Agrivoltaico: o que é, vantagens, incentivos e projetos na Itália

A agrovoltaica, ou seja, a instalação de painéis fotovoltaicos em campos agrícolas, é um sistema que está tendo forte crescimento na Itália, também graças ao Plano Nacional de Recuperação e Resiliência (PNRR).

A transição energética , com a mudança progressiva dos combustíveis fósseis para as energias renováveis, não pode mais esperar. Portanto, é prioritário encontrar novas estratégias para integrar os sistemas eólicos e fotovoltaicos no território, sem consumir terras, mas, pelo contrário, entrando em sinergia com as atividades existentes. Um exemplo é a agrovoltaica , ou seja, a instalação de painéis fotovoltaicos em campos agrícolas. Uma técnica que se mostra vantajosa tanto em termos ambientais quanto agrícolas e que está em forte crescimento na Itália , também graças aos investimentos do Plano Nacional de Recuperação e Resiliência (PNRR).

A agrovoltaica é um sistema que combina, no mesmo terreno, a produção de energia solar e o cultivo , mas também a pecuária e o pastoreio. Os painéis fotovoltaicos são instalados de forma a não prejudicar o crescimento das culturas; de fato, com as devidas precauções, eles também podem ser benéficos, pois as mantêm sombreadas e, portanto, limitam a evaporação da água. Este é um setor que reserva grandes oportunidades, mesmo na Itália : de acordo com uma análise da Althesys, bastaria construir sistemas em 1% de nossa superfície agrícola total (cerca de 40 mil hectares) para atingir cerca de 22 GW de capacidade instalada até 2030. Isso representa 58% dos sistemas terrestres previstos pelo Plano Nacional Integrado de Energia e Clima (Pniec).

Os sistemas agrivoltaicos não são todos iguais: vejamos abaixo os três principais tipos, que são os sistemas elevados, as estufas fotovoltaicas e os sistemas fotovoltaicos flutuantes.

O tipo mais comum de agrivoltaico é o de sistemas elevados , ou seja, posicionados em estruturas que variam de 2 a 5 metros acima do solo. São ideais para cultivos extensivos, pois o terreno permanece bem ventilado e totalmente acessível, mesmo por meios mecânicos.

Painéis fotovoltaicos também podem ser instalados nos telhados de estufas onde são cultivados principalmente hortaliças, flores e plantas medicinais, que exigem um ambiente controlado. Os painéis podem ser posicionados em configurações fixas ou móveis, projetadas para modular a radiação solar com base nas necessidades específicas das culturas em diferentes estações e horários do dia.

Especialmente em áreas com pouca terra disponível, a possibilidade de instalar painéis fotovoltaicos em plataformas flutuantes em bacias artificiais, reservatórios agrícolas ou lagos irrigados torna-se interessante. Portanto, não se trata de terras agrícolas em sentido estrito, mas sim de uma gestão inovadora da água, uma vez que essas estruturas mantêm as águas subjacentes mais frias e reduzem sua evaporação.

Segundo seus defensores, a agrovoltaica é um método eficiente e sustentável para aumentar a produção de energia fotovoltaica sem sacrificar a terra. Vejamos abaixo as principais vantagens que ela pode oferecer.

A agrovoltaica oferece uma solução para um dos maiores obstáculos à disseminação da energia fotovoltaica: a escolha de áreas adequadas para sua instalação. Com essa técnica, de fato, a agricultura e a produção de energia coexistem, sem competir entre si. Um estudo realizado por pesquisadores da Universidade Politécnica de Milão, publicado na Earth's Future , afirma que a combinação de painéis e culturas pode aliviar o estresse hídrico em 22% a 35% das terras agrícolas não irrigadas em todo o mundo, dependendo do grau de sombreamento.

Painéis de sombra parcial criam um microclima mais estável, reduzem a evapotranspiração e melhoram a umidade do solo . As diretrizes do instituto de pesquisa alemão Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems (ISE) deixam claro como a dinâmica depende em grande parte das características técnicas dos sistemas, mas, de modo geral, os painéis protegem as plantações de danos causados ​​por granizo, geada e seca, aumentando a produtividade e reduzindo a erosão do solo.

Um relatório do WWF também vê benefícios para a biodiversidade , pois "a estrutura dos módulos, ao modificar parâmetros como temperatura, umidade e precipitação nas áreas abaixo, pode gerar microclimas particulares que também podem favorecer plantas nativas adaptadas a essas condições, o que de outra forma não seria possível". Consequentemente, "em áreas agrícolas caracterizadas por cultivos intensivos, com agroecossistemas consequentemente muito simplificados, a inclusão de sistemas fotovoltaicos permite não apenas a diversificação de habitats, mas também a criação de áreas seminaturais com baixa perturbação humana".

