“光伏+农业”下一步究竟落在何处？

近日获悉《光伏农业标准》编制工作研讨会在京举行，会议涉及国内各地产学研机构、大专院校、光伏企业、农业公司等17位专家、学者及来自农业生产一线的经营者进行了研讨。在国内农业光伏如火如荼发展过程中，对《标准》的研讨尤显重要，而《标准》的编制目前来看时机仍不成熟。从参会的专家来看，作为农业光伏发展的基础：国土部门、土地相关法的法律界尚无专家出席，不能说是缺憾之一。

一、光伏＋农业发展的模式

因光伏发电技术门槛相对较低、可模块化建设。光伏＋农业的模式具有综合利用土地的优势，近年来，光伏＋农业模式得到快速发展。同时，因政策、标准的定位不明确。光伏＋农业模式呈现出多头发展的情况，从广义的角度来讲，其主要包含如下集中模式：

1）光伏＋水面模式。其中水面的利用，目前主要利用有水塘、小型湖泊等。

2）光伏＋地面模式。其中地面的利用涉及面较广：林地、荒地、农地、温室大棚等，而光伏电站的建设模式存在与普通电站建设模式一致、加高支架模式、建设适用于光伏组件的农业温室大棚模式。

1.1、法律依据

根据我国现行法律，关于土地的使用期限似乎不存在问题：《农村土地承包法》第20条规定：“耕地的承包期为30年。草地的承包期为30年至50年。林地的承包期为30年至70年；特殊林木的林地承包期，经国务院林业行政主管部门批准可以延长”。上述土地的承包期均大于光伏电站的运行期25年。而对土地的利用，上述法律中对此的定义则较为模糊。

根据《农村土地承包法》第17条规定：承包方应当“维护土地的农业用途，不得用于非农建设”。该法第60条第1款规定：“承包方违法将承包地用于非农建设的，由县级以上地方人民政府有关行政主管部门依法予以处罚”。

“农业用途”，是指承包地直接用于农业生产，具体用于种植农作物、林木或者从事畜禽养殖、养鱼、特种养殖用途。承包地之农业用途，应按大类区分，如耕作、竹木、畜牧、养殖。如在承包林地上改变植树品种，在耕地上种植粮食改为种植蔬菜，不视为改变承包地之农业用途；而伐木改种庄稼，则属于改变承包地之特殊农业用途，与“维持土地的原农业用途”相违背。同样，如种植竹木为砍伐利用或出售而使用承包地，则属于农业用途范畴，而种植竹木为观赏而使用承包地，则属非农业用途，应不允许，与“农地农用”相违背。这里“非农建设”，是指将农村土地用于农业生产目的以外的建设活动，例如在农村土地上建造房屋、建造工厂等。需要强调的是，要求承包方维持农村土地的农业用途，不得用于非农建设，并不是对承包方物权性质土地承包经营权的不合理限制。承包方在农业用途的范围内，如在耕地上可以自主决定种什么，怎么种，又如承包方可以在耕地上种粮食、种蔬菜，还可以种特定经济作物，同时，考虑到生态环境平衡，对特殊承包地（坡度在25度以上）应提倡和鼓励退耕还林、退耕还牧。

同时：《农村土地承包法》第17条第1款第2项规定：承包方应当“依法保护和合理利用土地，不得给土地造成永久性损害”。根据该法第60条第2款的规定，“承包方给承包地造成永久性损害的，发包方有权制止，并有权要求承包方赔偿因此造成的损失”。

“依法保护土地”，是指作为农村土地利用人的承包方对土地生产能力进行保护，保证土地生态环境的良好性质和质量。所谓“合理利用土地”，是指承包方在使用农村土地的过程中，通过科学使用农村土地，使得土地的利用与其自然的、社会的特性相适应，充分发挥土地要素在农业生产活动中的作用，以获得最佳的经济、生产、生态的综合效益。所谓“永久性损害”是指使土地不再具有生产能力、不能再被利用的损害。例如在农村土地上过度使用化肥或向土地上长期排污，使土地完全盐碱化，不能被利用。如出现此类情况，只能按上述《农村土地承包法》第六十条规定处理。

