A Áustria poderia aproveitar 90 TWh de energia agrovoltaica usando 5–16% das terras agrícolas

Um grupo de pesquisa liderado pela Universidade de Recursos Naturais e Ciências da Vida da Áustria, em Viena, conduziu uma análise tecno-econômica do potencial das instalações agrovoltaicas do país, combinando avaliações de lucratividade para geração solar fotovoltaica e produção agrícola.

"Nosso artigo apresenta, até onde sabemos, a primeira estrutura integrada que combina a simulação da geração de eletricidade fotovoltaica e da produção agrícola para sistemas agrovoltaicos no nível de um país inteiro, incluindo os impactos das mudanças climáticas", disse a autora correspondente Isabelle Grabner à revista pv. “Na nossa investigação, investigámos as reduções na produção agrícola na Áustria devido à expansão da energia solar fotovoltaica em terras agrícolas.

"Comparamos a implantação agressiva de sistemas agrovoltaicos e instalações fotovoltaicas típicas-montadas no solo, necessárias para atingir as metas de neutralidade climática", acrescentou Grabner. "Além disso, demonstrámos efeitos limitados de adaptação às alterações climáticas no âmbito da agricultura voltaica, mas os últimos resultados são altamente dependentes das culturas escolhidas, bem como das especificidades do país."

Para conduzir a análise, a equipe utilizou uma estrutura de simulação modular, empregando software estabelecido quando disponível e desenvolvendo novas soluções conforme necessário. A estrutura está disponível online sob a licença GPL. Usando dados da UE provenientes do-modelo climático integrado de políticas (EPIC), os pesquisadores primeiro classificaram áreas adequadas para uso agrovoltaico, aplicando filtros como uma área mínima de cultivo conectada de 1 ha, uma inclinação média máxima de 20 graus e uma altitude máxima de 1.950 m acima do nível do mar.

A geração de eletricidade foi simulada com PVlib, usando dados de irradiação horizontal global (GHI) de uma simulação climática em uma rede de 1 km. O EPIC foi usado para modelar os principais processos ambientais e o crescimento das plantas no nível da parcela, com intervalos de tempo diários e uma resolução espacial de 1 km × 1 km. Os cenários incorporaram interacções entre as condições ambientais e as práticas de gestão, incluindo rotações de culturas, para culturas como ervilhas, soja, batata, alfafa, cevada de verão e aveia.

Os dados climáticos basearam-se em observações de 1981–2020 e em projeções de 2031–2070. Dois cenários de linha de base foram testados: produção agrícola sem sistema fotovoltaico e energia fotovoltaica-montada no solo sem agricultura. Os cenários agrivoltaicos incluíram sistemas sobre palafitas, voltados-ao sul, com uma altura de instalação de aproximadamente 10 m, e sistemas bifaciais verticais com uma distância entre fileiras de 10 m e dois painéis bifaciais empilhados verticalmente. Cada sistema foi avaliado em cenários de baixo, médio e alto custo.

A análise mostrou que, na Áustria, os sistemas fotovoltaicos{0}}montados no solo geram 1.173 MWh/ha, os sistemas agrivoltaicos sobre estacas 684 MWh/ha e os sistemas agrivoltaicos verticais 373 MWh/ha de eletricidade. As taxas de lucro relativas apenas à produção agrícola variaram de 10:1 a 50:1 para sistemas verticais, até 60:1 para sistemas sobre palafitas e até 100:1 para sistemas fotovoltaicos-montados no solo.

“Para atingir 90 TWh/ano de geração de eletricidade a partir de energia solar fotovoltaica em terras agrícolas, um limite superior em todos os cenários de neutralidade climática, é necessária uma quantidade de 5% a 16% da área total de cultivo”, concluiu a equipe. "As áreas exigidas e a redução simulada no rendimento implicam que a perda na produção agrícola austríaca atingiria 2%-6%. Apenas os sistemas agrivoltaicos podem atingir perdas de produção no limite inferior do intervalo observado. Os efeitos de adaptação às alterações climáticas dos sistemas agrivoltaicos são menores."

As descobertas da pesquisa estão disponíveis em "Os potenciais tecno-econômicos das instalações agrivoltaicas na Áustria", publicado na Renewable Energy. Pesquisadores da Universidade BOKU da Áustria e do Instituto Federal de Economia Agrícola participaram do estudo.