Ile miejsca naprawdę potrzebuje fotowoltaika? Naukowcy zaskakują danymi
Coraz więcej osób myśli o panelach słonecznych, ale ma jedną obawę: czy energia słoneczna nie „zje” nam całej wolnej przestrzeni?
Najnowsze badania międzynarodowego zespołu naukowców pokazują, że zapotrzebowanie fotowoltaiki na grunt da się policzyć dużo dokładniej, niż sądzono. Co ważne, przy mądrych decyzjach projektowych i dobrych regulacjach teren wcale nie musi być wąskim gardłem dla rozwoju energii słonecznej.
Fotowoltaika na drodze do pierwszego miejsca wśród źródeł odnawialnych
Naukowcy prognozują, że już pod koniec tej dekady fotowoltaika stanie się najważniejszym odnawialnym źródłem energii na świecie. To oznacza ogromną liczbę nowych instalacji – od dachów domów jednorodzinnych, przez magazyny i biurowce, po wielkie farmy słoneczne na polach i pustyniach.
Do tej pory brakowało jednak spójnych danych, ile ziemi realnie zabierają takie projekty. Różne kraje liczyły to w różny sposób, często opierając się na szacunkach, a nie na szczegółowych pomiarach. Zespół z Uniwersytetu McGill postanowił to uporządkować i sprawdzić, jak fotowoltaika wykorzystuje teren w praktyce.
Przeczytaj również: Michel Platini w roli szefa Marsylii? Odpowiedź nie pozostawia złudzeń
Badacze wykorzystali obrazy lotnicze, zdjęcia satelitarne i AI, aby policzyć metr po metrze, jaką powierzchnię zajmują dziesiątki tysięcy instalacji PV na świecie.
Nowa metoda: sztuczna inteligencja liczy każdy panel
W pierwszym etapie analiz zespół przyjrzał się dużym farmom słonecznym na zachodzie Stanów Zjednoczonych. To region z ogromnym nasłonecznieniem i dynamicznie rozwijającą się fotowoltaiką. Do analizy wykorzystano techniki wizji komputerowej i uczenia głębokiego, które pozwoliły automatycznie rozpoznawać panele na zdjęciach lotniczych i dokładnie zaznaczyć ich obrys.
W ten sposób badacze zmierzyli powierzchnię zajmowaną przez 719 dużych projektów fotowoltaicznych. Zrobili to według jednej, powtarzalnej metodologii, którą można zastosować w innych krajach. Dzięki temu różne farmy da się porównywać między sobą w uczciwy sposób.
Przeczytaj również: Reaktor jądrowy niemal 2 km pod ziemią. USA zaczynają odważny eksperyment
Co wpływa na to, ile miejsca zajmuje farma PV?
Z analizy wynika, że zużycie terenu przez fotowoltaikę wcale nie jest stałe. Ogromne znaczenie mają konkretne decyzje techniczne i lokalizacja:
- Poziom nasłonecznienia – w bardziej słonecznych regionach ta sama ilość energii powstaje na mniejszej powierzchni.
- Gęstość ustawienia paneli – im ciaśniej ustawione rzędy, tym mniej ziemi potrzeba, choć rośnie wtedy ryzyko zacieniania.
- Typ konstrukcji – systemy z trackerami nadążnymi, które obracają się za słońcem, zwykle wymagają większych odstępów między rzędami.
- Ukształtowanie terenu – pagórkowaty obszar może wymuszać luźniejsze rozstawienie, a płaskie działki pozwalają na większą kompaktowość.
W krajach o wysokim nasłonecznieniu najlepiej wypadają zwarte, dobrze zaprojektowane instalacje. Tam ilość terenu zużywanego na jednostkę wyprodukowanej energii może być zaskakująco mała.
Przeczytaj również: Steam rozdaje kultową przygodówkę za darmo. Masz tylko tydzień
Drugi krok: jak fotowoltaika wykorzystuje grunt na całym globie
Druga część badań miała dużo szerszą skalę. Zespół przeanalizował zdjęcia satelitarne blisko 69 tysięcy instalacji fotowoltaicznych rozmieszczonych w 65 krajach. Dzięki temu udało się porównać dwa główne typy projektów: systemy dachowe i duże farmy budowane bezpośrednio na gruncie.
Z globalnych danych wynika, że instalacje na dachach mają ogromny potencjał ograniczania zużycia terenów rolnych i przyrodniczych.
Badacze nie zatrzymali się wyłącznie na powierzchni. Zestawili też koszty obu rozwiązań – w różnych regionach świata. Różnice okazały się znaczące, co daje wskazówkę, gdzie opłaca się mocniej stawiać na dachy, a gdzie na farmy gruntowe.