针对目前国内光伏农业的土地使用究竟是属于“农业用途”还是产生“永久性损害”缺少司法解释，因此各光伏电站开发商在此问题上均处于积极的探索中。
 

1.2、光伏＋农业发展的建议模式

二十世纪60年代，人们一般认为，现代农业就是机械化、水利化、化学化加电气化。90年代，又有生态农业、可持续农业、集约型农业等提法。从农业发展史看，农业生产分为原始农业、传统农业和现代农业三个阶段。尽管各个国家或地区的条件与情况不同，但现代农业的基本特征是共同的。具体表现在五个方面：一是现代化的农业技术装备和较高的投入水平和产出水平；二是高效能的农业产前、产中、产后服务部门的支撑和效益相对较高的非农产业需求的支撑，并采用现代营销方式，提高农产品商品率；三是现代化的农业技术水平如生物技术、化学技术等，有一定科学文化素质和经营管理才能的农业劳动者，农民的收入水平接近城市居民水平，生活、居住方式城乡一体化；四是农民组织结构的改善与优化。

针对目前国内光伏＋农业发展进行分析：光伏＋水面模式存在水域面积减少、干涸，特别对浮筒式水面光伏，将存在因客观原因迫使其运行期提前结束的可能。

光伏＋地面模式中采用加高支架、利用空余土地种植作物的方式：目前来看，发展规模受限，规模化、集约化生产模式实现尚存在困难；而利用原农业大棚的模式来看，基于我国大棚的发展水平，部分为土坯温室、轻型温室的寿命原小于光伏电站运行期。

因此，从我国对农业的支持力度以及未来农业发展的主要方向来看，现代温室大棚则是未来现代农业的趋势。

现代温室，其主体骨架由经热镀锌防锈处理的型钢构件组成，具备抗风雪等载荷的能力；采用塑料薄膜、玻璃、硬质塑料、聚碳酸酯板（PC板）等透光材料作为温室覆盖与围护材料，使其满足透光、保温等性能要求；配备有遮阳、降温、加温、增湿、通风换气、照明补光、空调、CO2增施等温室环境调控设备和栽培床、灌溉、施肥等栽培设施。现代温室是设施栽培（包括地膜覆盖、塑料大棚、日光温室和现代温室等）中技术含量最高、可控环境条件最好的人工设施。

世界各国的现代温室产业，从20世纪50年代开始逐步完善并快速发展。目前，世界上塑料大棚栽培面积最多的国家是意大利、西班牙、法国、日本和中国等；尤其是意大利和西班牙，由于靠近地中海沿岸，能充分运用冬季无霜冻、气候温和、日照长的有利气候条件，运用塑料大棚发展蔬菜、花卉生产。由于现代温室不受气候和土壤条件影响，可以自动调控温室内的温度、湿度、二氧化碳浓度、光照和灌溉等作物生长条件。

生产温室设备的企业还处于自由发展、低水平竞争阶段，与国外的差距较大。

故，我国目前的光伏＋农业发展如采用现代温室方式，在带动现代温室的设备、控制技术、农业作物的生长研究发展的同时，形成工业化生产。在此基础上，研究不同光伏组件对不同农作物的影响，以形成真正的光伏+农业的发展模式。

二、光伏＋农业发展的主要研究方向

温室环境是非线性、分布参数、时变、大时延、多变量耦合的复杂控制系统，温室中栽培不同作物则需要不同的生长环境。因此，控制特定作物达到需要的生长环境是一个复杂课题。不但需要作物栽培专家的经验，同时需要控制技术方面专家的经验。特别是光伏发电的引入，电站设计、建设、运维的专家的经验。

因光伏组件在温室南向坡的覆盖，将引起温室环境的变化。引起温室内辐照、温湿度、作物蒸腾作用的变化。针对因此引起的上述的问题，建议系统研究的问题如下。

2.1、光伏温室室内辐照建模及分析

传统农业理论认为太阳直接辐射中的光合有效辐射系数为影响作物成长的主要因数。

太阳直接辐射中的光合有效辐射系数，即直接辐射中的光合有效辐射与太阳直接辐射之比，随太阳高度角的增大和大气混浊度的减小而增高。其比值随时间的变化在晴天快，一般早晚低，正午前后高而稳定，夏季高，冬季低。例如某地：晴朗的冬季，当太阳高度从10°增加到45°时，光合有效辐射系数由0.35增加到0.45；夏季则由0.47增加到0.48。散射辐射中的光合有效辐射系数基本上不随太阳高度角改变，但在晴阴不同的天气类型下，却存在一定变化，并比直接辐射中的光合有效辐射系数偏大，介于0.50～0.60之间。

光合有效辐射可用仪器直接测定。为取得太阳直接辐射和散射辐射与光合有效辐射之间的比例系数，可将日射仪或天空辐射表和光合有效辐射仪进行同步观测，计算出日、月、季和年的系数值及其相互关系。

