農(nóng)業(yè)光伏系統(tǒng)在東非具有顯著的潛在綜合效益,但其推廣需要完善的政策保障和金融支持體系作為后盾:通過明確土地權(quán)屬和利益分配來打消各方顧慮,借助財(cái)政和金融激勵(lì)提高項(xiàng)目回報(bào),融合國際資源分擔(dān)資金與風(fēng)險(xiǎn),東非各國有望為農(nóng)光互補(bǔ)項(xiàng)目創(chuàng)造良好的發(fā)展土壤。在糧食安全和清潔能源轉(zhuǎn)型雙重壓力下,農(nóng)業(yè)光伏系統(tǒng)能夠?yàn)闁|非開辟一條“雙贏”路徑。只要政策得當(dāng)、投入持續(xù),這一創(chuàng)新模式在東非的可行性將逐步提升,并有望從零星試點(diǎn)走向規(guī)?;茝V,為當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)業(yè)增產(chǎn)、農(nóng)民增收和能源普及提供新的解決方案。
一、東非發(fā)展光伏農(nóng)業(yè)的機(jī)遇與挑戰(zhàn)
根據(jù)聯(lián)合國統(tǒng)計(jì)司的定義,東非地區(qū)涵蓋18個(gè)國家,包括肯尼亞、埃塞俄比亞、坦桑尼亞、烏干達(dá)等國,總?cè)丝谶_(dá)5.08億,面積667萬平方公里。東非地理環(huán)境多樣,涵蓋東非大裂谷、高原、沿海平原和湖泊區(qū)域,擁有豐富的自然景觀和生態(tài)系統(tǒng)。該地區(qū)經(jīng)濟(jì)以農(nóng)業(yè)為主,咖啡、茶葉和花卉是主要出口產(chǎn)品,工業(yè)化水平較低,基礎(chǔ)設(shè)施相對落后。
根據(jù)世界銀行標(biāo)準(zhǔn),除塞舌爾和毛里求斯兩個(gè)小型島國外,東非各國目前均屬低收入或中低收入經(jīng)濟(jì)體,經(jīng)濟(jì)增長受到基建不足、教育落后、能源短缺等因素的制約。該地區(qū)近三分之二人口(尤其是農(nóng)村居民)尚未實(shí)現(xiàn)電力可及。能源貧困嚴(yán)重制約經(jīng)濟(jì)發(fā)展與民生改善。盡管東非并非非洲人口密度最低的區(qū)域,但向農(nóng)村及偏遠(yuǎn)地區(qū)擴(kuò)展電網(wǎng)的成本仍然過高,使得分散式能源系統(tǒng)(離網(wǎng)和微電網(wǎng))成為大多數(shù)農(nóng)村社區(qū)唯一經(jīng)濟(jì)可行的供電方案 (Randle-Boggis et al. 2025)。
東部非洲擁有巨大的可再生能源潛力,尤其是地?zé)崮?、水能、風(fēng)能和太陽能??夏醽喌牡?zé)豳Y源豐富,奧卡里亞地?zé)崽锸侨蜃畲蟮?a href="http://m.hg1112.cn/chanpin-9267.html" target="_blank">地?zé)岚l(fā)電項(xiàng)目之一;埃塞俄比亞的水電資源潛力巨大,青尼羅河上游的復(fù)興大壩是該地區(qū)重要的水電項(xiàng)目;肯尼亞和坦桑尼亞的沿海地區(qū)則具備開發(fā)風(fēng)能的潛力。
此外,東非高原的太陽能資源優(yōu)越,全球水平輻照度(Global Horizontal Irradiance, GHI)通常介于1,800至2,200 kWh/m²/年,位列全球光照最充足區(qū)域之一(圖1)。根據(jù)國際能源署(IEA)的預(yù)測,到2040年,撒哈拉以南非洲的電力需求將增長三倍。東非地區(qū)在未來幾十年內(nèi)也將面對大規(guī)模電力增長需求,但若想改善該地區(qū)電力可及性問題,大幅增加電力投資、區(qū)域合作和電網(wǎng)互聯(lián)互通、提升能源管理效率將是主要措施。
