Solceller på marken kan både öka vår matproduktion och förse nya datacenter med ström

Användningen av artificiell intelligens (AI) exploderar. Mer än 50 procent av allt nytt internetinnehåll skapades av AI år 2025 enligt en branschrapport. Vi tränar till och med nu AI på AI-genererat innehåll, och även om det kan försämra prestandan fortsätter det i en rasande takt. All denna AI använder mycket energi. Den belastar elnätet, höjer konsumenternas elräkningar och stör planeringen av de stora elnäten. Och "AI-energi krisen" förvärras. Det internationella energibyrån förutspår att den globala efterfrågan på elektricitet från datacenter kommer att fördubblas före 2030 — till mer än Japans nuvarande elförbrukning. Samtidigt levererar solcellsteknologin — som använder solens energi för att producera elektricitet — den billigaste energin i jordens historia. Sektorn växer snabbt. Men både sol- och AI-projekt hotar att ta upp värdefull jordbruksmark, vilket har utlöst offentliga protester. En ny studie, jag har varit medförfattare till, pekar på 'agrivoltaik' — användningen av mark för både elproduktion och livsmedelsproduktion — som en mycket lovande lösning. I den första studien av sitt slag fann vi att agrivoltaik är en möjlig väg för att möta den växande efterfrågan på AI-energi i USA, samtidigt som livsmedelsproduktionen ökar. I Kanada skulle agrivoltaik kunna producera tillräckligt med elektricitet för att helt eliminera behovet av fossila bränslen i elnätet — på mindre än en procent av landets jordbruksmark. Agrivoltaik gör det möjligt för jordbrukssamhällen att producera solcellsbaserad elektricitet och samtidigt fortsätta att producera livsmedel, ibland med ännu högre skördar än tidigare. I vår studie tittade vi på två typer av agrivoltaik: vertikala paneler och enkelaxlade solspårare — eftersom båda kan integreras i de flesta jordbruk utan att störa bönderna. Vertikal agrivoltaik är i grunden stängsel gjort av solcellspaneler. Solcellstakstängslen står med så stort avstånd att bönderna kan köra traktorer, skördetröskor och annat utrustning mellan raderna utan att träffa dem. Enkelaxlade solspårare använder samma princip — de fördelas bara med större avstånd när de används för agrivoltaik. Spårarna följer solen och producerar därmed mer energi per panel. När det är dags att odla ställer de sig vertikalt som stängsel. Båda typer av solcell-agrivoltaik påverkar i stort sett inte solljuset som träffar grödorna, och fungerar därför bra med de flesta grödor. Flera studier av ett brett utbud av livsmedelsgrödor — inklusive basilika, broccoli, selleri, chilipin-chili, majs, sallad, gräs, potatis, spenat, tomater och vete — har visat att agrivoltaik kan öka skördarna. Vi visade till exempel att skörden av jordgubbar i Ontario ökade med 18 procent under ett normalt år. Det beror på att de agrivoltaiska solcellspanelerna kan skapa en "skyddseffekt" som ger ett gynnsamt mikroklimat, där växterna är någorlunda skyddade mot sol, värme och vind. Denna skyddseffekt beror på vädret. Agrivoltaik gynnar till exempel generellt sallad, men förra årets varma sommar förstärkte skyddseffekten så mycket att salladens färskvikt ökade med mer än 400 procent jämfört med oskyddade kontrollplantor och med över 200 procent jämfört med det nationella genomsnittet. I vår studie använde vi data om datacenters energiförbrukning på delstatsnivå och modellerade agrivoltaikens produktionspotential. Vi undersökte hur stor del av den digitala sektorns efterfrågan som realistiskt skulle kunna täckas med agrivoltaik. Vi tittade också på hur mycket jordbruksmark som skulle kräva investeringar i solenergi för att täcka AI-användningen i de amerikanska delstater med de största datacentren. Våra resultat visade att vertikal agrivoltaik endast kräver mellan 0,003 och två procent av jordbruksmarken i de utvalda delstaterna. Det är nästan ingenting. Enkelaxlade solspårare kräver ännu mindre — mellan 0,001 och 0,548 procent. USA:s AI-energi kris skulle kunna avvärjas genom att installera enkelaxlade solspårare på högst 0,5 procent av marken i de mindre jordbruksintensiva delstaterna. Kanada är ännu mer gynnat — på mindre än en procent av jordbruksmarken skulle landet kunna producera tillräckligt med elektricitet för att eliminera behovet av fossila bränslen. Det skulle täcka energibehovet för allt — inte bara AI. Agrivoltaik bevarar jobb inom jordbruket, ökar livsmedelsförsörjningen och förbättrar jordbrukets lönsamhet avsevärt tack vare det höga värdet av solcellsproducerad el. Det ger en dubbel inkomstkälla: en från försäljning av jordbruksprodukter och en från försäljning av elektricitet eller genom att täcka jordbrukets eget elbehov. Det är inte förvånande att agrivoltaik växer snabbt, och marknaden har redan passerat 14 miljarder dollar globalt. Till och med Vatikanen drivs nu av agrivoltaik. I vissa jurisdiktioner förhindrar dock föråldrade regler nya agrivoltaik-projekt. I Kanada är Ontario ett exempel. Agrivoltaik har varit en ekonomisk framgång i Ontario när det är integrerat i bete för får och lamm för att hålla vegetationen nere på konventionella solcellsanläggningar. Tyvärr är detta den enda utbredda formen av agrivoltaik i provinsen på grund av restriktioner för storskalig solenergi på jordbruksmark. För att undanröja detta hinder för jobbskapande, livsmedelssäkerhet och ekonomisk utveckling kan Ontario uppdatera de regulatoriska riktlinjerna så att agrivoltaik undantas från de nuvarande restriktionerna. Det skulle locka stora kapitalinvesteringar och möjliggöra grödbaserad agrivoltaik. Specifikt kan Ontarios regering inkludera agrivoltaik som "jordbruksrelaterad användning" i den provinsiella policydokumenten för att kringgå restriktionerna om "diversifierad användning inom jordbruket". På så sätt skulle vi alla kunna producera mer mat och mer solenergi för att möta den växande efterfrågan. Kronikan publicerades ursprungligen på engelska i The Conversation den 17 juni.