对绿色植物生长发育有作用的辐射波长范围较光合有效辐射波长范围为宽，大致在300～800纳米范围内，为生理辐射。

因光伏组件的覆盖后，温室内从南向至北向的光合有效辐射系数将逐渐减小，针对上述系数的确认，目前可通过软件进行模拟，再根据经典太阳辐射理论完成上述参数的计算。如追求数据的精确性，也可在试验光伏温室内由南向北布置多组辐射仪完成上述参数的现场测定。最终形成温室内光合有效辐射系数梯度分布图。

 

2.2、农作物适应性分析

光合作用是植物生长发育和产量形成的物质基础，而没有光便没有光合作用。光强与光合作用关系呈双曲线型。光强与光合作用关系会因植物群体的繁茂程度而有明显差异。不同的植物光—光合作用曲线不尽相同。

在自然条件下，植物叶片所接受的光强，会因为云层的有无以及风速等因素的变化而产生差异。而在光伏温室中，因光伏组件的遮挡，温室内每天的辐射强度均呈现规律性变化。同时，有理论认为：“强光—弱光”缓慢交替会在一定程度上提高植物的光能利用率。

在一定的光照强度范围内，光合作用强度随光强的增强而增强。当光强达到一定的强度后，光合作用强度不再相应地增强，而是趋近于一条渐近线，这种现象称为光饱和现象。这个光的临界点称为光饱和点。

若光强高于光饱和点，不仅不会使植物光合作用强度增强，反而会导致叶温升高、气孔关闭，叶绿素钝化、分解、破坏及植物组织灼伤，使光合作用强度下降。

所以在实际测量时光强过高时光—光合作用曲线会呈抛物线状。植物的光合作用强度和呼吸作用强度达到相等时的光强值称为光补偿点。

不同植物（喜阴、喜阳、C3、C4），同一作物的不同品种，同一品种不同发育期及不同部位的叶片光饱和点和光补偿点不同。同时，光饱和点和光补偿点还因温度、水分、CO2浓度等因子的不同而变化。

结合2.1节的分析结论，不同的光合有效辐射系数对植物的生长的不同时期、不同植物的生长均会产生不同影响。应设置对照温室（无光伏组件覆盖），完成不同植物、不同植物的各生长阶段的生长特性的分析。为满足植物健康生长的前提下，提出光伏温室内人工钠灯补光、光伏组件优化布置、光伏组件制造工艺优化的措施。

目前国内针对上述问题，尚未形成系统性研究成果，鲜见相关文献报导。

2.3、光伏温室温湿度系统建模与分析

根据2.2节的分析：光饱和点和光补偿点还因温度、水分、CO2浓度等因子的不同而变化，因此需对光伏温室温湿度系统进行建模与分析。

目前国内针对此问题研究较多，并取得了丰硕成果。本文引用对此问题深入研究的中国科学技术大学李晋2007年硕士毕业论文《试验温室温湿度系统建模研究》（研究依托课题：863计划课题“可控环境农业数据采集与自动控制系统研究”（2004AA247020，2004.3.1-2005.10.10））的几个主要结论：

1）机理建模是温室小气候系统建模最基本的方法，国内外研究人员多年来一直在进行这方面的研究，取得了丰硕的成果。机理模型能够清晰地解释温室小气候的物理本质，可以模拟一定条件下的温室小气候系统，从而为温室环境的调节与管理提供有效指导，但也存在很多明显的局限性。机理模型未知参数多，测量这些参数需要昂贵的仪器，试验成本高；有些参数的测量费时费力，测量方法不易被广大农民掌握；由于不同类型温室结构和材料不同、温室材料老化或损坏、作物生长变化、种植作物种类或种植方式改变等原因，温室小气候系统是时变的，而机理模型可移植性差、自适应性差。因此，利用机理模型实现温室小气候在线建模和计算机实时监控难度很大。

2）温室小气候具有强非线性、大时滞、强耦合、强干扰、时变等特点，当分别采用ARMAX和ARIMAX两种线性自回归滑动平均模型描述多输入单输出的温室温度系统和湿度系统时；选择温室外温度、相对湿度、太阳辐射强度和风速作为模型扰动输入变量，选择温室内温度和相对湿度作为模型输出变量；采用统计假设检验和模型拟合度分析相结合的方法确定模型结构；采用渐消记忆递推增广最小二乘法（RELS）在线辨识模型参数，并构造智能监督级监控在线参数辨识过程；最后对4输入或3输入（忽略风速）的ARMAX或ARIMAX相互组合共4种模型的在线建模及仿真结果进行了对比分析。