隨著光伏組件價(jià)格持續(xù)下降,太陽能基礎(chǔ)設(shè)施對農(nóng)村社區(qū)的經(jīng)濟(jì)性日益凸顯。東非已成為非洲離網(wǎng)太陽能解決方案的先行者,過去數(shù)年離網(wǎng)太陽能系統(tǒng)應(yīng)用顯著增長。2024年上半年,該地區(qū)售出近300萬套離網(wǎng)設(shè)備,占全球銷量的68% (World Bank Group 2024)??夏醽?、坦桑尼亞和烏干達(dá)等國在此領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位。離網(wǎng)太陽能在農(nóng)業(yè)、小微企業(yè)和家庭中的生產(chǎn)性應(yīng)用,亦能助推就業(yè)創(chuàng)造與收入提升。
與此同時(shí),東非地區(qū)正面臨嚴(yán)峻的糧食與水資源安全挑戰(zhàn)。該區(qū)域大量人口依賴雨養(yǎng)農(nóng)業(yè),糧食供應(yīng)不足風(fēng)險(xiǎn)居高不下。氣候變化導(dǎo)致干旱頻發(fā),致使農(nóng)作物減產(chǎn),進(jìn)一步加劇了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)危機(jī)。東非地區(qū)同時(shí)面臨厄爾尼諾現(xiàn)象引發(fā)的洪澇災(zāi)害,使得糧食不安全狀況持續(xù)惡化 (ICPAC 2024)。非洲糧食不安全程度最高的十個(gè)國家中,東非占據(jù)五席(南蘇丹、索馬里、肯尼亞、贊比亞和津巴布韋)。
水資源壓力在東非各國尤為突出,其用水量已接近可用水資源上限。人口增長、工農(nóng)業(yè)用水激增、水利基礎(chǔ)設(shè)施匱乏及水資源管理低效等多重因素共同導(dǎo)致了水資源短缺。農(nóng)業(yè)作為區(qū)域最大用水部門,占用水總量約78%。據(jù)世界資源研究所預(yù)測,撒哈拉以南非洲多數(shù)國家用水需求增速將達(dá)163%,遠(yuǎn)超全球其他地區(qū) (Kuzma, Saccoccia, and Chertock 2023)。灌溉用水與生活用水將成為主要增長極,將對區(qū)域人文經(jīng)濟(jì)發(fā)展構(gòu)成重大影響。
農(nóng)光互補(bǔ)(Agrivoltaics,又稱農(nóng)業(yè)光伏系統(tǒng))是一種將同一片土地同時(shí)用于太陽能光伏電站和傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)開發(fā)的項(xiàng)目形式。20世紀(jì)90年代,歐洲研究者開發(fā)了食物與能源聯(lián)合系統(tǒng)(Combined Food and Energy System, CFE),通過生產(chǎn)生物質(zhì)燃料來替代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中直接和間接消耗的化石能源 (Kuemmel et al. 1998)。然而,后續(xù)研究發(fā)現(xiàn),若要完全覆蓋農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的能源消耗,使用生物質(zhì)作為能源來源時(shí),土地資源將不足以滿足需求 (Nonhebel 2005)。
在光伏技術(shù)發(fā)展早期,Goetzberger 和 Zastrow (1982)曾提出一種太陽能電站的配置方案,允許同一片土地在光伏發(fā)電的同時(shí)進(jìn)行農(nóng)業(yè)用地開發(fā),這被視為農(nóng)光互補(bǔ)系統(tǒng)的早期原型。目前,隨著太陽能光伏系統(tǒng)的應(yīng)用,能源生產(chǎn)所需的土地面積已顯著減少。通過合理設(shè)計(jì)農(nóng)光互補(bǔ)系統(tǒng),以土地當(dāng)量比(Land Equivalent Ratio, LER)衡量的土地利用效率顯著提升 (Trommsdorff et al. 2021)。實(shí)證研究表明,科學(xué)設(shè)計(jì)的農(nóng)光互補(bǔ)系統(tǒng)可直接貢獻(xiàn)于多項(xiàng)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo) (Cinderby et al. 2024)。