As diretrizes do Ministério do Meio Ambiente e Segurança Energética confirmam que os painéis fotovoltaicos, ao sombrearem os campos, retardam a evotranspiração. Isso significa que a água permanece no solo, que, consequentemente, precisa ser irrigado com menos frequência. Além disso: quando a chuva cai na superfície lisa e inclinada dos painéis, ela pode ser conduzida para uma calha ou canal e, de lá, acumulada em tanques ou cisternas, ou então drenada para bacias já existentes (como lagoas ou reservatórios).

A energia produzida pelos painéis solares nos campos pode ser consumida pela própria fazenda para alimentar estufas, sistemas de irrigação, máquinas, refrigeradores, estábulos, etc. Neste caso, falamos de autoconsumo , uma escolha vantajosa porque reduz as contas e, portanto, os custos. A energia excedente pode então ser alimentada na rede , em troca de uma taxa que permite à fazenda diversificar sua renda. Outras vezes, os sistemas agrovoltaicos fazem parte de uma comunidade energética , compartilhando assim a energia produzida com outras empresas, residências ou edifícios públicos próximos. Este último caminho pode se beneficiar de incentivos específicos.

O debate sobre a agrovoltaica ainda é muito acalorado: se é verdade que essa técnica oferece vantagens incontestáveis, também é verdade que ela também tem seus detratores. Vamos, portanto, revisitar os limites e as questões não resolvidas.

Entre as principais barreiras à entrada estão os custos . O site especializado Ediltecnico, citando as diretrizes do Ministério do Meio Ambiente e Segurança Energética, explica que, para estruturas de montagem, o preço varia de 65 euros/kW para sistemas montados no solo até 320-600 euros para sistemas para culturas arvenses, como trigo, milho, soja e assim por diante, que exigem alturas maiores para permitir a passagem de veículos agrícolas. Depois disso, é preciso levar em conta a preparação do local e a instalação (de 150 a 300 euros/kW, dependendo do tipo) e os módulos (de 220 a 350 euros/kW). O total, portanto, varia de 750 euros/kW para sistemas tradicionais a 1.200 euros para sistemas para culturas arvenses.

Em seguida, precisamos considerar o custo nivelado de energia (LCOE) , que mede quanto custa produzir um megawatt ao longo de todo o ciclo de vida da usina, levando em consideração não apenas a construção, mas também a manutenção, a produção esperada e a vida útil estimada da própria usina. Para culturas permanentes, varia de 60 a 76 euros/MWh, e para culturas aráveis, de 73 a 93.

Até agora, assumimos como certo que o sombreamento proporcionado pelos painéis é um fator positivo, mas isso depende do tipo de cultivo. Tomates, milho e alguns tipos de frutas são chamados de culturas heliófilas : isso significa que seus rendimentos caem significativamente se um determinado limite de sombreamento for excedido. Nesse caso, torna-se possível usar a agrovoltaica apenas com um planejamento adequado que inclua, por exemplo, módulos de dimensões reduzidas, ou mais distantes entre si, semitransparentes, dispostos verticalmente ou montados em estruturas móveis que "acompanham" o sol (rastreamento solar).

Se os painéis forem muito baixos ou dispostos de forma impraticável, podem dificultar a passagem de tratores, colheitadeiras ou equipamentos necessários para o trabalho do solo. Portanto, é essencial projetar o sistema agrovoltaico em colaboração com agrônomos e técnicos, prevendo alturas mínimas (geralmente de pelo menos 2,5 metros) e corredores de manobra.

O processo de autorização de um sistema agrovoltaico é mais complexo do que o de um sistema fotovoltaico tradicional, principalmente porque exige o cumprimento de normas de paisagismo, agricultura e planejamento urbano , além das normas energéticas. Além disso, existem fortes discrepâncias entre as regiões: algumas delas (como a Lombardia) já definiram quais são as áreas agrícolas adequadas, enquanto outras ainda não possuem diretrizes claras.

A agrovoltaica baseia-se na integração inteligente entre tecnologias agrícolas e fotovoltaicas, com o objetivo de maximizar o uso do solo, produzir energia limpa e, ao mesmo tempo, preservar – ou melhorar – a produtividade agrícola. Abaixo, apresentamos as tecnologias mais promissoras para esse fim.

