Energia e segurança alimentar – uma oportunidade para os agricultores

A situação atual obriga os países europeus a reconsiderar sua matriz energética. Na França, assim como na Alemanha, o lema é: distanciar-se do gás e do óleo para alcançar independência energética, mas também neutralidade de CO₂. Contudo, os custos adicionais das tecnologias e a falta de mão de obra qualificada não pode ser ignorada.​​​​​​

Nesse contexto, o agrivoltaico é especialmente promissor. A terraHORSCH conversou com pessoas ativamente envolvidas nessa mudança: Christian Huyghe, presidente do centro nacional de pesquisa, inovação e treinamento em agrivoltaico, os dois fazendeiros Jean Philippe Delacre e Sylvain Raison, Pierre Détain, responsável pelo desenvolvimento de energias renováveis na Dijon Céréales, e Paul Buffler, contato do setor de agrivoltaico na cooperativa Alliance de coopératives Bourgogne Franche-Comté (BFC).

Módulos fotovoltaicos e agricultura – uma realidade?

Mudança climática, demanda de energia, expectativas sociais, redução de aditivos agrícolas, gestão da água, comércio, foco no cliente. Esses são os motivos pelos quais o setor agrícola e, especialmente, a Alliance BFC, levantou o debate sobre a energia solar. "Precisamos de grupos grandes como o TSE ou Total Energies para impulsionar esses projetos importantes. Desenvolver energias renováveis é uma oportunidade para nós, agricultores. Temos que fazer isso juntos e de modo construtivo para criar uma base sólida para a transição energética", explica Pierre Détain.
Jean-Philippe Delacre confirma: "O ambiente agrícola está se tornando cada vez mais difícil, especialmente em solos rasos, em calcário, em solos argilo-calcários onde as rotações tradicionais (p. ex: trigo-cevada-colza) ficam cada vez mais difíceis. Por causa de problemas com pestes e com a mudança climática, precisamos encontrar uma base de renda estável que fortaleça nossos agricultores e nos ajude a resistir a flutuações de preços. Em 2003, passamos por nossa primeira grande estiagem. Quando voltei para a fazenda, em 2017, tivemos que lidar com três anos consecutivos de instabilidade climática extrema.
O volume de chuva por ano não mudou, mas a distribuição sim. Nós, com nossos solos rasos, somos os primeiros afetados por essas condições difíceis. Por exemplo, na floresta adjacente a nossos campos, 30% da população de faia morrem gradualmente. Entre 1960 e 1990, manter nossa fazenda era viável por conta dos subsídios CAP e dos baixos custos de commodities, mas os subsídios diminuíram. Máquinas, fertilizantes, produtos de cuidado com a cultura estão cada vez mais caros. As iniciativas de converter a terra usada para pecuária em terra agrária estão desaparecendo cada vez mais. Nessas condições, está ficando difícil manter essa terra como terra agrária.

Tentamos praticamente de tudo para conseguir viver da agricultura. Mas plantas que crescem em condições secas, sem fertilizantes e que são fáceis de comercializar não existem. Pouca distância de transporte sempre foi um argumento forte, mas nossa região não é muito turística e o número de habitantes por km² é baixo. Na nossa comunidade, a viticultura também não é uma opção.
Não pertencemos nem ao departamento de Yonne (Chablis) nem ao de Aube (Champagner), embora tenhamos clima e solo semelhantes. Em nossas terras, também não nos é permitido produzir o espumante Crémant (Bourgogne). A cultura de frutíferas seria uma possibilidade com árvores que dessem frutos em 10 anos. Nesse caso, demoraria um bom tempo para ter lucros. Tratei profundamente de desenvolvimento sustentável e do tema de energia. Até um grão de semente produz energia, então, de certo modo, já somos produtores de energia. Por que não produzir também eletricidade?"
Pierre Détain explica: "Procuramos um indicador-chave para medir os benefícios do projeto agrivoltaico por bastante tempo. Nós o encontramos com o Índice de Equivalência de Terra (IEA) que já é usado na silvicultura. Com o IEA, você consegue avaliar a eficiência da combinação (cultura + fotovoltaico) no ciclo de desenvolvimento. Ele compara os rendimentos da combinação (ou a produção de energia) com o rendimento dos componentes individuais.
O IEA corresponde à área de uso monotípico exigida para alcançar o mesmo rendimento que com a combinação. Ao produzir energia em um hectare com módulos verticais a cada 12 m combinados com o cultivo de trigo orgânico com um rendimento de 3 t por ha, o IEA sobe para 1,33. Isso significa que: Dois hectares com trigo e módulos fotovoltaicos combinados produzem 33% a mais do que um hectare com somente trigo ou somente módulos.
Nesse contexto, o IEA mede as interações positivas e negativas que podem ocorrer na produção alimentícia e energética. Se, por exemplo, a competição por luz é acirrada, o IEA é desfavorável. No entanto, se a sombra protege as plantações de instabilidade climática, o IEA é vantajoso para a combinação de módulos e cultura."

