Panele słoneczne na ziemi mogą zarówno zwiększyć naszą produkcję żywności, jak i zasilać nowe centra danych.

Użycie sztucznej inteligencji (AI) eksploduje. Według raportu branżowego, w 2025 roku ponad 50 proc. nowej treści internetowej zostało stworzonych przez AI. Obecnie trenujemy AI na treściach generowanych przez AI, co choć może obniżać wydajność, to tempo rozwoju jest nadal zawrotne. Cała ta AI zużywa dużo energii. Obciąża systemy elektroenergetyczne, podnosi rachunki za prąd i zakłóca planowanie dużych sieci energetycznych. Kryzys energetyczny związany z AI się pogłębia. Międzynarodowa Agencja Energetyczna przewiduje, że globalne zapotrzebowanie na energię elektryczną z centrów danych podwoi się do 2030 roku — do poziomu przekraczającego obecne zużycie energii w Japonii. Jednocześnie technologia solarna — wykorzystująca energię słoneczną do produkcji elektryczności — dostarcza najtańszej energii w historii naszej planety. Sektor ten rośnie w szybkim tempie. Jednak zarówno projekty solarne, jak i związane z AI, zagrażają zajęciem cennej ziemi rolnej, co wywołało protesty społeczne. Nowe badanie, którego byłem współautorem, wskazuje na 'agrivoltaik' — wykorzystanie ziemi zarówno do produkcji energii, jak i żywności — jako obiecujące rozwiązanie. W pierwszym tego typu badaniu stwierdziliśmy, że agrivoltaik jest realną drogą do zaspokojenia rosnącego zapotrzebowania na energię AI w USA, jednocześnie zwiększając produkcję żywności. W Kanadzie agrivoltaik mógłby wyprodukować wystarczająco dużo energii, aby całkowicie wyeliminować potrzebę paliw kopalnych w sieci energetycznej — na mniej niż 1 procenta ziemi rolnej kraju. Agrivoltaik umożliwia społecznościom rolniczym produkcję energii słonecznej i jednoczesne kontynuowanie produkcji żywności, czasami z jeszcze wyższymi plonami niż wcześniej. W naszym badaniu przyjrzeliśmy się dwóm typom agrivoltaiki: pionowym panelom i pojedynczym ścieżkom słonecznym — ponieważ oba mogą być zintegrowane z większością gospodarstw bez zakłócania pracy rolników. Agrivoltaika pionowa to w zasadzie ogrodzenie z paneli słonecznych, ustawione tak, aby rolnicy mogli przejeżdżać traktorem, kombajnem i innym sprzętem między rzędami bez ich uszkodzenia. Pojedyncze ścieżki słoneczne korzystają z tego samego rozwiązania — po prostu rozstawia się je na większych odległościach, aby służyły agrivoltaice. Podążają za słońcem, produkując więcej energii na panel. Gdy trzeba uprawiać ziemię, ustawiają się pionowo jak ogrodzenia. Oba typy agrivoltaiki nie wpływają znacząco na dostęp światła słonecznego dla roślin i dobrze współpracują z większością upraw. Badania na szerokim zakresie roślin spożywczych — w tym bazylii, brokułów, selera, chili, kukurydzy, sałaty, trawy, ziemniaków, szpinaku, pomidorów i pszenicy — wykazały, że agrivoltaika może zwiększyć plony. Na przykład, w Ontario, plony truskawek wzrosły o 18 procent w zwykłym roku. Dzieje się tak, ponieważ panele słoneczne agrivoltaiczne mogą tworzyć efekt "osłony", zapewniając korzystny mikroklimat, w którym rośliny są częściowo chronione przed słońcem, gorącem i wiatrem. Ten efekt zależy od pogody. Na przykład, w przypadku sałaty, agrivoltaika zwykle przynosi korzyści, ale gorące lato zeszłego roku wzmocniło efekt "osłony" tak bardzo, że masa świeża sałaty wzrosła o ponad 400 procent w porównaniu do kontrolnych roślin bez osłony i o ponad 200 procent w porównaniu do krajowego średniego plonu. W naszym badaniu wykorzystaliśmy dane dotyczące zużycia energii w centrach danych na poziomie stanowym i modelowaliśmy potencjał produkcyjny agrivoltaiki. Analizowaliśmy, jaka część zapotrzebowania sektora cyfrowego mogłaby być realistycznie pokryta przez agrivoltaik. Sprawdziliśmy też, ile ziemi rolnej wymagałyby inwestycje w energię słoneczną, aby zaspokoić zapotrzebowanie na AI w stanach USA z największymi centrami danych. Wyniki pokazały, że pionowa agrivoltaika wymagała jedynie od 0,003 do 2 procent ziemi rolnej w wybranych stanach. To prawie nic. Pojedyncze ścieżki słoneczne potrzebowały jeszcze mniej — od 0,001 do 0,548 procenta. Kryzys energetyczny związany z AI w USA można by rozwiązać, instalując pojedyncze ścieżki słoneczne na maksymalnie 0,5 procenta ziemi w mniej uprzemysłowionych stanach rolniczych. Kanada jest jeszcze bardziej uprzywilejowana — na mniej niż 1 procent ziemi rolnej kraj mógłby wyprodukować wystarczająco energii, aby wyeliminować potrzebę paliw kopalnych. To pokryłoby zapotrzebowanie na energię na wszystko — nie tylko na AI. Agrivoltaika zachowuje miejsca pracy w rolnictwie, zwiększa zaopatrzenie w żywność i znacząco poprawia dochody rolników dzięki wysokiej wartości energii słonecznej. Daje to podwójne źródło dochodu: jedno ze sprzedaży produktów rolnych, drugie ze sprzedaży energii lub pokrycia własnych potrzeb energetycznych gospodarstwa. Nie jest zaskoczeniem, że agrivoltaika szybko się rozwija, a rynek osiągnął już wartość ponad 14 miliardów dolarów na świecie. Nawet Watykan korzysta obecnie z agrivoltaiki. W niektórych jurysdykcjach jednak przestarzałe przepisy faktycznie blokują nowe projekty agrivoltaiczne. Przykładem jest Ontario. Agrivoltaika odniosła sukces ekonomiczny w Ontario, gdy jest integrowana z wypasem owiec i lam, co pomaga utrzymać niską roślinność na konwencjonalnych instalacjach słonecznych. Niestety, jest to jedyna powszechna forma agrivoltaiki w prowincji ze względu na restrykcje dotyczące dużych instalacji słonecznych na ziemi rolnej. Aby usunąć tę przeszkodę dla tworzenia miejsc pracy, bezpieczeństwa żywnościowego i rozwoju gospodarczego, Ontario może zaktualizować przepisy, wyłączając agrivoltaik z obecnych ograniczeń. To przyciągnęłoby duże inwestycje kapitałowe i umożliwiłoby rozwój agrivoltaiki opartej na uprawach. Konkretne działania obejmowałyby dodanie agrivoltaiki do listy "zastosowań rolniczych" w polityce prowincji, aby obejść restrykcje dotyczące "różnorodnych zastosowań na ziemi rolnej". W ten sposób wszyscy mogliby produkować więcej żywności i więcej energii słonecznej, aby sprostać rosnącemu zapotrzebowaniu.