文/宋瑞文（加州能源特約撰述）
從這篇文章可以知道：透過日本政府簡報認識近十年日本農用太陽能的概況，及部分日本薑曲折的種植過程，以及模範農用太陽能農家對鈣鈦礦太陽能的展望。🙂
「寬36公分、長1.9公尺的細型太陽能板，可以盡量減少風雨帶來的影響。以往大片的太陽能板，有減少水田產量2-3成的案例，而細型太陽能板則可以維持同樣的產量。」
在5月底日本農用太陽能的一場官方會議「理想的農用太陽能檢討會」裡，千葉縣的農家椿茂雄先生介紹著，他所經營的農用太陽能案場的現況。
「市民能源株式會社」代表董事椿茂雄，是日本農用太陽能代表性的人物之一，有著出色的實績。在台灣也有不少媒體報導過，稱之為「農電共生神話」。
*圖說：椿茂雄在會議上的簡報，寫著許多設備細節，以及農業大於發電的原則。圖片經翻譯軟體處理。（來源：樁茂雄）
「太陽能板的高度有3到3.5公尺，支柱之間的間隔有4到5公尺寬，大型農業機械也可以進場施作。」椿茂雄的簡報上有著，能夠維持農業的太陽能板設計的種種細節，「務農比發電重要」確立了農用太陽能的優先順序（上圖）。
*圖說：日本農用太陽能從2013年到2022年一路成長。淺色是當年新增，深色為累積。（來源：農林水產省簡報）
日本農用太陽能概況
在同業先進的經驗分享，與政府的持續檢討之下，日本農用太陽能自2013年以來穩定成長，從最初的16.2公頃，一直到2022年度為止，迄今已發展到1209.3公頃（上圖），足足是最初的70倍面積以上。案場也從最初的103件發展到2023年度5351件，成長了50倍左右。
將近十年的日本農用太陽能發展，累積了相當的相關數據，從中可以了解到，日本農用太陽能的輪廓。
日本農用太陽能規定，農作需維持裝設前單位面積八成的產量，在這樣的前提下，哪些作物佔農用太陽能的大宗，值得正在摸索農用太陽能的人參考。
*圖說：各種作物在農用太陽能中的比例，外圍為個別的作物名，內圈是果樹、蔬菜、觀賞用植物等種類。（來源：農林水產省簡報）
在日本五千餘件農用太陽能底下，案場比例最多的作物類別，以觀賞用植物為最大宗（上圖），佔36%（1854件）；其次是蔬菜，佔29%（1477件）；第三名是果樹，佔13%（693件）；第四是牧草、茶、竹筍等其他類，佔13%（661件）；最後是米、麥、大豆等土地利用作物，佔9%（462件）。
成功的大宗作物
而在佔比36%的觀賞用植物裡，祭祀用的紅淡比（榊、さかき）又是其中的最大宗，佔作物整體的32%，單一作物來說佔比最大。
紅淡比之所以成為農用太陽能的大宗，並非偶然，而是天時與人和皆有優勢。
第一，專營這種作物的農業公司表示，它不需要大量日照，日照強烈反而不利生長，和農用太陽能可說是天作之合。
相對於前述椿茂雄提供的，其他作物的農用太陽能案場照片，紅淡比的案場，太陽能板大得多，可想而知，賣電收入應該也比較豐厚。
第二，因為是祭祀用作物，民眾願意花比較多的錢購買，是高經濟作物。而且，即便市場上有低價的中國產競品，也不影響消費意願（參看本專欄文章：中國產的不要—農用太陽能與日本祭祀用的「榊」）。
在單一作物裡的另一樣農用太陽能大宗，同樣是具有日本特色的、別名日本薑的蘘荷（みょうが、見前面圓餅圖東南方向）。
*圖說：日本薑、蘘荷。（來源：wiki）
蘘荷（上圖、來自wiki）是日本香辛菜類的代表，廣泛地在小菜、湯、漬物裡使用。採用農用太陽能的蘘荷農家表示，和紅淡比一樣，蘘荷不適合日照強烈的環境，因此成為他們選擇的作物之一。
像是紅淡比跟蘘荷這類適合在陰暗處或不那麼強烈的光照之下生長的植物，稱為陰性植物。但農用太陽能不是種植陰性作物之後就一帆風順，有的還有很多問題需要解決，甚至失敗收場也有。
失敗與成功
據日本經濟新聞2017年報導，位於熊本市的「中村太陽光發電所」，是一座兼具太陽能發電功能的農園，種植紅淡比跟蘘荷，太陽能一年賣電收入有580萬日幣，紅淡比如預期一般地順利成長，但蘘荷卻挫折連連。
