Güneş Panelleri Altında Çiçekler Açıyor

Birleşmiş Milletler tarafından “Dünyanın yaşama en elverişsiz yeri” olarak tanımlanan Çin’in Ningxia bölgesinde, agrivoltaik tarımla çeşitli bodur sebze ve meyveler yetiştirildi ve çöl bir cennete dönüştü. %30 civarlarında olan bitki örtüsü, %85’lere ulaştı. Bu proje için gerekli teknik ekipman, aslında cep telefonu üreticisi olarak bilinen Huawei tarafından sağlandı. Başlangıçta, toprağı verimli hale getirmek amacıyla yüz kilometrelik bir alana yonca ekildi. Hatta Liupan Dağı Çiçek Festivali aracılığıyla, Çin’in modern tarımdaki bu dikkat çekici başarısı tüm dünyaya sergileniyor. Koyu mavi agrivoltaik güneş panelleri okyanus benzeri bir görünüm yaratıyor. Güneş ışığını emen iki milyondan fazla fotovoltaik panel (PV) ile dünyanın en büyük PV enerji santrali kurulurken, bu panellerin altında Japon tıbbının en önemli bileşenlerinden olan goji berry (kurt üzümü) de dahil çeşitli sebzeler yetiştiriliyor.

Panel bakımı, bitki üretimi, depolama ve pazarlama alanlarında çalışmak üzere seksen bin kişi istihdam edildi. Çin’in yoksulluğu azaltmaya dair projelerindeki en etkili girişimlerden biri agrivoltaik tarım, hem Çin için hem de dünya için bir dikkat çekici bir modeli ifade ediyor. Çin’in 2025 yılına yönelik “gıda sektöründeki kırılganlığı azaltma” planının önemli bir hususu da devasa güneş enerjisi çiftliklerinde tek yıllıklardan çok yıllıklara kadar çeşitli ürünler yetiştirmek, teknolojik gelişmelere öncülük etmek ve ekosistemleri restore etmektir.

Çin geçen yıl 210 gigawatt (GWh) güneş paneli kurdu —bu sayı ABD’nin şu ana kadar kurduğu panellerin toplam kapasitesinin iki katı— ve 2026 sonuna kadar mevcut küresel kapasitenin iki katı olan 1.000 gigawatta ulaşmayı hedefliyor. WNA’ya (Dünya Nükleer Birliği) göre Çin, mevcut durumda Rusya’nın liderlik ettiği nükleer enerji pazarında kontrol sahibi olmak ve teknoloji ihraç etmek için 26 nükleer enerji santrali inşa ediyor. Bununla birlikte, güneş panelleri altında tarım yapmak gıda açığını azaltmaya da yardımcı oluyor.

Türkiye’nin güneş takip sistemine sahip ilk agrivoltaik tarım alanı Ankara Ayaş’ta bulunuyor ve güneş panellerinin altında domates, biber ve patlıcan yetiştiriliyor. ODTÜ-Günam Modül Teknolojileri Birim Koordinatörü Doç. Dr. Talat Özden ve OxoTracker gibi şirketlerin uzmanlarından oluşan bir ekip, güneş panellerinin altında yapılacak en verimli tarımsal üretim koşullarını araştırıyor. OxoTracker, güneşin hareketlerine duyarlı bir şekilde hareket edebilen 3,5 metre yüksekliğinde enerji panelleri üretti. Yüksek üretildikleri için traktörlerin ve diğer tarım makinelerinin ekim, bakım ve hasat faaliyetlerinde hiçbir engel teşkil etmiyor.