Agrivoltaico: comparação dos projetos

Há dois tipos de projetos. Vamos apresentar dois clientes que optaram por duas versões completamente diferentes.
Em 2022, Sylvain Raison escolheu uma cobertura fotovoltaica. Foram instalados 5.500 módulos em uma área de 3 ha em Amance, no departamento de Haute Saône – bem no meio da fazenda de 850 ha. Com altura de 5 m e espaçamento entre postes de 27 m, no seu ápice o sistema é capaz de produzir 0,85 MW e foi conectado à rede em 2023. Os módulos captam 60% da luz e seguem o curso do sol, de leste a oeste, por meio de motores.
Diferentes cenários climáticos podem ser programados. Por exemplo, se chover, os módulos primeiro se inclinam em 45° e são assim lavados. A seguir, são totalmente dobrados para dentro para que a água seja distribuída homogeneamente no campo. A manutenção das cordas que suspendem os módulos é realizada por uma empresa que, na verdade, é especializada em teleféricos. Isso pode ser feito de fora do terreno, ou seja, sem afetar a plantação. Se um motor falhar, a empresa de energia espera até que o desenvolvimento da plantação tenha terminado antes de interferir com um andaime de trabalho. A falha de alguns motores não afeta a produção final de energia.

Em 2021, Jean-Philippe Delacre, agricultor em Chanay, no departamento Côte d’Or, optou por módulos verticais com espaçamento de 12 m para que ainda pudesse usar seus dois Joker 8 RT e o Terrano 8 FM, como sempre. Os módulos produzem 0,237 MW por hectare no seu ápice e estão voltados para a direção norte-sul. Por sua orientação vertical, eles produzem menos energia, mas sua instalação é mais barata e exigem menos manutenção. Jean-Philippe Delacre acrescenta:
"Apesar de os tradicionais módulos fotovoltaicos voltados para o sul com inclinação de 35% produzirem eletricidade de acordo com a curva de Gaussian, a vantagem desses módulos é que produzem de acordo com uma curva M. Eles são mais produtivos em tempos de consumo tradicionais, ou seja, de manhã e à noite. Isso elimina alguns dos problemas de armazenamento, já que a eletricidade é consumida imediatamente". Ele está testando duas marcas desses módulos de dois lados com diferentes características.
Até agora, a poeira criada pelas diversas operações no campo não se aglomerou nos módulos e não reduziu a eficiência do sistema.
Ambos os projetos são promovidos, desenvolvidos e patrocinados por um consórcio formado pela Alliance BFC e os provedores de energia Total Energies (Jean-Philippe Delacre) e TSE (Sylvain Raison). Não é necessário financiamento público para a construção das instalações. Os custos fixos de planejamento e conexão são os mesmos nos dois projetos. A empresa de energia se responsabiliza pelo projeto preliminar, pelo planejamento, instalação, conexão, manutenção e reciclagem. "Isso é muito tranquilizador", afirmam os dois agricultores.
Ambos os fazendeiros recebem por MW ou por hectare, o que resulta em uma média anual de 1.500 a 1.800 libras esterlinas por ha. Ao diluir os valores comerciais do trigo em um período de 10 anos, obtém-se uma média de 180 libras esterlinas por tonelada. Em solos argilo-calcários os rendimentos de cultivos convencionais somam 7 t por ha, ou seja, 1.260 libras esterlinas por ano. Ao diluir os rendimentos da rotação tradicional de trigo/colza/cevada, nota-se que o rendimento gerado com a produção de energia corresponde, em média, ao do plantio no local.
Finalmente, aproxima-se muito do modelo de energia eólica, mas com melhor reversibilidade. Há menos concreto no solo e é melhor em termos de organização de reciclagem.

