การศึกษาแนวทางการพัฒนาและติดตั้งพลังงานแสงอาทิตย์บนหลังคาโรงเรือนและประเด็นปัญหาก๊าซเรือนกระจก

CHOU,LI-YU（China Productivity Center Agricultural Innovation Department II ）

ผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงของสภาพภูมิอากาศรุนแรงมากยิ่งขึ้น ทำให้การดำเนินนโยบายพลังงานสีเขียวกลายเป็นสิ่งเร่งด่วน — สถานการณ์พลังงานแสงอาทิตย์บนหลังคาในไต้หวัน

ปัญหาการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ ทำให้นานาประเทศมุ่งเน้นการลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจก ขับเคลื่อนนโยบายการบริหารจัดการที่ยั่งยืนและการใช้พลังงานสีเขียว ตั้งแต่ปี 2559 ไต้หวันได้กำหนดทิศทางหลักในการพัฒนา 4 ด้าน ได้แก่ “ลดถ่านหิน เพิ่มก๊าซ เลิกพลังงานนิวเคลียร์ และส่งเสริมพลังงานเขียว” พร้อมวางแผนแนวทางและกลยุทธ์ในการพัฒนาพลังงานหมุนเวียนอย่างเป็นระบบ โดยตั้งเป้าหมายว่าภายในปี 2568 จะต้องมีการติดตั้งระบบผลิตไฟฟ้าจากพลังงานหมุนเวียนรวมกันให้ได้ 29 กิกะวัตต์ (GW)

ในจำนวนนี้ พลังงานแสงอาทิตย์ถือเป็นพลังงานหมุนเวียนที่มีสัดส่วนสูงที่สุด โดยต้องติดตั้งให้ได้ถึง 20 GW ภายในปี 2568 จากข้อมูลปัจจุบัน แผนพัฒนาพลังงานแสงอาทิตย์แบบติดตั้งบนพื้นดินจะครอบคลุม 12 GW ส่วนแบบติดตั้งบนหลังคา 8 GW โดย ณ เดือนตุลาคม ปี 2023 (พ.ศ. 2566) มีการติดตั้งพลังงานแสงอาทิตย์แบบพื้นดินแล้ว 4.33 GW และแบบบนหลังคา 7.33 GW ซึ่งยังคงห่างจากเป้าหมายในปี 2568 อยู่พอสมควร

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ประเด็นเกี่ยวกับพลังงานแสงอาทิตย์ได้รับความสนใจมากขึ้น โดยเฉพาะในภาคเกษตรกรรม ซึ่งรวมถึงการติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์บนพื้นที่เกษตรและปัญหาที่ถกเถียงกันอย่าง “ปลูกไฟมากกว่าปลูกพืช” หรือ “อ้างว่าเป็นพื้นที่เกษตรแต่จริง ๆ คือ พื้นที่ผลิตไฟ”

เพื่อสนับสนุนนโยบายพลังงานสีเขียวของประเทศและหลีกเลี่ยงปัญหาต่างๆ กระทรวงเกษตรของไต้หวัน (the Ministry of Agriculture) ยึดหลัก “การเกษตรเป็นหลัก แต่เพิ่มมูลค่าด้วยพลังงานสีเขียว” โดยได้ระบุใน “ระเบียบการอนุญาตใช้ที่ดินเกษตรเพื่อสิ่งก่อสร้างทางการเกษตร (the Regulations on Structuring Farming Facilities (เรียกสั้น ๆ ว่า ระเบียบอนุญาต) ว่าสามารถติดตั้งระบบผลิตไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ได้บนสิ่งปลูกสร้างที่ใช้ในภาคเกษตรกรรม และได้ส่งเสริมโครงการผสมผสานพลังงานแสงอาทิตย์กับกิจกรรมเกษตรในรูปแบบต่าง ๆ ทั่วประเทศ เช่น การติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์บนหลังคาโรงเรือนเพาะปลูก ห้องเก็บวัสดุเกษตร ลานรวบรวมผลผลิต และโรงงานแปรรูป รวมถึงการพัฒนารูปแบบฟาร์มเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำร่วมกับระบบผลิตไฟฟ้าบนพื้นดิน

นอกจากนี้ยังมีการปรับปรุงกฏระเบียบข้อบังคับอย่างต่อเนื่อง โดยปรับเงื่อนไขการขออนุญาตติดตั้งพลังงานแสงอาทิตย์บนพื้นดิน และนำผลผลิตทางการเกษตรมาเป็นหนึ่งในเกณฑ์พิจารณาในการอนุมัติโครงการติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์บนหลังคา เสริมสร้างการบริหารจัดการและตรวจสอบที่เข้มงวดยิ่งขึ้น โดยตั้งเป้าให้เกิดผลประโยชน์ทั้งต่อภาคเกษตรกรรมและพลังงานในเวลาเดียวกัน