Nature Dergisi’nde yayınlanan bir çalışma, geleneksel tarım ile agrivoltaik tarım arasındaki farklılıkları ele aldı. Ortaya çıkan sonuca göre, agrivoltaik sistemler hem buhar basıncını azaltıyor hem de geleneksel tarıma kıyasla %15 daha fazla toprak nemi tutuyor. Dolayısıyla su kullanımının %65 oranında azaldığı ortaya çıkıyor. Sonuçlara göre agrivoltaik tarımda fotosentez oranları artıyor, panel sıcaklıkları %9 düşüyor ve elektrik üretim verimliliği artış gösteriyor. Biberlerin rekoltesi üç katına, domateslerin rekoltesi ise iki katına çıkıyor. Hatta çeri domates gibi ürünlerdeki su tüketimi %65 oranında azalıyor.

Alman Standardizasyon Enstitüsü’nün (GSI) 91434 numaralı mevzuatına göre, tarımsal üretim ve elektrik üretimi aynı alanda gerçekleştirilebiliyor. Mevzuat, güneş enerjisi panellerinin sadece meyve, sebze ve bağcılıkta değil; otlaklar, meralar, seralar ve balık çiftliklerinde de uygulanmasına izin veriyor. İlk olarak 2012 yılında kurulan agrivoltaik çiftlikler şu anda dünya genelinde 14 GWp’yi aşmış durumda. Japonya, üç bin agrivoltaik çiftlikle liderken onu Çin, ABD ve Fransa takip ediyor.

Güneş panelleri altında yetiştirilecek ürünler, coğrafi konuma ve iklim koşullarına göre değişkenlik gösteriyor. Yine de gölgede büyüyebilen meyve ağaçları, patates, kök sebzeler, domates ve üzüm, agrivoltaik tarımda oldukça verimlidir. Şeffaf güneş panelleri bitkileri dolu, don ve şiddetli yağmur gibi doğa olaylarından korur ve aynı zamanda bitkilerin maruz kalabileceği kuraklığı da azaltır. Yağmur suyundan yararlanmanın yanı sıra, agrivoltaik tarım toprağın yenilenmesine de yardımcı olur. Yapay zeka ve güneş takip sistemleri ile gıda üretiminin geleceği, verimli kaynak yönetimi sayesinde güneş panelleri altında hızla büyüyor.

Agrivoltaik terimi ilk kez Christophe Dupraz tarafından ortaya atılmıştı. Dupraz’ın araştırmaları, güneş panelleri altında toprak nem seviyesinin %35 ila %73 oranında arttığını ortaya koymuştur. Bilim insanları güneş enerjisi ve tarımsal üretim arasındaki pozitif etkileşimi artırmayı hedefliyor. İsviçre’de yapılan bir araştırma, agrivoltaik çiftliklerde toprak verimliliğinin %64 oranında artığını gösteriyor.

Agrivoltaik sistemlerin bir diğer avantajı da yerel enerji üretimi ve tüketimidir. Endüstriyel tesislerin yakınında agrivoltaik çiftlikler kurmak, işletmelere hem enerji hem de gıda sağlama imkanı veriyor. Okullar, üniversiteler ve şehirler gıda kırılganlığını azaltmak ve gıda çöllerini ortadan kaldırmak için agrivoltaik tarımlardan yararlanabilir.

Güneş enerjisi konusunda uzmanlaşmış bir araştırma merkezi olan Solar 3GW, enerji güvenliği, iklim değişikliği ve tarım arazileri üzerindeki etkilerini inceleyen Agrivoltaik Güneş Çiftlikleri üzerine bir rapor yayınladı. Raporda ayrıca agrivoltaik tarıma daha fazla yatırım almak için gereken mevzuat değişiklikleri de tartışılıyor. Türkiye’nin tarım arazilerinin giderek azaldığı göz önünde bulundurulduğunda, agrivoltaik tarım doğal kaynakları koruma, su verimliliğini ve ürün çeşitliliğini artırma açısından önemli bir araç olarak öne çıkıyor. Tarım arazileri üzerindeki yeni güneş enerjisi tarlaları, mahsulleri ekstrem iklim koşullarından koruyacak, verimi artıracak ve elektrik maliyetlerini en aza indirecektir. Hatta küçük çiftçiler ek gelir elde etmek için ihtiyaç fazlası elektriği satabilecekler.