值得注意的是,能源普及、清潔爐灶推廣、糧食安全保障與水資源壓力緩解等發(fā)展挑戰(zhàn),在東非農(nóng)村地區(qū)呈現(xiàn)顯著空間重疊性,而該區(qū)域離網(wǎng)太陽能系統(tǒng)正在快速發(fā)展。在此背景下,農(nóng)光互補(bǔ)系統(tǒng)能夠展現(xiàn)出多重協(xié)同效益:首先,項(xiàng)目可以為當(dāng)?shù)靥峁┣鍧嵞茉?,降低爐灶和取暖對生物質(zhì)的依賴;其次,項(xiàng)目建設(shè)和運(yùn)維過程可以創(chuàng)造就業(yè)崗位并提升技能,提高居民收入水平;此外,光伏電站部分可以通過優(yōu)化遮蔭布局減少蒸騰、提升土壤保水能力,進(jìn)而增強(qiáng)農(nóng)作物抵抗惡劣氣候條件的能力并提高產(chǎn)量。
然而,要想在東非地區(qū)實(shí)現(xiàn)上述效益,關(guān)鍵在于在項(xiàng)目全周期內(nèi)建立有效的社區(qū)參與機(jī)制。通過深度參與,當(dāng)?shù)鼐用衲芟到y(tǒng)掌握項(xiàng)目管理、設(shè)備維護(hù)、可持續(xù)農(nóng)作等關(guān)鍵技能。農(nóng)光互補(bǔ)系統(tǒng)能夠?yàn)檗r(nóng)戶開辟多元化創(chuàng)收渠道,其經(jīng)濟(jì)價(jià)值主要體現(xiàn)在三個(gè)方面:一是通過售電收入提升社會(huì)福利,減輕農(nóng)戶對傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的依賴;二是增強(qiáng)社區(qū)應(yīng)對氣候波動(dòng)和經(jīng)濟(jì)風(fēng)險(xiǎn)的能力;三是在系統(tǒng)建設(shè)、運(yùn)維及配套農(nóng)業(yè)活動(dòng)中創(chuàng)造就業(yè)崗位,這對緩解農(nóng)村失業(yè)問題具有現(xiàn)實(shí)意義。
在傳統(tǒng)生產(chǎn)環(huán)境與現(xiàn)代發(fā)展需求交織的東非地區(qū),農(nóng)業(yè)光伏的推廣可能面臨長期挑戰(zhàn)。與此同時(shí),東非各國也面臨政策環(huán)境不穩(wěn)定,建設(shè)資金不足等問題。在此背景之下,東非各國需從土地、監(jiān)管、資金方面努力尋求新突破。
二、土地確權(quán)與租賃機(jī)制
農(nóng)光互補(bǔ)模式的顯著特征在于能源投資與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)共享同一地理空間,這意味著光伏設(shè)施的部署必須深度融入?yún)^(qū)域土地管理系統(tǒng)。理論上,通過一地兩用,該模式能提升土地綜合利用率,緩解土地資源壓力。因此清晰的土地確權(quán)和合理的租賃機(jī)制是農(nóng)光互補(bǔ)項(xiàng)目成功的基礎(chǔ)。
在東非,多數(shù)國家土地產(chǎn)權(quán)制度復(fù)雜多樣,包括私有地、社區(qū)土地和國家公有制土地等,表現(xiàn)為傳統(tǒng)地權(quán)制度與法定地權(quán)登記并存 (Adam et al. 2020)。例如埃塞俄比亞實(shí)行國家所有、長期租賃制度,肯尼亞部分地區(qū)則是私有土地和社區(qū)土地并存。傳統(tǒng)地權(quán)制度在廣大非洲農(nóng)村占主導(dǎo)地位,其運(yùn)作依賴部落習(xí)俗與社區(qū)規(guī)范,土地分配管理權(quán)通常掌握在酋長或長老手中,農(nóng)村土地多屬集體所有,個(gè)人或家庭僅享有使用權(quán)而非完全產(chǎn)權(quán)。這種正規(guī)與非正規(guī)土地制度的并存格局,容易導(dǎo)致外部投資方在推進(jìn)農(nóng)業(yè)光伏項(xiàng)目時(shí)面臨土地確權(quán)難題,使投資者對項(xiàng)目長期運(yùn)行缺乏信心。