ความสัมพันธ์ระหว่างโรงเรือนปลูกพืช (Greenhouses) กับระบบโซลาร์เซลล์บนหลังคา (Roof Solar Photovoltaic – PV System)

ในการสร้างระบบจัดเก็บและกระจายผลผลิตทางการเกษตร โรงเรือนถือเป็นหนึ่งในสิ่งปลูกสร้างสำคัญที่มีบทบาททั้งด้านเกษตรกรรมและพลังงาน ดังนั้น เมื่อมีการติดตั้งระบบแผงโซลาร์เซลล์บนหลังคา สามารถเพิ่มประสิทธิภาพในการใช้ที่ดินและเพิ่มศักยภาพด้านการพัฒนาอย่างยั่งยืนในอนาคต อีกทั้งยังสร้างรายได้เพิ่มเติม ทำให้โรงเรือนกลายเป็นสิ่งก่อสร้างที่ได้รับความนิยมในการติดตั้งระบบพลังงานแสงอาทิตย์

ระบบพลังงานแสงอาทิตย์กับโรงเรือนทำงานร่วมกันได้อย่างไรบ้าง? ตัวอย่างเช่น:

การใช้ทรัพยากรที่ดินร่วมกัน

โรงเรือนและระบบผลิตไฟฟ้าบนหลังคาต่างก็ต้องใช้พื้นที่ แต่มีหน้าที่ต่างกัน — โรงเรือนไว้ใช้สำหรับควบคุมสภาพแวดล้อมให้เหมาะสมต่อการเจริญเติบโตของพืช ส่วนแผงโซลาร์เซลล์ใช้สำหรับผลิตไฟฟ้าจากพลังงานแสงอาทิตย์ การนำทั้งสองมารวมกันจะช่วยใช้พื้นที่อย่างคุ้มค่าและประหยัดเนื้อที่ได้ในคราวเดียว

การให้ร่มเงาอย่างพอเหมาะ

เนื่องจากโรงเรือนมีจุดประสงค์เพื่อปลูกพืช จึงต้องคำนึงถึงปริมาณแสงที่พืชต้องการ ตามระเบียบอนุญาตฯ ได้กำหนดไว้ว่า พื้นที่ติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์บนหลังคาโรงเรือนต้องไม่เกิน 40% ของพื้นที่หลังคาโรงเรือนหรือระบบควบคุมสภาพแวดล้อม และควรติดตั้งบนหลังคาของพื้นที่ที่ไม่ต้องการแสงแดดโดยตรงก่อน เช่น ห้องเก็บของหรืออาคารประกอบต่าง ๆ จากนั้นจึงกระจายแผงโซลาร์เซลล์ในพื้นที่ปลูกพืชอย่างระมัดระวังเพื่อไม่ให้แสงแดดที่พืชต้องการลดลงมากเกินไป

ด้วยข้อกำหนดนี้ แผงโซลาร์เซลล์บนหลังคาจึงไม่สามารถคลุมพื้นที่ทั้งหมดได้ แต่จะช่วยให้มีร่มเงาในระดับที่เหมาะสม เช่น ลดการระเหยของน้ำจากใบพืชและรักษาสภาพแวดล้อมให้พืชเติบโตได้อย่างคงที่มากขึ้น

ตัวอย่างเชิงปฏิบัติ

ตั้งแต่ปี 2562 สมาคมอนุรักษ์ธรรมชาติและวัฒนธรรมท้องถิ่นหลินจื่อเปียน (Linbian Township) เมืองผิงตง ได้ร่วมมือกับสถานีปรับปรุงพันธุ์พืชของกระทรวงเกษตรในเมืองเถาหยวนและเกาสง ในการทดลองปลูก “วานิลลา” พืชเศรษฐกิจมูลค่าสูงใต้แผงโซลาร์เซลล์ เนื่องจากวานิลลาเป็นพืชที่ต้องการแสงน้อย ชอบความชื้นและสภาพแวดล้อมกึ่งร่มเงา แสงแดดแรงจัดอาจทำให้ต้นเสียหาย ดังนั้นการติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์บนโรงเรือนจึงช่วยลดความเสียหาย ลดต้นทุน และเพิ่มผลผลิตได้อย่างมีประสิทธิภาพ

การเสริมพลังงานจากแผงโซลาร์เซลล์บนหลังคาโรงเรือน

โรงเรือนจำเป็นต้องใช้พลังงานอย่างมากเพื่อควบคุมสภาพแวดล้อมให้เหมาะสมกับการเพาะปลูก เช่น ระบบควบคุมอุณหภูมิ ระบบรดน้ำอัตโนมัติ ฯลฯ ซึ่งแม้พื้นที่การผลิตจะมีจำกัด แต่การติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์บนหลังคาโรงเรือนสามารถช่วยจ่ายพลังงานให้ระบบเหล่านี้โดยตรง ลดความร้อนสะสมในสิ่งปลูกสร้าง และลดต้นทุนด้านพลังงานของผู้ประกอบการ อีกทั้งยังสร้างรายได้เสริม ทำให้ภาพรวมของการบริหารจัดการมีประสิทธิภาพมากขึ้น อย่างไรก็ตาม มีข้อจำกัดและความท้าทายที่ควรพิจารณา ได้แก่:

