TÜRKİYE’DE TARIM VE ENERJİNİN KESİŞİMİ, TARIMFV: GÜNCEL YAZIN IŞIĞINDA BİR ÖN DEĞERLENDİRME

Year 2023, Volume: 41 Issue: Tarım Özel Sayısı, 1 - 22, 31.07.2023

Seven Ağır , Pınar Derin Güre , Bilge Şentürk

https://doi.org/10.17065/huniibf.1250434

Cited By: 2

Abstract

İklim değişikliği ve nüfus artışı baskısıyla yükselen gıda güvenliği tehlikesi ekilebilir arazilere olan ihtiyacı artırmakta; aynı zamanda yenilenebilir enerji yatırımlarının hızlanması arazi kullanımı üzerinden enerji üretimi ile tarımsal üretim arasında çatışma olasılığı yaratmaktadır. Son yıllarda güneş enerjisi alanında yenilikçi bir çözüm olarak geliştirilen tarım-fotovoltaik (agri-photovoltaic) sistemler ise aynı arazi üzerinde ikili kullanımı mümkün kılmakta, tarımsal arazi üzerinde yükseltilmiş paneller sayesinde enerji üretimi ve tarımsal faaliyetler eş zamanlı olarak sürdürülebilmektedir. Türkiye’de hem iklim değişikliğinin tarımsal üretim üzerindeki etkileri ile ortaya çıkması muhtemel üretim ve gelir risklerini hafifletme potansiyeli açısından, hem de tarımsal üretimin sulama gibi ana ihtiyaçların karşılanmasında yüksek düzeyde dışa bağımlı enerji ihtiyacını ikame etme potansiyeli açısından TarımFV’nin etkilerinin değerlendirilmesi önemlidir. Bu çalışma Türkiye’de bu alanda yapılmış ilk çalışmalardan biri olarak literatürün sistematik bir analizi ile TarımFV sistemlerinin ortaya çıkardığı olası fırsat ve zorlukları tartışmakta ve literatür taraması bulguları ışığında Türkiye’deki tarım sektörünün durumu özelinde (özellikle bir tarım girdisi olan enerji ihtiyacının artışı ve iklim değişikliğinin tarım üzerinde yarattığı zorlayıcı etkiler göz önüne alınarak) TarımFV potansiyelini değerlendirmektedir. Ayrıca tarım ve enerji alanındaki aktörlerin henüz pratikte kullanmadıkları TarımFV’ye ilişkin görüşlerine dair bir ön inceleme sunmak amacıyla Türkiye’de TarımFV kapsamında yapılan ilk saha çalışmasının sonuçlarına da yer verilmektedir.

Keywords

Tarıma Entegre GES (TarımFV) Sistemler, Su Enerji Gıda Bağlantısı, Tarımsal Üretim, Güneş Enerjisi, İklim Değişikliği, Yenilenebilir Enerji

Supporting Institution

Bu çalışmanın saha araştırması “Türkiye Fotovoltaik Teknolojileri Platformu” projesi “Araştırma Programının Toplumsal Etkisi - SOLARSOS” isimli alt projesi kapsamında desteklenmiştir. Destek programı: TUBİTAK 1004.

Project Number

Proje No: 20AG002.

The Intersection of Agriculture and Energy in Turkiye, AgriPV: A Preliminary Evaluation

Abstract

The food security threat, posed by climate change and population growth, increases the need for arable land. At the same time, the expansion of renewable energy in line with the Green Transition creates a tradeoff and conflict over land use between renewable energy generation and food production. Agro-photovoltaic (AgroPV) systems, which have been developed as an innovative solution to the problem of land use conflict, enable dual land use as energy production and agricultural activities can be carried out on the same land due to the PV panels designed and positioned to enable production the farming land. It is crucial to evaluate the effects of AgroPV technology adoption in Turkiye, both in terms of its potential to mitigate the possible production and income risks that may arise given the impact of climate change on agricultural production and its potential to replace the high level of foreign-dependent energy needs in meeting the primary needs of the agricultural output, such as irrigation. This study, as one of the first studies in this field in Turkiye, discusses the potential opportunities and challenges posed by Agri-PV systems with a systematic analysis of the secondary literature as well as an assessment of the peculiar characteristics of agriculture in Turkey (especially the dependence for external energy use as an agricultural input and pressures of climate change). In addition, in order to shed light on the perspectives of the main actors in agriculture, the results of the first fieldwork on Agri-PV in Turkiye will be presented.

