Chăn nuôi cừu giữa trang trại năng lượng mặt trời: Giải pháp kép cho nông dân và năng lượng sạch

Cuộc sống của Amanda Stoffels, một nông dân vào năm 2023, diễn ra giữa những chú cừu đang gặm cỏ xung quanh một cánh đồng rộng lớn phủ kín các tấm pin mặt trời. Đây là một phương pháp nông nghiệp hiện đại, kết hợp sản xuất năng lượng với hoạt động chăn nuôi. Đàn cừu ngày càng lớn của bà giúp duy trì thảm thực vật tại trang trại năng lượng mặt trời Elm Branch, cách Dallas, Texas khoảng một giờ về phía nam. Trang trại này được vận hành bởi Lightsource BP, một công ty phát triển năng lượng mặt trời thuộc sở hữu 50% của tập đoàn dầu khí lớn BP của Anh. Lightsource đang đầu tư vào các dự án năng lượng mặt trời kết hợp sản xuất điện với các hoạt động nông nghiệp như chăn nuôi cừu, nuôi ong và hy vọng trong tương lai có thể trồng trọt. Đây là một phần của ngành công nghiệp mới nổi gọi là Nông điện (Agrivoltaics), mà các gã khổng lồ dầu mỏ như BP và Shell đang tham gia, nhằm mục tiêu cải thiện danh mục năng lượng xanh và thâm nhập vào các thị trường mới. Các chính sách và mục tiêu của tiểu bang đang thúc đẩy phát triển mạnh mẽ các dự án điện mặt trời quy mô lớn trên khắp cả nước. Những dự án này cần tìm đất để xây dựng và họ đang tìm thấy những chủ đất và nông dân sẵn sàng hợp tác trên các vùng đất nông nghiệp. Những chủ đất như Stoffels và Koranek có thể kiếm được thu nhập hàng tháng ổn định bằng cách cho thuê đất nông nghiệp của họ cho các nhà phát triển năng lượng mặt trời như Lightsource. Trong trường hợp này, Lightsource cũng trả tiền cho Stoffels để chăn thả cừu, vì đàn cừu của bà giúp kiểm soát cỏ dại mọc xung quanh các tấm pin mặt trời, và trả tiền cho Koranek để mua mật ong mà ông sản xuất tại một trang trại gần đó. Tuy nhiên, việc trồng trọt trên các trang trại năng lượng mặt trời vẫn là một ngành công nghiệp mới mẻ, gây ra một số lo ngại về sử dụng đất. Năng lượng mặt trời chiếm dụng một phần đất tốt nhất để sản xuất nông nghiệp vì họ cần đất có độ dốc từ 1 đến 4%, đây là một trong những loại đất tốt nhất. Tuy nhiên, các dự án Nông điện gần như là giải pháp win-win cho cả nông dân và các nhà phát triển năng lượng mặt trời. Chuyên gia cho rằng, khi ngành công nghiệp năng lượng mặt trời phát triển nhanh chóng, mô hình quản lý đất đa mục đích này sẽ ngày càng trở nên phổ biến. Để đạt được mục tiêu giảm phát thải carbon của quốc gia, cần phải xây dựng một lượng lớn các dự án điện mặt trời quy mô lớn. Để giảm thiểu carbon cho lưới điện, chúng ta cần khoảng 1.000GW điện mặt trời, tăng từ khoảng 150GW hiện nay. Điều này không đòi hỏi quá nhiều đất, chỉ khoảng 6 triệu mẫu Anh, hoặc chỉ chiếm khoảng 0,3% tổng diện tích đất liền kề của Hoa Kỳ. Đất nông nghiệp chiếm tới 44% tổng diện tích đất của Hoa Kỳ và thường có đặc điểm lý tưởng cho sản xuất năng lượng mặt trời.