蘘荷在第一年因為土壤裡的細菌，在發芽之後枯死，於是第二年農家把它放到棚架上，離開地面來種植，最後還是枯死。
第三年，縣市政府的相關單位都過來調查跟指導了，還是沒有用。「這塊地不適合蘘荷」，最後只好把同樣的土地改作紅淡比，失敗告終。
另一方面，如同前述日本農用太陽能的整體概況資料，包括琦玉縣、秋田縣等等，還是有很多種植蘘荷成功的農用太陽能案場。
有的案場一開始也是發育不良，跟專家討論過後，改善了土壤的含水量，收穫量便大幅成長，只能說農業是一門專業。
*圖說：農用太陽能板底下，作物生長出現障礙的比例約為21%。（來源：農林水產省簡報）
就2022年度的日本農用太陽能統計看，作物生長出現障礙的案場，在全體4189件裡有927件，佔比22%（上圖）。扣除災害、施工延遲等外力因素，這些障礙的原因是農家的有635件，佔比68%（總體的1成出頭、下圖）。某種程度可以當成衡量日本農用太陽能成敗的參考數據。
*圖說：農用太陽能底下農作障礙的各種狀況。（來源：農林水產省簡報）
值得注意的是紅淡比、藍莓與蘘荷，雖然耕作面積名列前茅，但紅淡比與藍莓，包括還在培育中的案場（尚無收穫）在內，有7-8成的案場收穫量為零。蘘荷也有2成4是如此。
*圖說：由上而下，耕作面積位居前列的紅淡比、藍莓與蘘荷，在裝設農用太陽能後的收成狀況，紫色是9成，藍色是8成，其餘低於標準，紅色是零。（來源：農林水產省簡報）
反過來說，從日本農用太陽能的統計裡，也可以找到，在目前比較容易成功的道路。如前所述，日本農用太陽能規定作物產量必須是裝設前的8成以上，而米、大豆與蕎麥這三種作物，不但達標，其中還有不少在9成以上（下圖淺紫色線段）。
*圖說：跟裝設前相比，農用太陽能作物產量在八成以上的前三種作物。淺紫色為九成，藍色為八成。（來源：農林水產省簡報）
在失敗（收穫量減少兩成以上）的案例裡，原因各有不同，作物種類也不盡一致，大分為作物生長狀況不佳、栽培管理不善、收穫與通路受阻，與天候問題、其他等。原則上建議種植當地已有的作物，輔以適當的栽培以確保收穫量。
進一步管控
在台灣，農用太陽能失敗的案例，影響了再生能源的聲譽。而在日本，對於經營不善的案場，政府在這兩年將加強管控。
自2024年4月開始，單位面積產量減少2成以上，農作品質顯著惡化、每年沒有妥善地提出實績與收支報告、太陽能設備支架影響農機使用等狀況，都會撤照。2025年4月開始，不定期報告跟被命令恢復原狀卻不做的業者，按規定將予以公佈。
農家違反規定時，將無法賣電獲利，接著主管機關給予建議與申辯的機會後，再命令改善，聽取報告了解改善狀況，確實改善後可以繼續賣電，否則就是清除設備後結案。
新科技的加入
與時俱進的農用太陽能，在專家與有心人的參與下，新的科技成為生力軍。在5月底的官方會議裡，椿茂雄介紹了他認為最適合農用太陽能的次世代太陽能板，亦即鈣鈦礦太陽能。
*圖說：在農場進行試驗的鈣鈦礦太陽能。（來源：樁茂雄）
相較於以往的矽晶太陽能板，椿茂雄目前實測的鈣鈦礦太陽能板，因為可以做成微彎的曲面，在風壓上幾乎是零。
目前太陽能板一片12.4公斤，鈣鈦礦太陽能板重量只有三分之一，未來還可能降到四分之一，也就是3公斤左右。
而且，因為低光照也能發電的關係，鈣鈦礦太陽能板的發電量並不小於矽晶太陽能板。順便一提，據日經報導，「中國企業大正微納的試驗顯示，鈣鈦礦太陽能在全年合計發電量上明顯超過了矽晶型。這是因為即使在陰天、清晨、黃昏等微弱光線下，鈣鈦礦型光伏電池也能發電。」
*圖說：太陽能板提升產量的研究。圖片經翻譯軟體處理。（來源：樁茂雄）
椿茂雄的簡報上寫著：「據福島大學2024年研究，若使用這種細型的鈣鈦礦太陽能板，並且以東西向設置，可以提升產量與完整米粒的比例。」
以往農用太陽能只要作物產量減少程度有限，發電與農業兩全就已經很好了。如今還有加裝太陽能板，進一步提升產量的可能性。農用太陽能的未來，實在不可同日而語。
沒有留言:
張貼留言