Keywords

Agrivoltaic (AgroPV) Systems, Water Energy Food Nexus, Agricultural Production, Solar Energy, Climate Change, Renewable Energy

Project Number

Proje No: 20AG002.

References

• Adeh, E. H., Selker, J. S., & Higgins, C. W. (2018). Remarkable agrivoltaic influence on soil moisture, micrometeorology and water-use efficiency. PLoS ONE, 13(11). https://doi.org/10.1371/journal.pone.0203256
• Agir, S., P. Derin-Gure, & B. Senturk. (2023). Farmers’ Perspectives on Challenges and Opportunities of Agrivoltaics in Turkiye: An Institutional Perspective. Renewable Energy 212, 35-49. doi:10.1016/j.renene. 2023.04.137.
• Amaducci, S., Yin, X., & Colauzzi, M. (2018). Agrivoltaic systems to optimise land use for electric energy production. Applied Energy, 220, 545-561. https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2018.03.081
• BayWa r.e. (2022), 10 Eylül 2022 tarihinde https://www.baywa-re.com/en/solar-projects/agri-pv#conceal adresinden erişilmiştir.
• Coşgun, A. E. (2021). The potential of agrivoltaic systems in TURKEY. Energy Reports, 7, 105-111. https://doi.org/10.1016/j.egyr.2021.06.017
• Dellal, D., Mccarl, B. A., & Butt, T. (2011). The economic assessment of climate change on Turkish agriculture. Içinde Article in Journal of Environmental Protection and Ecology (C. 12, Sayı 1). https://www.researchgate.net/publication/288760540
• Dinesh, H., & Pearce, J. M. (2016). The potential of agrivoltaic systems. Içinde Renewable and Sustainable Energy Reviews, 54, 299-308. Elsevier Ltd. https://doi.org/10.1016/j.rser.2015.10.024
• DSİ (2021), DSİ 2020 Yılı Resmi Su Kaynakları İstatistikleri, 12 Ağustos 2022 tarihinde https://www.dsi.gov.tr/Sayfa/Detay/1499 adresinden erişilmiştir.
• Dudu, H., Çakmak, E. H., & Saraçoğlu, D. Ş. (2010). Climate change and irrigation in Turkey: A CGE approach. Iktisat Isletme ve Finans, Bilgesel Yayincilik, 25(286), 9-33.
• Dudu, H., & Çakmak, E. H. (2018). Climate change and agriculture: An integrated approach to evaluate economy-wide effects for Turkey. Climate and Development, 10(3), 275-288. https://doi.org/10.1080/17565529.2017.1372259
• Dupraz, C., Marrou, H., Talbot, G., Dufour, L., Nogier, A., & Ferard, Y. (2011). Combining solar photovoltaic panels and food crops for optimising land use: Towards new agrivoltaic schemes. Renewable Energy, 36 (10), 2725-2732. https://doi.org/10.1016/j.renene.2011.03.005
• Dünya Bankası (2022). Country Climate and Development Report: Türkiye, June 2022.
• EPDK (2021). Elektrik Piyasası 2021: Piyasa Gelişim Raporu, Strateji Geliştirme Başkanlığı, Ankara 2022. 30 Ekim 2022 tarihinde https://www.epdk.gov.tr/Detay/Icerik/3-0-24-3/elektrikyillik-sektor-raporu adresinden erişilmiştir.
• EPDK (2022a). Elektrik Piyasası Sektör Raporu Kasım 2022, Strateji Geliştirme Başkanlığı, Ankara 2022. 20 Ocak 2023 tarihinde https://www.epdk.gov.tr/Detay/Icerik/3-0-23-3/elektrikaylik-sektor-raporlar adresinden erişilmiştir.
• EPDK (2022b). Elektrik Piyasasında Lisanssız Elektrik Üretim Yönetmeliği’nde Değişiklik Yapılmasına İlişkin Kamuoyu Duyurusu. 20 Ocak 2023 tarihinde https://www.epdk.gov.tr/Detay/Icerik/3-0-92/elektriklisanssiz-uretim adresinden erişilmiştir.
• EU (2022). Agri-photovoltaics (Agri-PV): How multi-land use can help deliver sustainable energy and food, European Commission, Agri-Voltaics Workshop. Joint Research Center.
• Erdal, B. (t.y.). Energy use in agricultural production in Turkey: A study on tomato production CONSUMER TRENDS FOR ORGANIC PRODUCTS: THE CASE OF THE MARMARA REGION IN TURKEY View project. https://www.researchgate.net/publication/338695827