Các nhà phát triển năng lượng mặt trời thường tìm kiếm những khu vực bằng phẳng, không có nhiều cây cối và thảm thực vật, đồng thời nằm gần đường dây truyền tải điện. Tuy nhiên, việc các nhà phát triển quan tâm đến đất nông nghiệp có thể gây ra căng thẳng với nông dân. Mặc dù Hoa Kỳ là một đất nước rất rộng lớn với nhiều diện tích đất có sẵn, nhưng từng inch vuông đất đều thuộc sở hữu, được bảo vệ hoặc được trân trọng bởi một cá nhân hoặc nhiều người. Nhiều người không muốn thấy vùng đất đó thay đổi hoặc biến thành thứ gì đó khác biệt so với trước đây, và điều đó hoàn toàn dễ hiểu. Các dự án Nông điện có thể được coi là một sự thỏa hiệp. Nông điện thực sự mang lại cho chúng tôi cơ hội để tiếp tục canh tác, tiếp tục thực hiện các hoạt động nông nghiệp, đồng thời sản xuất điện sạch. Tính đến σήμερα, Hoa Kỳ có khoảng 5 gigawatt các dự án Nông điện, bao gồm 35.000 mẫu Anh trên 30 tiểu bang khác nhau. Con số này chỉ chiếm khoảng 3% tổng công suất điện mặt trời lắp đặt của cả nước, nhưng đang có xu hướng tăng. Đối với các nhà phát triển năng lượng mặt trời, sức hấp dẫn của Nông điện chủ yếu đến từ việc nó giúp cộng đồng chấp nhận và hào hứng hơn với các dự án năng lượng mặt trời. Đồng cỏ chăn thả gia súc ở nước này chiếm khoảng một phần ba tổng diện tích đất được sử dụng, và nếu bạn có thể tận dụng chúng để sản xuất năng lượng mặt trời, bạn đã mở ra một thị trường tiềm năng khổng lồ mà trước đây không tồn tại. Lightsource BP hiện đang vận hành tổng cộng 615MW các dự án kết hợp chăn nuôi cừu và năng lượng mặt trời. Đây là 12% tổng danh mục Nông điện của cả nước, và công ty có kế hoạch bổ sung thêm 1058MW các dự án khác vào năm tới. Thông qua việc nắm giữ 44% cổ phần tại nhà phát triển năng lượng mặt trời Silicon Ranch, Shell cũng tham gia vào lĩnh vực này. Silicon Ranch vận hành 1.300MW các dự án Nông điện, chiếm tới 26% tổng số của cả nước, với 900MW bổ sung được lên kế hoạch trong 2 năm tới. Các hãng dầu mỏ lớn của Mỹ như Chevron và Exxon chưa đầu tư vào Nông điện, và trong khi còn những nhà đầu tư khác trên thị trường nội địa, quy mô của họ thường nhỏ hơn nhiều so với Lightsource và Silicon Ranch. Amanda Stoffels và chồng đã mua 100 mẫu Anh đất nông nghiệp sau khi họ kết hôn vào năm 2005. Ngoài công việc chính, họ còn chăn nuôi gia súc trên đất nhà trong 15 năm. Nhưng khi có cơ hội cho thuê đất cho Lightsource BP, khoản thanh toán hàng tháng ổn định đã cho phép Stoffels nghỉ việc khác và chuyên tâm vào nông nghiệp toàn thời gian. Hiện tại, phần lớn đất đai của cô được sử dụng để lắp đặt pin mặt trời, và cô cũng đang sở hữu một đàn cừu ngày càng phát triển với 350 con. Lightsource trả tiền cho cô để chăn thả cừu trên trang trại năng lượng mặt trời, để thảm thực vật xung quanh không mọc quá cao che khuất các tấm pin. Khi mọi người hỏi tôi, tại sao bạn lại làm điều đó? Nó cho phép tôi đa dạng hóa thu nhập và vẫn duy trì hoạt động nông nghiệp, đồng thời có thể tận dụng cuộc sống hiện đại và giữ gìn nghề chăn cừu cổ xưa. Tổng cộng có 10 gia đình, bao gồm gia đình Stoffels, hợp tác với Lightsource để chăn thả cừu giữa các tấm pin mặt trời, và 2 gia đình có hoạt động nuôi ong trên địa điểm. Lexie Hain, giám đốc Nông điện và quản lý đất đai tại Lightsource, cho biết những lợi ích trực tiếp mà các gia đình như thế này nhận được càng nhiều thì việc phê duyệt các dự án năng lượng mặt trời càng dễ dàng hơn, trong một môi trường cấp phép vốn nổi tiếng là khó khăn. Chính những đối tác nông dân là những người quan trọng nhất, những thành viên cộng đồng có thể là chủ đất, hàng xóm hoặc những người chăn cừu muốn có cơ hội chăn thả. Nhưng đó là điều thực sự giúp dự án vượt qua được khâu cấp phép.

