La creciente necesidad de alcanzar sistemas energéticos sostenibles y con cero emisiones netas ha impulsado una rápida expansión de la energía solar fotovoltaica (PV) en todo el mundo. Sin embargo, esta expansión tecnológica presenta una paradoja importante: la intensiva demanda de tierras para la instalación de paneles solares puede entrar en competencia directa con terrenos agrícolas dedicados a la producción de alimentos. En este contexto surge el concepto de agrisolar, una práctica que integra la producción de energía solar y actividades agrícolas para lograr una coexistencia eficiente y beneficiosa desde la perspectiva del nexo alimentos-energía-agua, además de fortalecer la seguridad económica de los agricultores. El nexo alimentos-energía-agua es un marco crítico para entender cómo la sobreexplotación o las transformaciones en un recurso pueden afectar directa o indirectamente a los demás. En regiones como el Valle Central de California, un área reconocida por su elevada productividad agrícola y a la vez por su estrés hídrico significativo, las decisiones sobre la colocación y gestión de instalaciones solares impactan de manera multidimensional en la seguridad alimentaria, la disponibilidad de agua y los ingresos agrícolas.
La investigación basada en la evaluación de 925 instalaciones solares, que abarcan una potencia total de aproximadamente 2.53 gigavatios pico y una extensión de cerca de 3,930 hectáreas convertidas de campos agrícolas a solares en el Valle Central de California, ha arrojado resultados reveladores. A través de un análisis integrado que explora los efectos sobre la producción alimentaria, la generación energética, el consumo del agua de riego y la rentabilidad económica, se evidenció que aunque la conversión de tierras agrícolas a solares desplaza la producción de alimentos, genera beneficios significativos en términos de sostenibilidad hídrica y seguridad económica para los propietarios de las tierras. La disminución en la producción alimentaria asociada a la instalación de paneles solares es una realidad inevitable cuando se reemplaza área cultivable. En el caso analizado, la pérdida estimada fue equivalente al aporte calórico necesario para alimentar a alrededor de 86,000 personas durante 25 años.
Sin embargo, esta pérdida afecta predominantemente a cultivos con menor eficiencia calórica para la alimentación humana directa, como cultivos de forraje para ganadería y bioenergía, mientras que la mayor parte de los cultivos especializados y de alto valor nutricional, tales como frutales y hortalizas, también sufrieron desplazamiento aunque en menor medida absoluto debido mayormente al menor espacio ocupado por instalaciones comerciales a pequeña escala. Más allá de la producción alimentaria, el factor agua es crucial. Aproximadamente tres cuartas partes de las áreas convertidas por instalaciones solares anteriormente eran tierras agrícolas irrigadas, por lo que el efecto más notorio fue una disminución en el uso de agua para riego. La reducción promedio del consumo de agua en estos terrenos fue de más de cinco mil metros cúbicos por hectárea por año, una cifra que representa un ahorro hídrico considerable y que puede contribuir a aliviar los escenarios de estrés hídrico, al tiempo que mejora la resiliencia agrícola regional. La disminución en la demanda de riego no solo influye en la conservación del recurso hídrico, sino que además implica una reducción en el consumo de energía destinada al bombeo y distribución del agua para el riego.
La instalación de paneles solares co-ubicados con la agricultura ayuda a compensar la demanda energética del sector agrícola y reduce costos relacionados, generando un efecto positivo en la reducción de emisiones de gases de efecto invernadero y promoviendo un círculo virtuoso de sostenibilidad. Desde una perspectiva económica, la transformación de parcelas agrícolas en sistemas solares, especialmente en instalaciones comerciales a pequeña escala que aprovechan el mecanismo de medición neta de energía (NEM), muestra una significativa mejora en la rentabilidad para los propietarios de tierras. Aunque la inversión inicial ligada a la instalación requiere un desembolso importante, el retorno económico a largo plazo supera ampliamente las pérdidas asociadas a la producción perdida de cultivos. Los ciclos de amortización calculados para estas inversiones rondan apenas cinco años, haciendo que para agricultores y pequeños propietarios la energía solar represente una fuente confiable y rentable de ingresos complementarios o incluso sustitutos. En contraste, las instalaciones a escala más grande y utilitaria funcionan bajo estructuras de ingresos diferentes, principalmente mediante arrendamientos de tierras sin involucrar directamente a los agricultores en la producción de energía.
Este modelo muestra retornos económicos más modestos y, en algunas circunstancias, incluso podría generar pérdidas, especialmente si las condiciones de arrendamiento y compensación no son favorables. Sin embargo, en zonas como el Valle Central, la inseguridad hídrica creciente y las regulaciones sobre el uso del agua hacen que incluso pequeños ingresos vinculados a la reducción del uso hídrico puedan ser un incentivo significativo para la adopción de agrisolar. El agrisolar no solo contribuye directamente a mejorar la seguridad económica y energética de los agricultores, sino que también propone un modelo que puede ayudar a mitigar algunos efectos negativos sobre la producción alimentaria, a través de la gestión inteligente del suelo, la selección adecuada de cultivos y la implementación de tecnologías de riego eficientes. Además, nuevas prácticas como la integración vertical o agrivoltaicos, que combinan la producción agrícola bajo estructuras solares, pueden maximizar el uso del espacio y generar co-beneficios en términos de microclima, salud de suelos y biodiversidad. En un contexto global donde la demanda de alimentos se proyecta duplicarse para 2050 y la disponibilidad de tierras agrícolas enfrenta crecientes presiones por la urbanización, degradación del suelo y cambio climático, la planificación de la expansión solar debe considerar cuidadosamente la selección de sitios para minimizar el impacto en la producción y, al mismo tiempo, aprovechar las sinergias posibles entre energía y agricultura.
El potencial de la energía solar para facilitar sistemas agrícolas más sostenibles se intensifica en regiones con estrés hídrico crónico. Al reducir la demanda de irrigación a través del reemplazo de parcelas con paneles solares, el agrisolar puede ayudar a conservar recursos hídricos limitados y proporcionar a los agricultores estabilidad financiera en épocas de sequía o fluctuaciones climáticas adversas. Sin embargo, la transición hacia modelos agrisolares requiere también una revisión de las políticas públicas, incentivos y modelos de negocio para asegurar que la adopción de esta tecnología sea justa y beneficiosa para los agricultores, garantizando que los ingresos obtenidos compensen adecuadamente las pérdidas ocasionadas y que se mantenga en equilibrio la seguridad alimentaria. La investigación indica que la compensación a los agricultores a través de esquemas como la medición neta de energía, arrendamientos de tierra y programas de incentivos relacionados con la conservación del agua pueden ser herramientas eficaces para promover la adopción del agrisolar. No obstante, las regulaciones emergentes, como las nuevas versiones del NEM, que limitan las compensaciones por excedentes de generación, pueden afectar la rentabilidad futura, por lo que se requiere de un análisis continuo para adaptar y mejorar las políticas a favor de este modelo.