盡管多數(shù)國家存在提供法定地權(quán)的正規(guī)法律框架,但其覆蓋范圍往往難以惠及所有農(nóng)村社區(qū)。強(qiáng)制推行土地正規(guī)化易引發(fā)權(quán)屬糾紛(Boone,2015)。近年來,肯尼亞、烏干達(dá)等地因外部資本建設(shè)大型能源基礎(chǔ)設(shè)施引發(fā)的土地訴訟案件激增,為各國政府實(shí)現(xiàn)能源目標(biāo)帶來不小困難。因此,建立高效的土地糾紛調(diào)解機(jī)制,在項(xiàng)目立項(xiàng)階段確保土地使用權(quán)合法且穩(wěn)定持續(xù)20年以上(光伏項(xiàng)目壽命周期),將成為項(xiàng)目順利實(shí)施的重要保障。
東非已有的可再生能源項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)表明,妥善的土地租賃方案有助于實(shí)現(xiàn)各方共贏。肯尼亞100兆瓦Kipeto風(fēng)電項(xiàng)目案例的成功經(jīng)驗(yàn)值得借鑒:該項(xiàng)目最初具備依法強(qiáng)制征地的權(quán)限,但開發(fā)商最終選擇與當(dāng)?shù)厣鐓^(qū)協(xié)商租賃土地。通過簽訂長期租約,項(xiàng)目占用了社區(qū)部分放牧用地,但社區(qū)成員保留了土地所有權(quán)并獲得租金和收益分成。這種“租賃+收益分享”模式確保了社區(qū)獲得持續(xù)收益,土地權(quán)利受到尊重,投資方也避免了強(qiáng)征帶來的社會(huì)阻力,實(shí)現(xiàn)了政府、電企和社區(qū)的三方共贏。
對于農(nóng)光互補(bǔ)項(xiàng)目,類似的土地合作模式同樣關(guān)鍵。許多農(nóng)光互補(bǔ)項(xiàng)目位于農(nóng)村地區(qū),涉及小農(nóng)或社區(qū)土地。通過與土地所有者或使用者簽訂租賃協(xié)議,使其在不失去土地的情況下分享發(fā)電收益或獲得租金補(bǔ)償,可以提高農(nóng)民參與意愿。這一經(jīng)驗(yàn)表明,如果項(xiàng)目選址利用現(xiàn)有農(nóng)田或牧場,并通過租賃/合作形式取得土地使用許可,可減少用地糾紛并加快實(shí)施。反之,若土地權(quán)屬模糊或需征用高價(jià)值農(nóng)地,將顯著拖慢項(xiàng)目進(jìn)程,甚至引發(fā)社區(qū)抵觸。
因此,政策上各國政府應(yīng)完善農(nóng)村土地確權(quán),明確集體土地流轉(zhuǎn)規(guī)范,鼓勵(lì)在不改變農(nóng)業(yè)用途的前提下開展光伏設(shè)施建設(shè)。為保障農(nóng)民權(quán)益和項(xiàng)目長期運(yùn)營,推薦采取“Kipeto模式”的租賃機(jī)制:由項(xiàng)目開發(fā)商與農(nóng)戶/村社簽訂長期租約并約定收益共享比例,確保農(nóng)民持續(xù)受益,政府部門提供法律支持和監(jiān)督。這種機(jī)制在肯尼亞風(fēng)電項(xiàng)目中已被驗(yàn)證,同樣適用于農(nóng)光互補(bǔ)項(xiàng)目的推廣。
三、激勵(lì)政策與協(xié)商機(jī)制
目前東非各國針對農(nóng)光互補(bǔ)的專項(xiàng)激勵(lì)政策仍處于起步階段,但一些可再生能源普惠政策可為其提供借鑒支持。多數(shù)東非國家已出臺促進(jìn)可再生能源發(fā)展的舉措,如上網(wǎng)電價(jià)補(bǔ)貼(Feed-in Tariff, FiT)、可再生能源招標(biāo)、稅費(fèi)減免等。
