Mô hình nông-quang điện: Giải pháp thích ứng cho nghề trồng nho trước biến đổi khí hậu

(STNN) - Trong bối cảnh biến đổi khí hậu diễn biến phức tạp, các hiện tượng thời tiết cực đoan như nắng nóng và hạn hán năm 2026 đã tác động mạnh đến các vùng trồng nho truyền thống trên toàn cầu. Trước thực tế này, mô hình nông-quang điện (Agrivoltaics - APV) tích hợp sản xuất năng lượng mặt trời và canh tác nông nghiệp trên cùng một đơn vị diện tích nổi lên như một giải pháp chiến lược.
nong-quang-dien-1789374294.png
Hình minh họa.

Thách thức từ khí hậu cực đoan đối với ngành rượu vang

Năm 2026, hiện tượng El Niño đã gây ra các đợt nắng nóng bất thường tại Bắc bán cầu, ảnh hưởng nghiêm trọng đến các vùng sản xuất rượu vang từ Tây Âu đến Bắc Mỹ và Trung Quốc. Tình trạng này dẫn đến hiện tượng thu hoạch sớm trên diện rộng, làm thay đổi quá trình chín của quả nho và đặt ra nhiều thách thức cho việc quản lý chất lượng rượu.

Tại các khu vực khô hạn như miền Nam nước Pháp và các vùng sản xuất phía Tây Bắc Trung Quốc (như Ninh Hạ, Tân Cương), nhiệt độ cao và tình trạng thiếu nước ngày càng trầm trọng. Điều này không chỉ ảnh hưởng đến sinh lý cây nho, gây cháy nắng mà còn làm mất cân bằng giữa đường và axit trong quả, ảnh hưởng trực tiếp đến hương vị và cấu trúc của rượu vang thành phẩm. Các biện pháp canh tác truyền thống như tăng cường tán lá hay sử dụng lưới che nắng đang dần bộc lộ hạn chế trong những năm nhiệt độ cực cao.

Từ tấm pin năng lượng đến "trạm khí hậu"

Tại miền Nam nước Pháp, các dự án nghiên cứu tiên phong, điển hình như của Sun'Agro, đã áp dụng hệ thống nông-quang điện điều chỉnh được trong vườn nho. Điểm đột phá của công nghệ này không chỉ nằm ở việc lắp đặt các tấm pin, mà ở hệ thống điều khiển thông minh dựa trên mô hình sinh trưởng của cây trồng.

Khác với các hệ thống theo dõi năng lượng mặt trời truyền thống, các tấm pin APV thông minh có thể tự động điều chỉnh góc độ. Vào buổi trưa nắng gắt, các tấm pin tạo bóng râm, giúp giảm nhiệt độ bề mặt lá và quả, ngăn ngừa cháy nắng và giảm thoát hơi nước. Khi ánh sáng yếu hoặc nhiệt độ thấp, các tấm pin điều chỉnh góc để tối đa hóa lượng ánh sáng cần thiết cho quá trình quang hợp.

Cách tiếp cận này biến các tấm quang năng thành một "trạm khí tượng" vi mô, chủ động điều chỉnh tiểu khí hậu trong vườn nho, ưu tiên sức khỏe và sự phát triển của cây trồng trước khi tối ưu hóa sản lượng điện.

Lợi ích đa chiều về sinh thái và kinh tế

Các nghiên cứu quan sát từ năm 2018 đến năm 2024 tại Pháp đã ghi nhận những kết quả tích cực từ mô hình APV:

- Bảo tồn nguồn nước và tăng trưởng: Việc che chắn một phần giúp giảm đáng kể nhu cầu tưới tiêu (từ 20% - 70% theo các thử nghiệm tại Pháp), một yếu tố quan trọng tại các vùng khan hiếm nước. Ngoài ra, tỷ lệ cây chết cũng giảm đáng kể nhờ khả năng đệm nhiệt độ của hệ thống (giảm khoảng 4°C so với khu vực đối chứng).

- Điều hòa chất lượng nho: Dưới bóng râm của các tấm pin, quá trình tích lũy đường chậm lại trong khi độ chua của nho trắng được duy trì tốt hơn. Điều này giúp giải quyết vấn đề nồng độ cồn trong rượu vang tăng cao do khí hậu nóng, tạo ra phong cách rượu cân bằng và tươi mới hơn.

- Hiệu quả sản lượng: Dữ liệu cho thấy sự biến động về sản lượng phụ thuộc vào giống nho và điều kiện khí hậu từng năm. Các giống chín muộn thường hưởng lợi nhiều hơn từ thời gian sinh trưởng kéo dài dưới bóng râm.

Những cân nhắc kỹ thuật và sinh thái

Mặc dù mang lại nhiều hứa hẹn, việc triển khai mô hình APV tại các vườn nho đòi hỏi sự cân nhắc kỹ lưỡng về mặt kỹ thuật sinh thái:

- Độ truyền sáng: Việc tính toán tỷ lệ che bóng, độ cao và khoảng cách giữa các tấm pin là rất quan trọng. Tỷ lệ che bóng tối ưu thường nằm trong khoảng 20%-35% để đảm bảo quang hợp hiệu quả. Nếu che bóng quá mức (trên 40%), cây có thể bị thiếu sáng, dẫn đến quả chín kém và tăng nguy cơ mắc các bệnh nấm ưa ẩm như bệnh sương mai.

Vấn đề thổ nhưỡng và quản lý dịch bệnh: Sự thay đổi tiểu khí hậu có thể làm tăng độ ẩm và giảm thông gió, tạo điều kiện cho một số loại nấm bệnh phát triển. Do đó, công tác quản lý dịch bệnh và bảo vệ thực vật cần được chú trọng. Ngoài ra, việc lắp đặt các công trình kiên cố cũng cần xem xét các quy định về nhãn mác xuất xứ (như hệ thống AOC/IGP tại Pháp).

Bản địa hóa giải pháp: Các tham số kỹ thuật như độ truyền sáng và khoảng cách hàng cây cần được điều chỉnh phù hợp với điều kiện khí hậu cụ thể của từng vùng.

HOA NGUYỄN (t/h)