试验温室温湿度系统渐消记忆递推增广最小二乘（RELS）在线建模方法，在局域范围内用带有扰动输入的线性自回归滑动平均模型近似描述非线性时变的温室温度系统和湿度系统，在线辨识模型参数，能够实时跟踪系统动力学特性的变化，具有较好的通用性和自适应性。在线建模的优点，使得能够以此为基础更好地设计温室小气候计算机实时监控系统，在线建模方法以及基于在线建模的温室控制策略有可能在温室生产中应用。

 

3）为进一步改进对温室温湿度系统动力学特性（特别是非线性和时变特性）的实时跟踪效果，其进一步采用了一种非线性函数拟合方法—加权最小二乘支持向量机回归（WLS-SVMR）进行在线建模。这种方法采用非线性模型——SVMR决策函数描述温室温度系统和湿度系统；选择温室外相对湿度、温室外温度、太阳辐射强度和温室外风速（可忽略）作为模型扰动输入变量（4输入或3输入），选择温室内温度和相对湿度作为模型输出变量；采用WLS-SVMR方法在线辨识非线性模型参数；最后将加权最小二乘支持向量机回归（WLSSVMR）方法和基于智能监督级的渐消记忆递推增广最小二乘（RELS）方法的在线建模及仿真结果进行对比分析。

仿真试验结果表明，上述两种（WLSSVMR、RELS）在线建模方法都能够较好地实时跟踪温室小气候系统动力学特性的变化，具有较好的通用性和自适应性，但前者的效果优于后者。这些优点使我们能够以此为基础更好地设计温室小气候计算机实时监控系统。

针对上述问题的研究可为将来光伏温室内农作物种植的多样性提供一定的理论基础。避免目前光伏温室主要种植菌类等喜阴作物。值得庆幸的事，目前国内各农业相关行业企业对此进行了积极的探索。如通威集团基于自身产品资源优势基础上，不断尝试各类光伏农业项目，取得了一定了积极效果。

三、光伏＋农业发展标准制定建议

基于前文的分析，可以得出如下结论。

3.1、法律政策依托

针对目前国内光伏农业的土地使用究竟是属于“农业用途”还是产生“永久性损害”缺少司法解释，各光伏电站开发商均游走于红线边缘。

根据伏圈知名的新媒体平台“光伏资讯”微信平台整理了国土资源部官方网站发布的与光伏有关信息，供大家参考。

咨询：新建农业大棚，棚上安装太阳能电池板发电，太阳能支架采用钢结构，支架与大棚结构相连接。该光伏电站规模为50兆瓦，所发电量馈入电网，大部分不会用于直接服务农业生产。请问此类农业大棚光伏电站是否需要办理农用地转用审批手续和其他相关用地、规划手续？

回复：你好！光伏发电属于新生事物，地类性质的认定上尚无统一标准。但按以往地类认定标准看，你所提出的大棚顶上并网发电，主要目的是发电，不是农业生产，应当认定为建设用地，并依法办理有关审批手续。具体可向地方国土资源部门的地籍部门咨询。（耕地保护司）

咨询：有一光伏发电企业拟在我区利用荒山坡，搭建光伏发电设施，使用期限可达20余年。请问该发电设施怎么审批、供地？

回复：你好！光伏发电用地不同于一般的建设用地，没有对土地硬化形成建筑物或构筑物，但占地时间长、影响农作物种植生长，是否应作为建设用地、按建设用地办理用地审批手续各方有不同意见。目前，我部正在积极研究光伏发电用地政策，尚未最后明确。（耕地保护司）

咨询：请问上光伏项目后对土地有什么相关的政策扶持吗？特别是农光、渔光。谢谢！

回复：你好！光伏项目属新型能源产业项目，项目用地有一定的特殊性，我部已关注该问题，正在抓紧研究相关政策。（耕地保护司）

有意思的是《关于促进光伏农业健康发展的提案复文摘要》国土部网站刊发一天后就将其删除，耐人寻味...
 

《关于促进光伏农业健康发展的提案复文摘要》（国土资源部调控和监测司）

我国人多地少的基本国情决定了我们必须实行严格的土地用途管制制度，对耕地特别是基本农田进行特殊保护。实行最严格的耕地保护制度是我国的基本国策。我部与农业部出台的《关于进一步支持设施农业健康发展的通知》（国土资发〔2014〕127号），在严格保护耕地、特别是基本农田的前提下，对支持设施农业发展、规范设施建设作出具体的规定。

光伏产业是战略新兴产业。近年来，随着国家对光伏产业的高度重视，光伏产业进入了高速发展阶段。光伏产业与农业相结合，成为一种新的发展模式。从用地角度看，光伏农业可以划分为两类：

