光伏農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展探討

何勇

摘要 介紹了光伏農(nóng)業(yè)設(shè)施的主要模式及其優(yōu)缺點，闡述了光伏農(nóng)業(yè)的產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢與特點，分析了光伏農(nóng)業(yè)發(fā)展存在的問題，并提出了相應(yīng)的發(fā)展對策，以促進光伏和農(nóng)業(yè)2個產(chǎn)業(yè)的有機結(jié)合。

關(guān)鍵詞 光伏農(nóng)業(yè)；設(shè)施模式；產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢；問題；發(fā)展對策

中圖分類號 S625 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2017）07-0185-02

光伏農(nóng)業(yè)是近年來在國內(nèi)外新興的一種產(chǎn)業(yè)模式，是通過在農(nóng)業(yè)設(shè)施棚頂安裝太陽能組件發(fā)電、棚下開展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的形式，將光伏發(fā)電與農(nóng)業(yè)設(shè)施有機結(jié)合，以期達到“1+1>2”的產(chǎn)業(yè)融合效果。同時，光伏農(nóng)業(yè)也極大地吸收了最新的光伏與農(nóng)業(yè)技術(shù)，有效促進了2個產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展與技術(shù)進步。在經(jīng)營模式上，除了基本的光伏發(fā)電與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)外，還可結(jié)合觀光采摘、鄉(xiāng)村旅游、民俗文化游、科普基地、田園景觀等形式，提高單位土地的收益，最大限度地利用土地資源，增加生態(tài)效益和社會效益，提高農(nóng)民收入，有效帶動地方經(jīng)濟發(fā)展。

1 光伏農(nóng)業(yè)設(shè)施的主要模式及其優(yōu)缺點

1.1 光伏春秋大棚

光伏春秋大棚是將太陽能組件支架立于春秋大棚的北側(cè)，使組件發(fā)電與棚內(nèi)種植生產(chǎn)互不干擾，達到有機結(jié)合。一般情況下，太陽能組件支架高度在5.3 m左右，遠高于正常春秋大棚（3.0～3.2 m）的高度，為避免南側(cè)組件對北側(cè)大棚及太陽能組件遮擋，需要加大南北方向春秋大棚的間距，造成大棚建設(shè)土地利用率降低；同時，為了有效利用土地，太陽能組件支架與大棚結(jié)合緊密，在極端天氣條件下，組件板上降雨沖刷、板上融雪沖壓會對大棚棚膜及棚架造成破壞；此外，為了定期清洗太陽能組件，也需要在大棚南側(cè)預(yù)留水車通行道路，降低了土地種植利用率。

1.2 光伏日光溫室

光伏日光溫室分為架式與平鋪式光伏日光溫室，架式光伏日光溫室是將太陽能組件支架立于日光溫室的北側(cè)，使組件發(fā)電與棚內(nèi)種植生產(chǎn)互不干擾。一般情況下，日光溫室太陽能組件支架高度在6.2 m左右，遠高于正常日光溫室脊高（3.4～4.8 m）的高度，為避免南側(cè)太陽能組件對北側(cè)溫室及組件遮擋，需加大南北方向溫室間距，造成溫室建設(shè)土地利用率降低。同時，因支架防風、建造成本、組件維護等考慮，架式光伏日光溫室的脊高一般就低不就高[1]。

平鋪式光伏日光溫室是將太陽能組件在日光溫室棚體頂部或棚體坡面上間隔安裝，以保證棚下作物有足夠的受光率，滿足作物光合作用的需求，棚體建設(shè)與棚間距可基本按常規(guī)日光溫室設(shè)計，土地利用率與常規(guī)日光溫室基本相同。同時，為滿足棚下作物光合作用的需求，一是太陽能組件要有一定的透光率，一般為10%～40%，降低了單位面積太陽能組件的光轉(zhuǎn)化率；二是太陽能組件要在棚體上間隔安裝，不能滿棚鋪裝，影響了單棚發(fā)電量。

1.3 光伏聯(lián)棟溫室

光伏聯(lián)棟溫室是以一定透光率的太陽能組件安裝在連棟溫室的南坡，適合喜陰與耐陰作物的生長，特別適合發(fā)展食用菌產(chǎn)業(yè)。光伏聯(lián)棟溫室所用覆蓋物南方地區(qū)多用棚膜或PO膜，北方多用PC板或浮法玻璃。

常規(guī)聯(lián)棟溫室一般是東西排跨、南北開間，而光伏聯(lián)棟溫室因太陽能組件采光及結(jié)構(gòu)需求，一般是南北排跨、東西開間，棚內(nèi)如種植高秧作物會影響采光或通風[2]。