ต้นทุนในการก่อสร้างและบำรุงรักษา

การสร้างโรงเรือนที่สามารถรองรับน้ำหนักของแผงโซลาร์เซลล์บนหลังคาได้ต้องใช้โครงสร้างที่แข็งแรงขึ้น ทำให้ต้นทุนเพิ่มขึ้น อีกทั้งยังมีค่าใช้จ่ายจากการติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์และการเดินระบบไฟฟ้าประกอบ ซึ่งอาจทำให้ต้นทุนรวมของเกษตรกรเพิ่มสูงขึ้นอย่างมาก

ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม

การผลิตและจัดการแผงโซลาร์เซลล์อาจก่อให้เกิดผลกระทบบางประการต่อสิ่งแวดล้อม โดยเฉพาะในประเด็นเกี่ยวกับการรีไซเคิลแผง Solar Cell เมื่อหมดอายุการใช้งาน ซึ่งเป็นข้อกังวลที่เกษตรกรยกขึ้นมาหารือบ่อยครั้ง ระหว่างการสำรวจความพร้อมในการติดตั้งระบบพลังงานแสงอาทิตย์ของหน่วยงานรัฐตั้งแต่ปี 2563 การใช้พลังงานหมุนเวียนควรคำนึงถึงความยั่งยืนของสิ่งแวดล้อมโดยรอบ เพื่อไม่ให้สวนทางกับเป้าหมายของการพัฒนาที่ยั่งยืน

ข้อจำกัดด้านการเลือกพืชปลูก

แม้ระบบแผงโซลาร์เซลล์จะให้ร่มเงาบางส่วน ซึ่งช่วยรักษาความชื้นในโรงเรือน แต่ก็อาจทำให้ปริมาณแสงที่พืชบางชนิดต้องการไม่เพียงพอ ดังนั้น การเลือกชนิดของพืชที่สามารถปลูกได้ในสภาพแวดล้อมดังกล่าวจะต้องพิจารณาอย่างรอบคอบ เพื่อไม่ให้สูญเสียประสิทธิภาพของโรงเรือนหรือเพิ่มต้นทุนโดยไม่จำเป็น

ตัวอย่างเช่น วานิลลา ที่กล่าวไว้ก่อนหน้านี้ แม้จะเติบโตได้ดีในโรงเรือนที่มีแผงโซลาร์เซลล์ให้ร่มเงา แต่ตลาดภายในประเทศสำหรับวานิลลานั้นเริ่มอิ่มตัวแล้ว อีกทั้งยังต้องใช้ระยะเวลานานในการเติบโต ต้องอาศัยแรงงานในการผสมเกสร และมีอัตราการหลุดร่วงของผลสูง ทำให้การคืนทุนใช้เวลานาน ดังนั้น การเลือกปลูกพืชในโรงเรือนที่ติดตั้งระบบพลังงานแสงอาทิตย์ควรผ่านการวิเคราะห์อย่างรอบด้านเพื่อให้เหมาะสมและคุ้มค่าที่สุด

บทสรุป

การแก้ไขปัญหาเกี่ยวกับพลังงานแสงอาทิตย์ในภาคการเกษตร ความท้าทายในการใช้พลังงานในการเกษตรและการผลักดันการเปลี่ยนแปลงด้านพลังงาน ถือเป็นประเด็นสำคัญที่ต้องพิจารณาอย่างต่อเนื่องในอนาคต โดยแนวทางการทำงานของโรงเรือนกับแผงโซลาร์เซลล์บนหลังคา นับเป็นหนึ่งในวิธีการที่มีศักยภาพสูง สอดคล้องระหว่างภาคเกษตรกรรมและพลังงาน ซึ่งสามารถตอบสนองความต้องการพลังงานในปัจจุบัน ควบคู่ไปกับการเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตในภาคเกษตร

อย่างไรก็ตาม แนวทางนี้ยังคงมีข้อจำกัดและความท้าทายที่ต้องการการแก้ไข จึงจำเป็นต้องอาศัยการบูรณาการองค์ความรู้จากหลากหลายสาขา และความร่วมมือจากทุกภาคส่วน พร้อมทั้งอาศัยเทคโนโลยีที่ก้าวหน้าและนวัตกรรมอย่างต่อเนื่อง เพื่อพัฒนาเกษตรกรรมอย่างยั่งยืน และเดินหน้าไปสู่เป้าหมายของการปรับเปลี่ยนการใช้พลังงานในอนาคต โดยไม่ละทิ้งความสมดุลระหว่างประสิทธิภาพและความยั่งยืนในระยะยาว