Tom Koranek, một chủ đất có kinh nghiệm trong ngành bảo vệ mùa màng, vốn tập trung vào các sản phẩm như thuốc diệt cỏ và thuốc trừ sâu. Ông từng trồng các loại cây như bông, ngô, lúa miên, hoa hướng dương và lúa mì trên 168 mẫu Anh đất mà hiện tại ông đang cho Lightsource thuê. "Trang trại năng lượng mặt trời này đã là một trang trại trong một thời gian dài, hơn 100 năm, và chúng tôi đã mua nó cách đây khoảng 12 năm. Kể từ đó, chúng tôi đã luân canh các loại cây trồng. Sau đó, vào khoảng năm 2019, chúng tôi đã cho thuê đất để xây dựng trang trại năng lượng mặt trời." Koranek không thể tiết lộ chi tiết hợp đồng của mình với Lightsource, nhưng ông cho biết số tiền thuê đất đã cho phép ông cải thiện 172 mẫu Anh đất còn lại mà ông vẫn đang canh tác. "Thuê đất để xây dựng trang trại năng lượng mặt trời, bạn kiếm được bao nhiêu mỗi năm?" "Chúng tôi đã ký thỏa thuận không tiết lộ điều đó. Nhưng tôi có thể nói rằng thu nhập này cao hơn trồng các loại cây hàng năm." Là một phần của hợp đồng, ông cũng có cam kết bán 1.500 hũ mật ong cho Lightsource trong 3 năm, sau đó công ty sẽ tặng chúng như quà khuyến mại. "Chúng tôi đã tăng số lượng tổ ong và sẽ tiếp tục tăng để đáp ứng cam kết với công ty năng lượng mặt trời." Silicon Ranch, nhà phát triển năng lượng mặt trời được Shell hậu thuẫn, lại có một mô hình khác. Trong khi hầu hết các nhà phát triển năng lượng mặt trời thuê đất, Silicon Ranch mua đất hoàn toàn, thường mua lại đất nông nghiệp đã bị thoái hóa và không còn sản xuất được. Công ty tập trung vào việc quản lý đất đai tái sinh, nhằm cải thiện chất lượng đất bằng cách loại bỏ việc sử dụng thuốc trừ sâu và thuốc diệt cỏ, đồng thời áp dụng các phương pháp chăn thả gia súc có chủ đích hơn. "Ngay từ đầu, chúng tôi đã tuyên bố với các cộng đồng rằng chúng tôi cam kết đồng hành lâu dài và sẽ trở thành thành viên của những cộng đồng này theo những cách thiết thực. Vì vậy, mô hình kinh doanh sở hữu bất động sản của chúng tôi là một chức năng của cách chúng tôi nhìn nhận loại tài sản này." Công ty hoạt động chủ yếu ở phía đông nam, tại các bang như Tennessee, Georgia và Mississippi, chủ yếu mua đất từ các chủ đất doanh nghiệp lớn như Lightsource. Silicon Ranch trả tiền cho các chủ trang trại địa phương để chăn thả cừu trên các trang trại năng lượng mặt trời của họ. Nhưng Farr nói rằng họ thực sự đã gặp phải tình trạng thiếu hụt cừu, khiến công ty phải đầu tư vào đàn cừu riêng. "Chúng tôi bắt đầu với đàn khoảng 600 con. Đến nay, đàn cừu của chúng tôi đã phát triển lên 2.000 con, và nếu tất cả các dự báo của chúng tôi thành hiện thực, chúng tôi cho rằng sẽ có đàn cừu trên 30.000 con vào năm 2030." Tuy nhiên, trong số các nông dân, việc phát triển năng lượng mặt trời vẫn thường được xem với một mức độ nghi ngờ nhất định, ngay cả khi các yếu tố nông điện như chăn thả cừu và môi trường sống cho loài thụ phấn được đưa vào. "Đây là một chủ đề nhạy cảm với nhiều nông dân vì họ muốn duy trì tài sản và