例如,烏干達(dá)早在2007年引入可再生能源上網(wǎng)電價(jià),2013年啟動(dòng)“全球能源傳輸Feed-in Tariff (GET FiT)”計(jì)劃,在德國等捐助方支持下,為小型可再生能源項(xiàng)目提供獎(jiǎng)勵(lì)性付費(fèi)。截至2022年,GET FiT促成了烏干達(dá)境內(nèi)17個(gè)中小項(xiàng)目落地,其中包括總計(jì)20 MW的太陽能電站和100+ MW的小水電項(xiàng)目,有效提升了烏干達(dá)的能源可及程度。

圖7 烏干達(dá)城市與鄉(xiāng)村電力可及率的變化
來源:世界銀行
這一政策實(shí)踐被視為成功案例,證明通過合理的財(cái)政激勵(lì)和保障機(jī)制,能夠撬動(dòng)私人資本投資可再生能源項(xiàng)目??夏醽喴苍鴮?shí)施上網(wǎng)電價(jià)政策,設(shè)定太陽能發(fā)電優(yōu)惠電價(jià),吸引了一批私營光伏電站的開發(fā)。不過近年來,為降低政府補(bǔ)貼負(fù)擔(dān),一些國家開始轉(zhuǎn)向競價(jià)招標(biāo),但無論FiT還是拍賣,均體現(xiàn)出政府對
新能源的支持意愿。
同時(shí),在東非規(guī)?;茝V農(nóng)業(yè)光伏項(xiàng)目,需構(gòu)建靈活、創(chuàng)新且協(xié)同的監(jiān)管框架,重點(diǎn)支持自下而上、以社區(qū)為核心的開發(fā)模式。農(nóng)光互補(bǔ)橫跨農(nóng)業(yè)和能源兩大領(lǐng)域,容易出現(xiàn)政策空白或部門推諉。目前多數(shù)國家尚未將其納入現(xiàn)行法規(guī)體系中的任何一類專項(xiàng)支持,導(dǎo)致項(xiàng)目審批和扶持缺乏明確依據(jù)。農(nóng)業(yè)光伏方案的實(shí)施需在土地分配、作物選育、光伏設(shè)備運(yùn)維及灌溉倉儲(chǔ)設(shè)施配套等環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)本土化適配。為避免監(jiān)管真空的出現(xiàn),政府應(yīng)制定明確的跨部門政策框架。例如,建立由能源、農(nóng)業(yè)、土地等部門協(xié)作的審批綠色通道,出臺專門針對農(nóng)光互補(bǔ)項(xiàng)目的指導(dǎo)意見和激勵(lì)措施。一些利益相關(guān)方在研討中建議政府提供專項(xiàng)補(bǔ)貼或創(chuàng)新融資工具,降低農(nóng)戶部署農(nóng)光系統(tǒng)的前期成本。
同時(shí),項(xiàng)目成功的前提是建立有效的在地協(xié)商機(jī)制,其中地方官員與部落首領(lǐng)的支持不可或缺。政府層面同樣需要發(fā)揮雙重作用:一方面,農(nóng)業(yè)與能源部門需創(chuàng)新協(xié)作機(jī)制,共同制定農(nóng)業(yè)光伏專項(xiàng)監(jiān)管政策。建議優(yōu)先出臺針對傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)自留地的農(nóng)業(yè)光伏開發(fā)指南,明確“一地兩用”的權(quán)責(zé)邊界。另一方面,可借助國際組織力量開展技術(shù)培訓(xùn),設(shè)立專項(xiàng)研究基金,并通過示范項(xiàng)目提升農(nóng)戶認(rèn)知度。此外,將農(nóng)業(yè)光伏推廣與清潔爐灶改造、農(nóng)村灌溉系統(tǒng)升級等現(xiàn)有工程捆綁實(shí)施,亦可產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)。
四、多邊發(fā)展機(jī)構(gòu)與國際援助
盡管政策激勵(lì)理論上可行,但東非各國政府普遍缺乏填補(bǔ)項(xiàng)目資金缺口的能力。農(nóng)業(yè)光伏系統(tǒng)的初始安裝成本對東非多數(shù)小農(nóng)戶及農(nóng)村社區(qū)而言過于高昂,在政府資金或補(bǔ)貼有限的情況下,國際捐助方與發(fā)展金融機(jī)構(gòu)的作用至關(guān)重要。
