na úkor maximální možné marže realizátora elektrárny).
Environmentální i ekonomicky racionální agrivoltaika
Agrivoltaika je tak environmentálně vítanou variantou instalace fotovoltaických elektráren na zemědělské plochy. Právě proto, že počítá s dvojím využítím zemědělské půdy. Kromě toho tvoří stálý příjem pro vlastníky pozemků, jimž i snižuje náklady na elektřinu. Samozřejmostí je, že mohou využít energii vyrobenou přímo na místě. Třeba pro dobití elektro-traktoru.
Prostřednictvím smluv typu PPA a sdílenou formou obchodování s elektřinou může dojít i k výrazným úsporám pro okolní obce a občany. Obce a místní komunita (občané, podnikatelé, zemědělci) by v tomto modelu měli usilovat o to, aby se stali spoluvlastníky (byť klidně minoritními) agrivoltaických elektráren. Aby mohli investovat do jejich výstavby výměnou za to, že jejich investovaná část vyrábí elektřinu přímo „pro ně“. Tím se připraví na systém, kdy bude sdílení elektřiny možné (narozdíl od dnešního modelu, kdy elektrárna musí prodat do sítě, z níž pak odběratel vykupuje elektřinu obohacenou o distribuční poplatek a marži obchodníka). Ve světě roku 2030 je představitelný například model, kdy 20% elektrárny na polích za obcí vlastní jejich občané a elektřinu z ní si přímo využívají pro své účely.
Pro konstrukce se dají použít vruty na železných tyčích místo betonových pilířů a ty umožňují v budoucnu (zpravidla se staví na 25 let) snadnější demontáž. To dodáváme proto, abychom zdůraznili, že se jedná opravdu o neinvazivní řešení, které půdu neznehodnocuje.
Bariéry trendu jménem agrivoltaika
Svět není nalakovaný na růžovo a to platí i o agrivoltaice. Nejčastěji uváděnou objektivní bariérou je ekonomika. Kostrukce i panely jsou v současnosti dražší než standardní systémy a výkon vertikálních panelů je o něco nižší než u zavedených horizontálních. Čistě ekonomicky uvažujícím investorům se tak stále ještě vyplatí ve srovnání s agrivoltaikou budovat fotovoltaiku klasickou (která pochopitelně nesmí být umístěna na zemědělské půdě s vysokou bonitou). Na druhou stranu, agrivoltaické ekonomické modely také nevycházejí špatně, zvlášť, když se přidá složka výnosů ze zemědělství. Ta je ale málokdy součástí investičního plánu.
Druhým typem bariér je (nikterak nečekaně) česká legislativa. V ní má agrivoltaika má stejný status jako klasická fotovoltaika. Uvažuje se o definici agrivoltaiky jako zemědělské stavby (podobně jako třeba skleník). Pro její instalaci by tak nebylo potřeba změny územního plánu. To by měla změnit novela zákona o ochraně zemědělského půdního fondu a sice zavedením definice agrivoltaiky. Nečeká se ale dřív než v červenci 2024.
Někdy se též setkáme s nevolí místních občanů. Zakládá se primárně na estetické rovině, která v souvislosti s energetickou krizí nabírá nižší roviny významnosti a sama o sobě je svou iracionalitou spekulativní. Neblahou stopu nese též vzpomínka na „éru solárních baronů“ a pomyšlení na to, že někdo se výrazně obohatí na úkor toho, že sousedům zkazí výhled ze zahrad. Proto platí, že sousedé z okolí by měli být do projektů agrivoltaiky zapojováni nikoliv jako pouzí „diváci“, ale jako členové komunit, kteří mají na stavbě majetkovou účast a výhody ve formě levnější elektřiny.
Věříme, že bariéry se podaří prolomit. Agrivoltaika je totiž budoucností – ovšem v takovém modelu, kdy z ní benefituje příroda, majitelé pozemků, ale díky levnější energii i občané a obce v okolí.