Solar 3GW Yönetim Kurulu Başkanı Yusuf Bahadır Turhan’a göre, “Agrivoltaik tarım iklim krizlerini, enerji zorluklarını ve tarım sektöründeki zorlukları için önemli bir hedef.” Agrivoltaik güneş panelleri; enerji, teknik ekipman ve ziraat mühendisleri arasındaki disiplinler arası iş birlikleri sayesinde yeşil endüstrilerin geleceğini temsil ediyor.

Agrivoltaik çiftliklerle ilgili en büyük tartışmalardan biri ruhsatlandırma sürecidir. “Tarımı destekleyen yenilenebilir kaynak uygulaması” olarak tanımlanan agrivoltaik çiftliklere şu an için sadece tarıma elverişli olmayan arazilerde izin veriliyor. Mevcut düzenlemeler gözden geçirilirse ve agrivoltaik çiftlikler için ruhsat verilirse, normalde tarıma elverişli olmayan bu araziler de ekonomiye entegre edilebilir. Sektör bu entegrasyon için gerekli altyapıyı hazırlarken, enerji lobilerine karşı uzun soluklu bir mücadele de kaçınılmaz görünüyor. Agrivoltaik çiftliklerdeki tarımsal üretim Tarım ve Orman Bakanlığı tarafından denetlenecek, enerji üretimiyse Enerji ve Tabii Kaynaklar Bakanlığı tarafından denetlenecektir. Güneş enerjisi çiftliklerinin toprak ve arazi kullanımı üzerindeki çevresel etkilerini değerlendiren raporlar şu anda hazırlanmaktadır. Agrivoltaik projelerin entegrasyon maliyetlerini düşürmek için mali teşvikler ve destek mekanizmaları getirilebilir.

OxoTracker şu anda deney alanlarından gelen her türden tarımsal ve enerji kaynaklı veriyi yapay zekâ ile analiz ederek uzun vadede Türkiye’nin agrivoltaik tarım haritası ve yatırımcı fizibilite raporunu hazırlıyor.  Veriler, agrivoltaik sistemin tarımı iklimsel risklerden nasıl koruyacağı, Türkiye’de tarıma ve ekonomiye ne kadar katkı sunacağı, bölgelere göre hangi ürünlerin yetiştirilebileceğine yönelik tahminler sunacak. Agrivoltaik sistem ile kırsala gereken enerji sağlanabilir.

Paneller sadece enerji üretmekle kalmıyor, panellerin altında sera etkisi oluştuğundan su ve enerji tüketiminde tasarruf sağlıyor. Panellerin altındaki mahsuller buharlaşma ve yansıma gibi nedenlerle ortamı soğuttuğundan enerji panellerinin ömrü de uzuyor.

Cornell Üniversitesi Profesörlerinden Max Zhang şöyle ifade ediyor: “İklim değişikliğiyle mücadele ederken hem yenilenebilir enerji kullanmak hem de tarım arazilerini koruma zorunluluğumuz var, panellerin altına soya fasulyesi ekerek sıcaklığı 10 derece düşürebiliyoruz.”

Tarımın geleceği böyle bir tasarım aşamasındayken, endüstrinin her bir paydaşı büyük resme katkı sunma, maliyetleri düşürme ve pazarı genişletme amaçlı teknoloji geliştirmeye odaklanmış durumda. Modern agrivoltaik tarım on yıl içinde farklı fonksiyonlarla tarım ekosistemini iklim felaketinden kısmen de olsa koruyabilir. Malzeme tasarımcılarının gündeminde tarıma entegre edilmiş işlevsel ürünler var. Agrivoltaik tarımın en önemli yapıtaşı yapımında kullanılan metaller. Malzeme mühendislerinin yeni görevi güneş enerji panellerini rüzgâr, sel, güneş, yağmur gibi ekstrem hava koşullarına karşı koruyacak malzeme üretmek. 