Como o nome sugere, os painéis bifaciais são módulos fotovoltaicos que podem captar a luz solar em ambos os lados: tanto o voltado para o sol quanto o traseiro, que utiliza a radiação refletida pelo solo ou superfícies adjacentes. Dessa forma, o rendimento energético aumenta em até 15-20% em comparação com os módulos convencionais, especialmente se o terreno tiver cobertura vegetal leve ou cascalho e, portanto, refletir bastante luz solar. Também é possível obter bons rendimentos energéticos instalando os painéis em locais mais altos , de forma a facilitar a passagem de máquinas e o crescimento das culturas.

Os rastreadores solares são estruturas móveis que permitem que os painéis acompanhem o movimento do sol durante o dia. Se tiverem apenas um eixo, a rotação é apenas leste-oeste, mas se tiverem dois eixos, a rotação é vertical e horizontal. Se esse recurso já permite aproveitar ao máximo a radiação solar em sistemas tradicionais, na agrovoltaica ele é duplamente útil, pois também permite modular o sombreamento.

A radiação solar é um dos dados que podem ser monitorados em tempo real por sensores distribuídos em campo ou integrados a módulos fotovoltaicos , assim como o sombreamento, a temperatura e a umidade do solo, os níveis de CO2, a evotranspiração e o crescimento das culturas. Dessa forma, torna-se possível gerenciar o sistema de forma dinâmica, contando também com inteligência artificial.

A quantidade de energia produzida não é suficiente – por si só – para avaliar a eficiência de um sistema agrovoltaico, pois também deve ser comparada com a manutenção da produtividade agrícola. Para tanto, são adotados diferentes indicadores; entre os mais úteis para compreender a sustentabilidade e a conveniência do investimento estão o Tempo de Retorno Energético (EPBT), o Retorno Energético do Investimento (EROI) e o Índice de Equivalência de Terra (LER).

O Tempo de Retorno Energético (EPBT) indica o tempo necessário para que o sistema produza a mesma quantidade de energia necessária para sua construção: materiais, produção de painéis, transporte, instalação, etc. Por exemplo, se um sistema levou 30 MWh para ser construído e produz 10 MWh/ano, seu EPBT será de três anos. Quanto menor o valor, mais cedo o sistema atingirá o ponto de equilíbrio do ponto de vista energético.

O Retorno Energético sobre o Investimento (EROI) mede a quantidade total de energia que um sistema retorna durante seu ciclo de vida em comparação com a energia consumida para construí-lo. A fórmula é simples: energia total produzida / energia investida inicialmente. Normalmente, um sistema fotovoltaico é considerado eficiente se seu EROI variar de 10 a 30. No setor agrovoltaico, os dados podem variar com base na complexidade da estrutura e em como as escolhas de configuração (altura, sombreamento, etc.) afetam a eficiência energética.

Ao contrário dos dois indicadores mencionados, que são rotineiramente adotados para qualquer sistema fotovoltaico, o Fator de Produtividade da Terra (FPL) refere-se especificamente à agrovoltaica. Em essência, ele serve para avaliar a eficiência do uso da terra quando ela é utilizada simultaneamente para agricultura e produção de energia. Se o valor for maior que 1, significa que o projeto é vantajoso em termos de uso da terra, em comparação com o uso agrícola apenas.

O Plano Nacional de Recuperação e Resiliência (PNRR), no âmbito da missão "Revolução Verde e Transição Ecológica", incentiva o desenvolvimento da agrovoltaica no nosso país, através da atribuição de 1,1 mil milhões de euros. Os empresários agrícolas, individualmente ou em grupo com outros tipos de negócios, podem beneficiar de um incentivo composto por duas partes: uma subvenção a fundo perdido , que cobre até 40% das despesas incorridas, e uma tarifa preferencial para a venda de energia à GSE (Gestor de Serviços Energéticos) durante 20 anos. Dependendo das circunstâncias e dos requisitos, para se candidatar, pode registar-se em registos especiais ou participar em leilões.

Os resultados do leilão foram divulgados em novembro de 2024, com 540 projetos admitidos (para uma potência total de 1,5 gigawatts) e, no que diz respeito aos leilões, 270 projetos aprovados (para uma potência total de 1,36 gigawatts). Como ainda há mais de 320 milhões de euros de fundos disponíveis, a GSE reabriu o edital: é possível enviar novas candidaturas de 1º de abril de 2025 a 30 de junho de 2025. Aqueles que já venceram o primeiro edital, no entanto, não podem se candidatar novamente para o mesmo projeto. No entanto, a questão do cronograma permanece, porque o PNRR exige que todos os projetos sejam concluídos até o final de junho de 2026. Um prazo que os operadores acreditam ser inaplicável, especialmente para projetos maiores. Tanto que alguns deles estão considerando abrir mão dos fundos do PNRR para aproveitar o futuro decreto FerX.