1.4 牧光互補設(shè)施

牧光互補設(shè)施是將太陽能組件安裝在開放式或封閉式的聯(lián)棟框架結(jié)構(gòu)上，框架下進行畜牧或禽類養(yǎng)殖，框架高度可根據(jù)養(yǎng)殖需求進行設(shè)計，一般在1.5 m以上，能起到遮蔭避雨的效果，單位面積土地利用率與投資效能高。

1.5 漁光互補設(shè)施

漁光互補設(shè)施是通過打樁將太陽能組件架設(shè)在湖泊、魚塘、灘涂濕地等水面上，太陽能組件組成開放式矩陣，組件支架要與水面保持一定的距離，以免影響魚類生長及養(yǎng)殖作業(yè)。該模式能提升湖泊、魚塘、灘涂濕地等水面資源的使用效能與經(jīng)濟效益，開拓了光伏發(fā)電的新模式，豐富了光伏發(fā)電與農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)合的內(nèi)涵，真正實現(xiàn)了“1+1>2”的產(chǎn)業(yè)融合效果。

該模式太陽能組件的遮蔭會降低水體溫室效果、削弱水下植物的光合作用、降低水體含氧量，造成個別魚種生長緩慢，如果水體深度不夠，甚至會造成在北方地區(qū)難以越冬。

2 光伏農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的優(yōu)勢與特點

2.1 優(yōu)勢

以棚頂發(fā)電、棚下種植為主要結(jié)構(gòu)特征的光伏農(nóng)業(yè)概念一經(jīng)提出，立即受到了全世界的廣泛關(guān)注，在中國也得到了迅猛發(fā)展，光伏農(nóng)業(yè)廣泛地融入了現(xiàn)代工業(yè)、農(nóng)業(yè)、生物、信息、管理等多學(xué)科的先進技術(shù)與理念，將第一、二、三產(chǎn)業(yè)高效結(jié)合，在不改變土地性質(zhì)、節(jié)約土地資源的前提下使光伏發(fā)電與農(nóng)業(yè)融合發(fā)展，開創(chuàng)了新型產(chǎn)業(yè)模式。

2.2 特點

（1）土地利用率高。光伏農(nóng)業(yè)項目不額外占用耕地，不改變土地使用性質(zhì)，在同一片土地上實現(xiàn)光伏發(fā)電與農(nóng)業(yè)并行發(fā)展，可以節(jié)約土地資源，實現(xiàn)土地增值，屬于高效的設(shè)施農(nóng)業(yè)項目。

（2）投資與生產(chǎn)規(guī)模大，對運營與管理的要求高。光伏農(nóng)業(yè)項目的投資總額、占地面積、生產(chǎn)規(guī)模都遠高于一般的農(nóng)業(yè)項目，對農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的制度建設(shè)、生產(chǎn)技術(shù)水平、過程管理、成本控制、銷售渠道的建立與穩(wěn)定都提出了更高的要求與標準，這樣企業(yè)才能獲得穩(wěn)定的預(yù)期收益，得到長足發(fā)展[3]。

（3）適宜采用現(xiàn)代高新技術(shù)進行規(guī)?；a(chǎn)與運營。光伏農(nóng)業(yè)因其投資、生產(chǎn)規(guī)模大，投資回收與運營成本壓力大，同時因其設(shè)施設(shè)備規(guī)范、占地面積大，便于將現(xiàn)代農(nóng)業(yè)工程技術(shù)、生物技術(shù)、生產(chǎn)技術(shù)、信息技術(shù)、電站運營與管理技術(shù)等融入光伏農(nóng)業(yè)的設(shè)計與日常生產(chǎn)運營中，適合規(guī)?；l(fā)展高端無公害有機農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)，再結(jié)合品牌化運營，能將現(xiàn)代科技的優(yōu)勢發(fā)揮出來，大幅提升運營效率與市場影響力，提高產(chǎn)品附加值，克服產(chǎn)業(yè)短板，這樣才能按預(yù)期收回投資、獲取收益，支撐高額投資與運營成本。

（4）光伏農(nóng)業(yè)設(shè)施使用年限長。光伏農(nóng)業(yè)大棚使用年限一般要求25年，比傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)大棚使用時間長，一方面可以充分發(fā)揮設(shè)施的使用效能，降低年攤銷成本，另一方面適宜開展生長周期長、附加值高的作物生產(chǎn)。

（5）適合電網(wǎng)達不到的偏遠地區(qū)發(fā)展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。在國家電網(wǎng)達不到、沒有電力供應(yīng)的地區(qū)，可發(fā)展光伏農(nóng)業(yè)大棚設(shè)施，既可滿足灌溉、照明、溫控、補光等農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用電需求，也可帶動地方經(jīng)濟發(fā)展、增加農(nóng)民收入、降低貧困人口。