一是以农业生产为主，通过光伏发电设施，辅助农业生产，尤其是规模化畜禽养殖、水产养殖等设施农业生产，主要是照明、加温等，提高农产品产出或农产品质量。此类光伏发电设施与现有其他农业设施功能一致，没有改变用地的农业性质，可以适用于现有的设施农用地政策。

二是以光伏发电为主，附带农产品生产改善生产生活条件或厂区绿化等。此类光伏发电设施与风力发电等新能源设施功能一致，用地性质与建设用地相近。

光伏农业用地是在用地管理领域出现的新情况、新类型，我部将积极会同有关部门，深入研究，进一步完善用地管理。

政策的制定在于明确性、针对性、可操作性强。上述《复文》中：“农业生产为主”、“光伏发电为主”即是《农村土地承包法》条款17、60的翻版。在实际执行中仍将对各级国土部门的智慧与权力的考验。

“依法治国”作为治国理政之本，国土资源部的相关文件及答复应《农村土地承包法》明确司法解释之前，缺乏创新和明确界定的依据。同时，对此问题的慎重，也与我国基本国策中18亿亩耕地红线有关。

因此，标准应在明确的界定其可实施的范围之后制定。

3.2、加强基础理论研究

1）缺乏系统、权威的有效研究成果

目前，我国在光伏＋农业与原有农业作业模式的研究尚未形成系统、权威的研究成果。原有土地农作物是否减产尚缺少定量数据。试算如国内每年新增光伏装机的20％采用“＋农业”模式，如假设减产20％，因此每年将减产1万吨（仅考虑新增容量）。此数据尚未包含目前国内因发展“＋农业”模式造成土地撂荒而绝产的情况。

反之，如形成系统、权威的有效研究成果。如类似荷兰、以色列技术，形成现代设施农业。形成立体种植农业模式，其在产量翻倍的基础上，将为光伏＋农业提供有力的发展基础。

2）积极引导现代温室发展

现代温室已部分属于工业与民用建筑类，但与光伏结合温室的设计、施工规范的缺乏，使广大企业只能依靠简单的照搬照抄或借鉴工业与民用建筑的规范进行产品的设计与工程的配套和实施。温室的标准和规范应遵循诸如冷藏库、粮库等特殊建筑的要求，在建筑、结构、给排水、施肥、通风降温、采暖、电气、自动控制、遮阳保温、覆盖材料、植物保护、配套机具等方面进行科学的规范。另外，在温室结构设计、采暖设计等设计理论上与民建差异较大，国内具有大规模实施的研究成果较少，制约了温室企业技术和质量方面的创新，也造成了部分质量事故和经济损失。

3.3、积极引导、通过示范工程推广

产业的健康发展需要宏观政策的支持和对产业发展的监督与分析。值得庆幸的是，国家相关部门已经对此引起重视。以国土部尝试出台的文件；国土部与国家林业局共享数据，梳理土地性质；国家林业局的《关于规范光伏电站建设使用林地的通知》（征求意见稿）都将利好光伏电站建设。

值得借鉴的是《关于规范光伏电站建设使用林地的通知》（征求意见稿）中第三条：“光伏电站建设应避让成片灌木林区域，可以使用灌木覆盖度低于20%的林地；灌木覆盖度低于30%的林地，原则上不能发展光伏电站。”中列出具体指标。国土部门是否可以在“光伏+农业”的各类模式中也列出相应指标？例如：

（1）首先明确哪些地类可以用。如某块基本农田开发光伏温室，原土地的亩产在低于该地区平均亩产的情况下可以考虑开发。由于众所周知的原因，国内部分基本农田的亩产远远低于平均亩产。

（2）如在基本农田、一般耕地中实施，其耕地的有效使用面积不得于原面积的90%、85%；且原作物的产量不低于土地原状的100%、95%；并对作物产出品质进行约束（相关数据仅供参考）。

在此基础上，因广义的“光伏＋农业”模式将涉及多个部门：国土、农业、电力、林业、航运等。国家有关部门尽早确定“光伏＋农业”发展的主管部门，并在技术、信息、政策等各方面明确，对“光伏＋农业”产业进行科学的分析和正确的引导，促进“光伏＋农业”产业的健康发展。

通过国内外对已建成“光伏＋农业”工程的调研，梳理出可作为“光伏＋农业”推广的示范工程，并实现退出机制。以切实做到保护耕地、整产增效、合理发展的目的。

3）2015-08-28光伏项目在土地方面有何相关政策扶持？

2）2015-04-13光伏发电设施用地如何审批供地？

1）2014-11-13此类光伏电站是否需办理农用地转用审批手续？