Algumas das tecnologias que mencionamos, na verdade, distinguem a agrovoltaica avançada . Este termo refere-se aos sistemas que adotam soluções técnicas mais sofisticadas e critérios mais rigorosos do que a agrovoltaica padrão, de forma a aprimorar ambas as funções – agrícola e energética – sem concessões, garantindo que sua coexistência seja ideal e mensurável ao longo do tempo.

As diretrizes do Ministério do Meio Ambiente e Segurança Energética esclarecem que podemos falar de agrivoltaicos avançados quando há duas peculiaridades. A primeira são as "soluções integradoras inovadoras com montagem dos módulos elevados do solo , prevendo também a rotação dos próprios módulos, em qualquer caso de forma que não comprometa a continuidade das atividades de cultivo agrícola e pastoril, permitindo também, possivelmente, a aplicação de ferramentas digitais e de agricultura de precisão". A segunda é a "criação simultânea de sistemas de monitoramento que permitam verificar o impacto da instalação fotovoltaica nas culturas, a economia de água, a produtividade agrícola para os diferentes tipos de culturas, a continuidade das atividades das empresas agrícolas envolvidas, a recuperação da fertilidade do solo, o microclima, a resiliência às mudanças climáticas".

A agrovoltaica avançada faz uso extensivo de tecnologias digitais e sistemas inteligentes: sensores de campo para monitorar umidade, temperatura e crescimento das plantas , software para análise de dados em tempo real, sistemas de rastreamento solar ( rastreadores ) que orientam os painéis. A inteligência artificial permite o cruzamento de dados agronômicos e energéticos, melhorando a eficiência geral do sistema. Algumas operações de agricultura de precisão também podem ser confiadas a robôs e outros meios autônomos.

Essas tecnologias inovadoras permitem, essencialmente, maximizar as sinergias entre agricultura e energia. Consequentemente, ampliam as vantagens da energia agrovoltaica em termos de uso eficiente da terra, redução do consumo de água, microclima favorável, produtividade agrícola e lucratividade para os agricultores.

Como mencionado, centenas de projetos agrovoltaicos serão desenvolvidos nos próximos meses, também graças aos investimentos do Pnrr. Muitos outros já estão em atividade no território: mencionamos alguns deles.

“ Agrivoltaico Open Labs ” é o nome da iniciativa com a qual a Enel Green Power lançou cinco locais de demonstração a partir de 2023. O primeiro está localizado em Colfiorito , na Úmbria, e vê os painéis bifaciais verticais coexistirem com as lentilhas e o açafrão cultivados pela fazenda La Valletta. Uma rede de sensores monitora a produção de energia, o microclima entre as fileiras da planta, as condições do solo e o consumo de água, facilitando também a dosagem de fertilizantes e otimizando as fases de processamento agrícola. A potência máxima é de 44 quilowatts de pico e a tecnologia é de responsabilidade da startup italiana Sentnet.

Ainda na Úmbria, mas em Gualdo Cattaneo , o parque agrovoltaico substitui a antiga usina hidrelétrica da Enel em Bastardo , demolida para dar lugar a plantas aromáticas (alecrim, tomilho e sálvia). Dentro do local renovável, também foram estabelecidos habitats dedicados a polinizadores domésticos e selvagens.

Em 2023, a Enel Green Power também iniciou as obras da usina agrovoltaica de Tarquinia . Com seus 300.000 painéis distribuídos por 220 hectares, quando estiver totalmente operacional, o parque solar produzirá 280 GWh por ano: energia suficiente para atender às necessidades de 111.000 famílias. Forragem e borragem serão cultivadas nas áreas livres entre as fileiras de painéis (de dupla face e montados em rastreadores), enquanto oliveiras crescerão ao redor do perímetro.

Na Puglia, mais precisamente em Gioia del Colle , existe um vinhedo agrovoltaico comunitário. O sistema fotovoltaico de 1 MW está disposto em uma pérgola sobre 6 hectares de vinhedo orgânico: os postes funcionam como fileiras e os painéis, posicionados a cerca de dois metros de altura, protegem as videiras do estresse hídrico, das tempestades de granizo e do calor, criando um microclima mais úmido que aumenta o rendimento (de 500 g para 4 kg por planta) e melhora a qualidade das uvas. Bem no vinhedo, mas em Mola di Bari , o primeiro sistema agrovoltaico da Itália foi construído em 2009.

Em poucos anos, a agrovoltaica provou ser muito mais do que um experimento : é uma tecnologia que, se implementada corretamente, traz resultados concretos em termos de produtividade agrícola, eficiência energética e adaptação climática. Com políticas e investimentos adequados, ela pode dar uma contribuição importante para a transição energética do nosso país.