（6）部分棚型與地區(qū)太陽能組件對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生一定影響。太陽能組件平鋪在溫室頂部，或溫室坡面的棚型不利于采光，或區(qū)域光照資源不充足，均會造成棚內(nèi)光照條件不均勻或相對較弱，對棚內(nèi)作物生長會產(chǎn)生一定影響。同時，太陽能組件在工作狀態(tài)下可產(chǎn)生熱量，在冬季可提升棚內(nèi)溫度，但在夏季會造成棚內(nèi)溫度過高，作物越夏困難。

3 光伏農(nóng)業(yè)發(fā)展存在的問題

近幾年，光伏農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)獲得了快速發(fā)展，光伏農(nóng)業(yè)設(shè)施與生產(chǎn)模式也不斷豐富、完善，光伏農(nóng)業(yè)項目的前期設(shè)計、標準化施工、光伏與農(nóng)業(yè)相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用與融合都獲得了實質(zhì)性發(fā)展，國家相關(guān)政策的支持力度也逐步加強，但是從整體上講，我國光伏農(nóng)業(yè)的發(fā)展仍處于起步階段，還有不少問題亟待解決，未來還有很長的路要走。

3.1 缺乏成熟的理論體系

光伏農(nóng)業(yè)沒有成熟系統(tǒng)性的產(chǎn)業(yè)研究成果與體系，商業(yè)模式、盈利模式、運營模式、管理模式、融合發(fā)展等還處在探索與發(fā)展階段。

3.2 光伏與農(nóng)業(yè)的融合還處于探索階段

目前，多數(shù)光伏農(nóng)業(yè)項目光伏與農(nóng)業(yè)并沒有真正融合，不是光伏企業(yè)搞農(nóng)業(yè)，就是農(nóng)業(yè)企業(yè)在做光伏，光伏農(nóng)業(yè)企業(yè)的發(fā)展戰(zhàn)略、光伏與農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)布局、業(yè)務(wù)比重、管理制度、業(yè)務(wù)流程、人員配置等還停留在或者偏重在企業(yè)的第一產(chǎn)業(yè)（光伏或農(nóng)業(yè)），并沒有將2個產(chǎn)業(yè)真正地同等對待，沒有根據(jù)2個產(chǎn)業(yè)的特點與實際，分別制訂、建立可行的發(fā)展戰(zhàn)略、制度體系、專業(yè)團隊，或者更高層級地建立可充分兼顧、推動、管控光伏與農(nóng)業(yè)2個產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的制度系統(tǒng)與專業(yè)團隊。只有做到這些，光伏農(nóng)業(yè)才有真正發(fā)展與成功的可能性[4]。

3.3 光伏農(nóng)業(yè)政策還需要進一步明確與豐富

國家對光伏農(nóng)業(yè)的優(yōu)惠政策還是停留在單一針對光伏發(fā)電或者農(nóng)業(yè)上，沒有針對光伏農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)融合的相關(guān)優(yōu)惠政策。而光伏農(nóng)業(yè)的健康發(fā)展，絕不是僅對單一產(chǎn)業(yè)的扶持，更需要系統(tǒng)性、綜合性的支持與推動。

3.4 光伏農(nóng)業(yè)項目用地自然條件相對較差

因國家土地政策的要求，光伏農(nóng)業(yè)項目不能占用基本農(nóng)田，只能在一般農(nóng)田等自然條件相對較差的土地上開展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，這類土地種養(yǎng)殖條件比基本農(nóng)田差，有些甚至水質(zhì)或水源都難以保障，造成農(nóng)業(yè)生產(chǎn)投入大，產(chǎn)量及品質(zhì)不高，農(nóng)業(yè)部分效益不理想。

3.5 光伏農(nóng)業(yè)項目管理層級多，結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜

光伏農(nóng)業(yè)項目跟常規(guī)農(nóng)業(yè)項目比投資較大，管理層級多，管理人員數(shù)量大，人工效能不高，管理效率低，不能真正滿足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的實際需求。

3.6 光伏農(nóng)業(yè)項目投資建設(shè)速度快，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與團隊建設(shè)滯后

光伏農(nóng)業(yè)項目推進速度快，分布范圍廣，統(tǒng)一管理難度大，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與經(jīng)營風險高。常規(guī)農(nóng)業(yè)項目是首先在一個地點啟動生產(chǎn)，在主要生產(chǎn)品種、生產(chǎn)技術(shù)、管理制度與體系流程、銷售渠道等方面逐步成熟與穩(wěn)定后，根據(jù)市場或企業(yè)發(fā)展的需要，在同地或異地逐步擴大生產(chǎn)規(guī)模，新增產(chǎn)能能夠使用或借用原有管理與銷售體系，企業(yè)生產(chǎn)與經(jīng)營風險低。而光伏農(nóng)業(yè)的發(fā)展與項目地點的選擇很大程度上受光資源、國家政策導(dǎo)向、各地光伏發(fā)電政策、企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略等諸多因素的影響，造成光伏農(nóng)業(yè)項目建設(shè)、啟動速遞快、分布廣、土壤氣候條件差異大，而農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)水平、體系建設(shè)、團隊建設(shè)、銷售渠道、發(fā)展方向、戰(zhàn)略規(guī)劃等遠遠跟不上項目建設(shè)的速度與需求，造成農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、銷售與管理易出現(xiàn)混亂局面。