Antalya, Konya, İzmir ve Şanlıurfa gibi şehirler geniş tarım arazilerine sahip olmalarıyla öne çıkıyor. Bu şehirlerdeki nüfusun maddi gelişimi için aynı arazide hem enerji hem de gıda üretmek oldukça önemlidir. Dolayısıyla agrivoltaik güneş enerjisi çiftlikleri, kendi kendine yeten şehirler yaratmak için eşi görülmemiş bir fırsat sunuyor.

Agrivoltaik çiftliklerindeki enerji tüketimi 5 MW’tan 2,9 GW’a çıktı. ABD Ulusal Yenilenebilir Enerji Laboratuvarından yapılan açıklamaya göre “1 milyon dönümlük tarım arazisine kurulacak güneş panelleri, ABD’nin enerji ihtiyacının yüzde 20’sini üretebilir, hatta bu üretim esnasında, tarımsal ürünler de yetiştirilebilir. Bu, her yıl 330 bin 470 metrik ton karbon salınımını azaltmak demektir ve trafikten 71 bin arabayı çekmeye denktir. 1,2 trilyon dolarlık yatırımla, mevcut güneş panellerinin sayısını yedi kat artırmak mümkün. Bilim insanlarına göre yatırım maliyeti ABD yıllık bütçesinin sadece yüzde 1’i. Yatırımın 17 yıl içinde kendini amorti edeceğini düşünürsek devlet desteğiyle yapılması mümkün görünüyor. 17 yıl sonra, yıllık 36 milyar dolarlık gelir elde etmek için bu devasa yatırım göze almaya değer. Uzmanlara göre, güneş panellerinin altında yetiştirilecek tarım ürünleriyle ABD’nin gıda ihtiyacı karşılanabilir. 

Enerjiye olan talep her geçen gün artıyor. Bu talep şöyle bir soruyu ortaya çıkarıyor: Nasıl düşük maliyetli, çevre dostu enerji üretebiliriz? Türkiye’deki toplam elektrik üretimi 302 terawatt-saat ve bunun %5’i rüzgârdan, %7’si ise güneş enerjisinden geliyor. Türkiye, G20 ülkeleri arasında yenilenebilir elektrik üretiminde beşinci sırada yer alıyor. Aynı zamanda bu konudaki AR-GE çalışmaları da her geçen gün artıyor.

2020 Avrupa Birliği Yeşil Mutabakatı kapsamında yeşil enerji sektörlerinin önemi artacak. Enerji tüketiminin en az %32’sinin yenilenebilir enerjiden karşılanma ve sera gazı emisyonlarını %55 düşürme taahhüdü hâlâ gündemde. İhracatta karbon vergisi uygulaması hiç kuşkusuz ticari ilişkileri ve ihracatçı firmaları oldukça etkileyecek. Dolayısıyla agrivoltaik tarım, Türkiye gibi yüksek ışınım değerlerine sahip ülkeler için bir şans.

Uluslararası Yenilenebilir Enerji Ajansı (IRENA) tarafından yapılan araştırmada, güneş enerjisi üretiminin her yıl %10 oranında artacağı öngörülüyor. 2050 yılına kadar küresel elektriğin %25’inin güneş enerjisinden elde edilmesi bekleniyor. Bu durum, aslında agrivoltaik tarımın bir seçenek değil, bir zorunluluk olduğunu ifade ediyor.

Güneş panelleri enerji üreten bir kaynak olmanın yanı sıra sürdürülebilir tarımın da geleceği. Agrivoltaik güneş panellerinin gölgesinde yetişen umut, paylaşım, eğitim olanakları, gelişmeye açıklık, çevre farkındalığı ve tarih bilinci gibi şeyler, yeni beslenme kültürünü büyütüyor.