sản xuất cây trồng, và họ hiểu cần phải chuyển đổi sang các loại hình sản xuất năng lượng khác. Nhưng đồng thời, đất đai của họ đã được sản xuất trong hơn 100 năm trong gia đình, và họ thực sự gắn bó với mảnh đất này." Mặc dù nhiều loại cây trồng như cà chua và bông cải xanh về mặt lý thuyết có thể phát triển dưới các tấm pin mặt trời, nhưng thiết kế của hệ thống pin mặt trời thường cần được thay đổi, thường là bằng cách nâng cao các tấm pin hơn nữa để cho phép các loại cây cao hơn phát triển. Nhưng điều này tốn kém. Và trong khi tính kinh tế có thể hoạt động cho các dự án nhỏ lẻ ở các thị trường có ưu đãi năng lượng mặt trời mạnh mẽ, thì việc mở rộng quy mô là một thách thức.

Tuy nhiên, khi chúng ta vượt ra ngoài một số thị trường đặc biệt này và đi vào các dự án điện mặt trời quy mô lớn, thì việc điều chỉnh thiết kế để trồng trọt bên dưới và giữa các tấm pin mặt trời sẽ tốn kém hơn và ảnh hưởng lớn hơn đến tính khả thi kinh tế tổng thể của dự án năng lượng mặt trời đó. Macknick nói rằng với chi phí và thị trường năng lượng hiện tại, ông không thấy sản xuất nông nghiệp xảy ra ở quy mô lớn hơn 5 megawatt, bằng khoảng 1/30 so với các trang trại Lightsource nơi Stoffels và Koranek làm việc. Về vấn đề chăn thả gia súc, ngoài cừu, các động vật khác cũng đặt ra những thách thức riêng biệt. Dê thường gặm các dây điện của tấm pin, trong khi bò và ngựa quá lớn, có thể làm hỏng tấm pin và không thể chăn thả bên dưới chúng. Nhưng nếu bạn là chủ đất, Koranek nói rằng bạn chắc chắn có thể hưởng lợi từ việc cho thuê đất. Thu nhập từ việc cho thuê đất để xây dựng trang trại năng lượng mặt trời tốt hơn nhiều so với trồng trọt. Trồng trọt rất rủi ro, một số năm bạn có thể thu nhập tốt, những năm khác thì không. Thuê đất để xây dựng trang trại năng lượng mặt trời đem lại nguồn thu nhập ổn định hàng năm. Farr nói rằng đối với nhiều gia đình, bán đất hoàn toàn có thể là lựa chọn hấp dẫn hơn so với thuê dài hạn, đặc biệt nếu mảnh đất đó không còn được canh tác. Nhiều trường hợp, trang trại được truyền qua nhiều thế hệ trong gia đình, cha mẹ đã già yếu hoặc không còn làm nông nghiệp nữa, quyền sở hữu thuộc về nhiều con cái, nhưng họ lại không thống nhất về việc sử dụng đất. Bán trang trại để có một khoản tiền mặt đáng kể ngay từ đầu là rất hữu ích cho các gia đình có thể thống nhất về cách kiếm tiền tốt nhất từ tài sản thừa kế của cha mẹ họ. Cho dù các nhà phát triển thuê đất hay mua đất, mọi người đều đồng ý rằng việc làm rõ giá trị cho nông dân là điều cốt yếu để mở ra các thị trường mới. Chúng tôi đến đây để hỗ trợ nông dân, cung cấp cho họ một nguồn thu nhập khác, để tìm cách giúp hệ thống nông nghiệp của chúng tôi có khả năng phục hồi kinh tế hơn. Vì vậy, tôi nghĩ Nông điện có cơ hội cho phép các dự án năng lượng mặt trời được xây dựng ở những vùng nông thôn vốn phản đối việc phát triển năng lượng mặt trời. Khi Hoa Kỳ đang theo đuổi việc xây dựng quy mô lớn các dự án điện mặt trời quy mô tiện