Использование искусственного интеллекта (ИИ) стремительно растёт. Согласно отраслевому отчёту, в 2025 году более 50% нового интернет-контента было создано ИИ, пишет theconversation.com.
Весь этот ИИ потребляет огромное количество энергии. Он создаёт нагрузку на электросети, повышает стоимость электроэнергии для потребителей и нарушает планы крупномасштабного планирования электросетей.
И «энергетический кризис ИИ» углубляется. Международное энергетическое агентство прогнозирует, что к 2030 году глобальный спрос на электроэнергию со стороны центров обработки данных удвоится, превысив сегодняшнее потребление электроэнергии в Японии.
В то же время, солнечные фотоэлектрические технологии, использующие энергию солнца для выработки электроэнергии, предлагают самую дешевую энергию в истории планеты. Этот сектор быстро развивается.
Однако как солнечные, так и проекты в области искусственного интеллекта угрожают захватить ценные сельскохозяйственные земли, вызывая общественные протесты.
Новое исследование, которое провела команда под руководством Джошуа М. Пирса — профессора кафедры информационных технологий и инноваций имени Джона М. Томпсона в Университете Западного Онтарио, — показывает, что очень перспективным решением может стать «агровольтаика», когда земля используется как для выработки электроэнергии, так и для производства продуктов питания.
Исследователи обнаружили, что агровольтаика является жизнеспособным способом удовлетворения растущих потребностей в энергии в США, одновременно увеличивая производство продуктов питания.
В Канаде агровольтаика могла бы производить достаточно электроэнергии, чтобы полностью исключить необходимость использования ископаемого топлива в энергосистеме, используя менее 1% сельскохозяйственных земель страны.
Что это такое?
Агровольтаика позволяет фермерским общинам вырабатывать электроэнергию с помощью фотоэлектрических панелей, продолжая при этом производить продукты питания, иногда с еще более высокими урожаями, чем раньше.
В исследовании рассмотрены два типа агровольтаики – вертикальные и одноосевые солнечные батареи с трекером, – поскольку оба типа могут быть интегрированы в большинство фермерских хозяйств без ущерба для основной деятельности.
Вертикальные агровольтаические системы представляют собой, по сути, ограждения из солнечных панелей. Они расположены достаточно далеко друг от друга, чтобы фермеры могли проезжать на тракторах, комбайнах и другой технике вдоль рядов поля, не задевая их.
В агровольтаических системах используется тот же принцип – просто расстояние между панелями увеличивается. Однако трекеры отслеживают положение солнца и, следовательно, производят больше энергии с каждой панели. При работе в сельском хозяйстве они располагаются вертикально, как и ограждения.
Оба этих типа солнечных агровольтаических систем практически не влияют на количество солнечного света, попадающего на посевы, поэтому хорошо подходят для большинства культур.
Благоприятный микроклимат
Несколько исследований самых разных сельскохозяйственных культур, включая базилик, брокколи, сельдерей, перец чильтепин, кукурузу, маис, салат, пастбищную траву, картофель, шпинат, помидоры и пшеницу, показали, что агровольтаика может увеличить урожайность. Например, урожай клубники в Онтарио увеличился на 18% в обычный год.
Это происходит потому, что агровольтаические солнечные панели могут создавать «эффект экрана», формируя благоприятный микроклимат, в котором растения частично защищены от солнца, жары и ветра.
Этот защитный эффект зависит от погоды. Например, агровольтаика обычно помогает салату, но жаркое лето прошлого года усилило этот эффект, так что свежая масса салата увеличилась более чем на 400% по сравнению с контрольными растениями без затенения и более чем на 200% по сравнению со средним национальным урожаем.
Исключение ископаемого топлива
В исследовании были использованы данные о потреблении энергии центрами обработки данных на уровне штатов США и смоделирован потенциал генерации электроэнергии с помощью агровольтаики.
Было изучено, какую часть спроса цифрового сектора можно реально удовлетворить с помощью агровольтаики. Также изучили, сколько сельскохозяйственных земель потребуется для инвестиций в солнечную энергетику, чтобы покрыть нагрузку от искусственного интеллекта в американских штатах, где расположены крупнейшие центры обработки данных.
Результаты исследования показали, что вертикальная агровольтаика требует всего от 0,003% до 2% сельскохозяйственных земель в целевых штатах. Это практически ничего. Одноосевые трекеры требуют еще меньше — от 0,001% до 0,548%.
Энергетический кризис, связанный с искусственным интеллектом в Америке, можно было бы предотвратить, установив одноосевые трекеры максимум на 0,5% территории в менее развитых в сельскохозяйственном отношении штатах.
Канада находится в еще более выгодном положении – используя менее 1% сельскохозяйственных земель, страна могла бы производить достаточно электроэнергии, чтобы полностью отказаться от ископаемого топлива. Это включало бы энергию для всего, а не только для искусственного интеллекта.
Двойной источник дохода
Агровольтаика сохраняет рабочие места в сельском хозяйстве, увеличивает поставки продовольствия и значительно повышает доходы фермеров благодаря высокой ценности производимой солнечной электроэнергии.
Она предлагает двойной источник дохода: один от продажи сельскохозяйственной продукции, а другой — от продажи электроэнергии или компенсации потребностей фермера в электроэнергии.
Неудивительно, что агровольтаика быстро растет, и рынок уже достиг более $14 млрд в мировом масштабе. Даже Ватикан теперь работает на энергии агровольтаики.
Решение для Молдовы?
В Республике Молдова нет ограничений на размещение солнечных панелей на землях сельхозназначения, как в провинции Онтарио в Канаде. Фотоэлектрические системы можно устанавливать без изменения целевого назначения участка. Однако существуют строгие экологические ограничения для защиты почвы:
— Без капитального фундамента. На сельскохозяйственных землях категорически запрещено бетонирование. Монтаж должен осуществляться на сваях или наземных конструкциях, которые легко демонтируются.
— Сохранение плодородия. Конструкции не должны препятствовать уходу за почвой. Как правило, участки под панелями продолжают использовать под выпас скота или оставляют засеянными травой.
— Процедура. Изменение категории земли из сельскохозяйственной в энергетическую не требуется, что существенно упрощает бюрократический процесс установки.
Многие фермеры в Молдове уже используют панели для собственных нужд в рамках программы Net Billing (чистого выставления счетов).
Это позволяет: закрыть собственные потребности в электричестве (насосы для полива, холодильное оборудование, склады); передавать излишки в сеть и использовать накопленные кВт·ч в пиковые сезоны (например, летом при активном орошении); получать статус «Eligible Producer» (правомочного производителя) и продавать излишки энергии в общую сеть по гарантированным тарифам.
Остаётся изучить возможности агровольтаики, рассмотренные в исследовании канадских ученых: вертикальные и одноосевые солнечные батареи с трекером, которые могут быть интегрированы на большинстве ферм без неудобств для фермеров и без потерь для урожая.