近年來,多邊開發(fā)銀行和雙邊援助紛紛將“能源-農(nóng)業(yè)”綜合項(xiàng)目納入支持范圍。在全球?qū)用?,世界銀行集團(tuán)宣布了一項(xiàng)針對非洲農(nóng)村地區(qū)的小型太陽能項(xiàng)目投資計(jì)劃,規(guī)模高達(dá)350億美元。世行認(rèn)為,通過扶持小規(guī)模分布式光伏,可顯著帶動(dòng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展。這意味著未來將有更多世行資金流向包括農(nóng)光互補(bǔ)在內(nèi)的農(nóng)業(yè)光伏領(lǐng)域,例如用于資助光伏水泵灌溉、冷鏈儲(chǔ)存等提高農(nóng)產(chǎn)值的項(xiàng)目。
非洲開發(fā)銀行(AfDB)也高度重視能源與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的融合,在其戰(zhàn)略優(yōu)先事項(xiàng)中提出“照亮非洲、喂飽非洲”等目標(biāo),投入大量資金支持灌溉農(nóng)業(yè)和可再生能源擴(kuò)張。AfDB過去十年已投資約10億美元用于地區(qū)低地灌溉農(nóng)業(yè)增產(chǎn)等項(xiàng)目,并通過旗艦計(jì)劃“沙漠造能(Desert to Power)”利用非洲豐富的陽光資源推動(dòng)農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型。
除傳統(tǒng)捐助方外,中國、印度、巴西等新興國家也可以為東非光伏農(nóng)業(yè)發(fā)展提供資金技術(shù)支持。中國在中非合作框架下大力推進(jìn)非洲的綠色能源項(xiàng)目。據(jù)報(bào)道,截至2023年底,中國已參與非洲大陸逾1.5吉瓦光伏電站的建設(shè),為數(shù)以千計(jì)家庭提供了電力。在東非典型案例包括肯尼亞加里薩50MW太陽能電站,該項(xiàng)目由中國進(jìn)出口銀行提供優(yōu)惠貸款8.67億人民幣,系當(dāng)時(shí)東非最大的并網(wǎng)光伏電站。雖然加里薩光伏電站本身未結(jié)合農(nóng)業(yè)生產(chǎn),但其建成運(yùn)營證明了中國資金和技術(shù)在東非太陽能領(lǐng)域的影響力,也為今后開展農(nóng)光互補(bǔ)合作奠定基礎(chǔ)。鑒于中國國內(nèi)已積累了豐富的農(nóng)光互補(bǔ)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),相關(guān)技術(shù)和投融資模式有望通過“一帶一路”合作向東非輸出。
印度則借助“國際太陽能聯(lián)盟(ISA)”等機(jī)制,加強(qiáng)對非洲太陽能發(fā)展的支持。2018年,印度政府宣布提供10億美元優(yōu)惠貸款額度,專門用于非洲涵蓋13個(gè)國家的23個(gè)太陽能項(xiàng)目。這些項(xiàng)目多與當(dāng)?shù)卣畢f(xié)商確定,部分針對農(nóng)村地區(qū)的光伏應(yīng)用,包括太陽能灌溉、微電網(wǎng)等,以促進(jìn)農(nóng)業(yè)和鄉(xiāng)村發(fā)展。東非國家也是印度傳統(tǒng)合作伙伴,印度正希望以太陽能合作為切入點(diǎn),擴(kuò)大自己在該地區(qū)的發(fā)展伙伴角色。
作者:
劉炳材 中央財(cái)經(jīng)大學(xué)財(cái)經(jīng)研究院博士后研究員
沈 威 中央財(cái)經(jīng)大學(xué)綠色金融國際研究院高級研究員
原標(biāo)題:IIGF觀點(diǎn) | 劉炳材、沈威:光伏農(nóng)業(yè)在東非地區(qū)的潛在應(yīng)用分析與發(fā)展建議