4 產(chǎn)業(yè)發(fā)展對策

（1）建議國家農(nóng)業(yè)、能源部門、相關(guān)科研機構(gòu)、協(xié)會、企業(yè)設(shè)立專項資金，深入系統(tǒng)地研究光伏農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略發(fā)展方向、運營規(guī)律、系統(tǒng)性行業(yè)標準及相關(guān)問題的解決措施，奠定光伏農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)健康融合發(fā)展的理論基礎(chǔ)。

（2）光伏農(nóng)業(yè)企業(yè)應(yīng)依據(jù)光伏與農(nóng)業(yè)融合發(fā)展的產(chǎn)業(yè)特點與實際情況，結(jié)合企業(yè)項目分布區(qū)域、各區(qū)域氣候等自然條件、項目地政府的政策導(dǎo)向、國內(nèi)外農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)情況等綜合因素，組織專業(yè)團隊深入分析、研判、制訂企業(yè)戰(zhàn)略規(guī)劃，明晰各自的發(fā)展方向。

（3）光伏農(nóng)業(yè)企業(yè)應(yīng)結(jié)合自身發(fā)展需求、產(chǎn)業(yè)分布情況、戰(zhàn)略發(fā)展方向，分別建立能夠有效監(jiān)督管理協(xié)調(diào)光伏發(fā)電與農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的制度體系、管理流程、專業(yè)團隊，使2個產(chǎn)業(yè)的管理與專業(yè)團隊在獨立運行的基礎(chǔ)上，能夠相互支撐、融合發(fā)展。

（4）針對光伏農(nóng)業(yè)項目土地等自然條件不足的問題，光伏農(nóng)業(yè)企業(yè)應(yīng)加大現(xiàn)代光伏與農(nóng)業(yè)高新技術(shù)的引進力度與研究，通過現(xiàn)代科技的應(yīng)用與創(chuàng)新，引入先進的管理理念，開展規(guī)?；默F(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，向科技、管理、規(guī)模要效益，不斷增強企業(yè)發(fā)展后勁。

（5）光伏農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)要重視、秉承清潔、生態(tài)、有機、安全的發(fā)展理念，通過種植、養(yǎng)殖過程的全程監(jiān)控，采取標準化的生產(chǎn)與控制流程，通過科技手段，生產(chǎn)安全放心的農(nóng)產(chǎn)品，并適時開展品牌化運營，提升農(nóng)產(chǎn)品的附加值與知名度。

（6）要重視專業(yè)團隊建設(shè)、人才的引進與培養(yǎng)。光伏與農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)要有各自獨立的管理與生產(chǎn)團隊，不能一支隊伍管兩塊業(yè)務(wù)，甚至外行管專業(yè)的事，真正做到專業(yè)人士負責專業(yè)的事，規(guī)避生產(chǎn)與運營的人為風險。

（7）農(nóng)業(yè)不同于光伏產(chǎn)業(yè)，很多生產(chǎn)、管理、產(chǎn)品品質(zhì)、銷售過程與環(huán)節(jié)難以進行有效的管控與標準化，管理者的個人經(jīng)驗、專業(yè)技術(shù)水平、責任心、管理水平、對企業(yè)的忠實度等對生產(chǎn)銷售過程與結(jié)果影響巨大，應(yīng)適時開展農(nóng)業(yè)績效考核制度，調(diào)動生產(chǎn)人員與銷售人員的積極性，推動光伏農(nóng)業(yè)企業(yè)良性發(fā)展。

（8）注重規(guī)避農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與經(jīng)營風險，特別是光伏企業(yè)在開展農(nóng)業(yè)項目的初期要注意把控農(nóng)業(yè)項目的推進速度與規(guī)模，避免盲目冒進。要將農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)放到與光伏產(chǎn)業(yè)同等重要的位置，在農(nóng)業(yè)團隊建設(shè)、制度體系、管理流程、生產(chǎn)技術(shù)與管理水平、銷售渠道、自然條件改良等方面沒有成熟完善之前，不宜同時異地多點大規(guī)模建設(shè)光伏農(nóng)業(yè)項目、啟動農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。

（9）要研究設(shè)計將多個光伏農(nóng)業(yè)基地統(tǒng)一協(xié)調(diào)發(fā)展，降低生產(chǎn)與運營成本，提升產(chǎn)品供應(yīng)能力，延長供應(yīng)時間，擴大市場占有率，提升規(guī)模效益。

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