Dach czy ziemia? Zaskakujące wnioski z badań
Analiza pokazała kilka wyraźnych trendów:
| Rodzaj instalacji | Wpływ na wykorzystanie terenu | Typowe koszty (w ujęciu globalnym) |
|---|---|---|
| Systemy dachowe | Praktycznie nie zajmują nowej ziemi, korzystają z istniejącej zabudowy | Często droższe na jednostkę mocy, duże różnice między krajami |
| Farma na gruncie | Wymaga wydzielenia działki, ale może być bardzo efektywna przy dobrym projekcie | Zwykle tańsza przy dużej skali, łatwiejsza standaryzacja |
W wielu gęsto zabudowanych regionach, gdzie ziemia jest droga, przewagę mogą zyskać dachy, mimo wyższych kosztów jednostkowych. W krajach z dużą dostępnością tanich gruntów energetyka słoneczna na ziemi nie musi wcale konkurować ostro z rolnictwem czy zabudową.
Czy fotowoltaika naprawdę „zajmie nam kraj”?
Badacze zestawili globalne zapotrzebowanie na energię w scenariuszu dochodzenia do neutralności klimatycznej z terenami potrzebnymi pod panele. Z ich wyliczeń wynika, że nawet przy bardzo dynamicznym rozwoju fotowoltaiki powierzchnia potrzebna do osiągnięcia celów klimatycznych jest niewielka w stosunku do całkowitej powierzchni lądów.
Z globalnej perspektywy ilość terenu potrzebna na panele słoneczne, by dojść do neutralności klimatycznej, okazuje się marginalna.
Ryzyka pojawiają się głównie lokalnie. Źle ulokowana farma może kolidować z korytarzami migracji zwierząt, wpływać na krajobraz czy sąsiadować z cennymi obszarami przyrodniczymi. Stąd nacisk naukowców na „mądre wybory”: lepsze planowanie przestrzenne, wykorzystanie zdegradowanych terenów i silniejsze wsparcie dla instalacji dachowych.
Jak te wnioski można przełożyć na polskie realia
W Polsce dyskusja o fotowoltaice często kręci się wokół opłacalności rachunków i zmian w systemie rozliczeń. Kwestia terenu coraz częściej pojawia się przy dużych projektach – szczególnie na terenach rolniczych. Dane z badań międzynarodowych mogą tu być dobrą podpowiedzią.
Polskie gminy i inwestorzy mogą wykorzystać kilka prostych zasad:
- stawiać pierwszeństwo na dachach domów, hal magazynowych i budynków publicznych,
- planować farmy PV na gruntach słabszych rolniczo, zdegradowanych lub poprzemysłowych,
- projektować instalacje w sposób bardziej zwarty, tam gdzie pozwala na to teren,
- łączyć fotowoltaikę z innymi funkcjami, np. z uprawami odpornymi na częściowe zacienienie (agrofotowoltaika).
Takie podejście zmniejsza presję na najlepsze ziemie rolne i na obszary cenne przyrodniczo, a jednocześnie nie blokuje rozwoju energetyki słonecznej.
Polityka lokalna może przesądzić o tym, ile miejsca zajmą panele
Naukowcy zwracają uwagę, że różnice kosztów i dostępności ziemi między regionami są na tyle duże, że nie ma jednego idealnego modelu. To lokalne regulacje, systemy wsparcia i planowanie przestrzenne decydują, czy inwestor wybierze dach, parking, pole uprawne, czy hałdę po dawnej kopalni.
Jeżeli polityka publiczna premiuje rozwiązania ograniczające zużycie gruntu – na przykład poprzez dopłaty do instalacji dachowych lub ułatwienia dla inwestycji na terenach zdegradowanych – udział fotowoltaiki „bezkonfliktowej” może rosnąć bardzo szybko. W przeciwnym przypadku inwestorzy wybierają zwykle najprostszą, a niekoniecznie najbardziej przyjazną przestrzennie drogę.
Co warto wiedzieć, planując własną instalację lub lokalną strategię
Dla indywidualnych odbiorców kluczowa informacja jest prosta: domowe instalacje na dachu praktycznie nie konkurują o teren z innymi funkcjami. Wykorzystują powierzchnię, która i tak jest zajęta przez budynek. Z punktu widzenia gminy czy państwa każda taka inwestycja to czysta korzyść dla bilansu terenu.
Dla samorządów i planistów przestrzennych te badania są sygnałem, że warto tworzyć mapy terenów najlepiej nadających się pod większe farmy PV, uwzględniające zarówno nasłonecznienie, jak i wartość przyrodniczą oraz rolniczą gruntów. Im wcześniej taki porządek powstanie, tym mniej konfliktów i protestów przy dużych inwestycjach.
W praktyce najmniej problematyczne okazują się: nieużytki, tereny po wysypiskach, hałdy, dawne pola górnicze, pasy wzdłuż autostrad czy linie kolejowe. W połączeniu z dynamicznym rozwojem instalacji dachowych tworzy to miks, który pozwala rozwijać fotowoltaikę szybko i bez nadmiernego „zabierania” ziemi.