ích, nhiều người hy vọng sẽ thấy nhiều ưu đãi hơn từ các tiểu bang và liên bang cho các dự án Nông điện. Vì vậy, chúng tôi đã thấy một số tiểu bang quan tâm đến Nông điện và đưa ra một số loại ưu đãi để hỗ trợ phát triển lĩnh vực này. Ví dụ, chúng tôi đã thấy chương trình SMART ở Massachusetts. New Jersey cũng có một chương trình. Các tiểu bang khác như Oregon, California và một số tiểu bang khác đang thảo luận về luật pháp. Hiện tại, Bộ Năng lượng đang tài trợ cho 6 dự án Nông điện với mục tiêu triển khai hơn 1MW các dự án tập trung vào sản xuất nông nghiệp và hơn 10MW các dự án tập trung vào chăn thả gia súc và môi trường sống cho loài thụ phấn. Vì vậy, 5 gigawatt hệ thống đã được lắp đặt ngày nay đại diện cho hơn 5 tỷ USD đầu tư, nằm trong khoảng từ 5 đến 10 tỷ USD đầu tư. Và chúng tôi thực sự thấy tiềm năng của thị trường này gần như không giới hạn. Lightsource BP cho biết họ quan tâm đến việc sản xuất nông nghiệp, hy vọng rằng một trong các địa điểm của họ có thể phục vụ như một dự án thử nghiệm vào năm tới. Mặc dù Fara nói rằng Silicon Ranch hiện chưa theo đuổi quan hệ đối tác trong lĩnh vực này, nhưng bất kỳ con đường nào mà cả các công ty và những người ủng hộ họ trong ngành dầu mỏ thực hiện khi nói đến phát triển Nông điện, thì mối quan hệ cộng đồng và các thoả thuận sử dụng đất có lợi ích đôi bên sẽ là yếu tố then chốt để xây dựng đủ năng lượng mặt trời cho quá trình chuyển đổi năng lượng. Tôi nghĩ chúng tôi cần phải làm nhiều hơn thế nữa, không chỉ cung cấp electron tái tạo. Chúng tôi cần tác động tích cực đến các hệ sinh thái nơi chúng tôi hoạt động. Chúng ta cần mang lại giá trị cho các cộng đồng nơi chúng ta xây dựng các tấm pin mặt trời, nếu không, chúng ta sẽ đánh mất giấy phép hoạt động xã hội. Điều đó sẽ ảnh hưởng đến khả năng đạt được các mục tiêu về năng lượng tái tạo đầy tham vọng của quốc gia. Phát triển năng lượng mặt trời quy mô lớn là điều cần thiết để giảm thiểu khí thải carbon và chống biến đổi khí hậu. Nhưng việc xây dựng các trang trại năng lượng mặt trời trên những vùng đất rộng lớn có thể gây ra căng thẳng với các cộng đồng địa phương. Nông dân có thể lo lắng về việc mất đất canh tác hoặc tác động của các tấm pin mặt trời đối với môi trường. Các dự án Nông điện, kết hợp sản xuất năng lượng mặt trời với các hoạt động nông nghiệp như chăn nuôi cừu hoặc nuôi ong, có thể là một giải pháp. Chúng cho phép nông dân tiếp tục sử dụng đất của họ trong khi vẫn tạo ra năng lượng sạch. Bằng cách hợp tác với các cộng đồng địa phương và mang lại lợi ích cho họ, các nhà phát triển năng lượng mặt trời có thể xây dựng được sự tin tưởng và chấp thuận của người dân. Điều này không chỉ quan trọng đối với từng dự án riêng lẻ mà còn cho toàn bộ ngành năng lượng mặt trời. Nếu ngành công nghiệp này được coi là có trách nhiệm với cộng đồng và mang lại lợi ích cho địa phương, thì nó sẽ nhận được sự hỗ trợ rộng rãi hơn, giúp đẩy nhanh quá trình chuyển đổi sang năng lượng sạch.