Quais são os argumentos a favor de cada um dos projetos?

Sylvain Raison argumenta o seguinte: "Eu imediatamente gostei do projeto de cobertura fotovoltaica – devido à produção de energia, assim como no que diz respeito ao cultivo do plantio. Posicionar os módulos nessa altura reduz o risco de objetos estranhos serem lançados no ar e também de poluição por poeira.

A TSE é a primeira empresa francesa a instalar módulos solares em alturas acima de 5 m, assim, a maioria das máquinas atualmente disponíveis no mercado conseguem passar por baixo. Os postes são afastados o suficiente – 27 m, na verdade – para que possamos dirigir com conforto a nossa semeadora HORSCH de 12 m. Assim consigo usar meu maquinário atual. E se, eventualmente, eu quiser trocar meu método de produção e diversificar minhas atividades atuais na fazenda para o cultivo de vegetais, frutos ou lúpulo, esse tipo de sistema ainda é ideal."
Jean-Philippe Delacre abordou a questão de outro modo: "Eu queria primeiro encontrar um parceiro antes de lidar com a tecnologia. Abordei diversas empresas de energia, pois estava convencido de que poderia aumentar minha renda com a produção energética. Contudo, a base financeira da minha fazenda não era adequada para arcar com os investimentos necessários. E eu tampouco tinha o conhecimento necessário para planejar tal projeto. Recebi algumas rejeições. Também procurei startups, mas não tinha certeza se elas perdurariam. A Total Energies foi a primeira empresa a responder positivamente à minha solicitação, pois estava bem no meio de uma transformação. Em 2035, somente alguns motores a combustão ainda serão vendidos no mercado europeu e americano, e a energia nuclear é um monopólio estatal.
Sendo assim, a Total Energies teve que se reorientar para essas soluções de produção de energias renováveis. É por isso que decidi confiar neles. Quanto à tecnologia, eu queria trazer módulos fotovoltaicos que estimulassem a sombra e permitissem a reintrodução de criação de ovinos, como tínhamos aqui antes de 1960. Mas, com a Total Energies, descobri os módulos verticais e achei uma ideia interessante para continuar cultivando. Em quatro de cinco anos, tive que enfrentar eventos climáticos extremos. Os módulos servem de garantia a longo prazo para minha safra."

E a agronomia?

Sylvain Raison começou semeando soja. Os primeiros resultados já eram promissores, apesar do solo ainda estar muito compactado no momento de semear. Nesse contexto, Sylvain Raison ressalta: "Em 30 cm de profundidade, a temperatura do solo era 3 °C inferior à dos campos de referência". 
Pierre Détain também argumenta a favor da cobertura fotovoltaica: "Os sensores tensiométricos demonstraram que após chuvas intensas o terreno de referência retornou à escassez hídrica mais rapidamente do que o terreno de teste. Isso, claro, é ideal durante longos períodos de seca. A evapotranspiração também aparenta ser inferior debaixo da cobertura fotovoltaica. Ao total, houve uma diferença de 27 graus-dia. Para a soja sob a cobertura, isso corresponde a um turno do estágio de desenvolvimento de dois dias. Não é significativo, visto que a data da colheita não foi adiada. Mas isso ainda levanta novas questões: Os dados coletados podem ser bem diferentes na primavera. Haverá desvantagens ao semear sob a cobertura de sombra na primavera? Será necessário adiar a semeadura?"
Após o sistema ser instalado, foram determinados os perfis do solo. Eles mostraram que a passagem repetitiva de máquinas no campo levou a compactações no primeiro horizonte   (0 – 20 cm). No entanto, a soja que foi semeada após a conclusão das obras de instalação desenvolveu-se muito bem e os rendimentos alcançados foram semelhantes na área abaixo dos módulos e no campo de referência. "A campina estabelecida durante a construção limitou a compactação e facilitou a movimentação das máquinas. Recomendaremos que nossos clientes estabeleçam a campina antes do início da construção para reduzir a compactação", explica Pierre Détain.