• Fernández, E. F., Villar-Fernández, A., Montes-Romero, J., Ruiz-Torres, L., Rodrigo, P. M., Manzaneda, A. J., & Almonacid, F. (2022). Global energy assessment of the potential of photovoltaics for greenhouse farming. Applied Energy, 309. https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2021.118474.
• GEPA (2022), Türkiye güneş enerjisi potansiyel atlası (GEPA). 3 Eylül 2022 tarihinde http://www.eie.gov.tr/MyCalculator/Default.aspx adresinden erişilmiştir.
• Goetzberger, A., & A. Zastrow (1982) On the coexistence of solar-energy conversion and plant cultivation. International Journal of Solar Energy, 1(1), 55-69, DOI: 10.1080/01425918208909875
• Güven (2020). 15 Ekim 2022 tarihinde https://www.enerjiportali.com/tarimsal-sulamanin-g-e-ve-ssi/ adresinden erişilmiştir.
• Hannah, L., Roehrdanz, P.R., Ikegami, M., Shepard, A.V., Shaw, M.R., Tabor, G., Zhi, L., Marquet, P. A., & Hijmans, R. J. (2013). Climate change, wine, and conservation. Proc Natl Acad Sci, U S A 110:6907–6912. https://doi.org/0.1073/pnas.1210127110
• Hernandez, R. R., Armstrong, A., Burney, J., Ryan, G., Moore-O’Leary, K., Diédhiou, I., Grodsky, S. M., Saul-Gershenz, L., Davis, R., Macknick, J., Mulvaney, D., Heath, G. A., Easter, S. B., Hoffacker, M. K., Allen, M. F., & Kammen, D. M. (2019). Techno–ecological synergies of solar energy for global sustainability. Içinde Nature Sustainability (C. 2, Sayı 7, ss. 560-568). Nature Publishing Group. https://doi.org/10.1038/s41893-019-0309-z HMB (2022). Hazine ve Maliye Bakanlığı, 15 Ekim 2022 tarihinde https://www.hmb.gov.tr/haberler/hazine-ve-maliye-bakani-nureddin-nebati-ziraat-bankasi-tarim-ekosistemi-bulusmasinda-konustu adresinden erişilmiştir.
• IEA (2021). International Energy Agency, World Energy Outlook 2021. 4 Ekim 2022 tarihinde https://iea.blob.core.windows.net/assets/4ed140c1-c3f3-4fd9-acae-789a4e14a23c/WorldEnergyOutlook2021.pdf adresidnen erişilmiştir.
• IPCC (2019). IPCC PRESS RELEASE, Intergovermental Panel on Climate Change, 8 Ağustos 2019. 25 Ekim 2022 tarihinde https://www.ipcc.ch/2019/08/08/land-is-a-critical-resource_srccl/ adresinden alınmıştır.
• Mamun, M. A. al, Dargusch, P., Wadley, D., Zulkarnain, N. A., & Aziz, A. A. (2022). A review of research on agrivoltaic systems. Içinde Renewable and Sustainable Energy Reviews (C. 161). Elsevier Ltd. https://doi.org/10.1016/j.rser.2022.112351
• ODTÜ-GÜNAM (2022), Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Güneş Enerjisi Araştırma ve Uygulama Merkezi Tarıma Entegre GES Örnek Çizimi, Ankara.
• Ören, M. N., & Öztürk, H. H. (2006). An analysis of energy utilization for sustainable wheat and cotton production in Southeastern Anatolia region of Turkey. Journal of Sustainable Agriculture, 29(1), 119-130. https://doi.org/10.1300/J064v29n01_09.
• Sayin, C., Mencet, M. N., & Ozkan, B. (2005). Assessing of energy policies based on Turkish agriculture: current status and some implications. Energy Policy, 33(18), 2361-2373.
• SolarPower Europe (2020), Solar Power Summit 2020: Agricultural photovoltaics: Solar at the service of sustainable rural development, 30 Temmuz 2022 tarihinde www.solarsummit.org adresinden alınmıştır.
• Şahin, Ü. ve Kurnaz, L. (2014). İklim Değişikliği ve Kuraklık, İstanbul Politikalar Merkezi Yayınları, İstanbul. TAGEM (2022). Tarımsal Araştırmalar ve Politikalar Müdürlüğü Bilgi Notu (08.04.2022 ve 30.05.2022). (Resmi evrak olarak edinilmiştir).
• Tang, Y., Ma, X., Li, M., & Wang, Y. (2020). The effect of temperature and light on strawberry production in a solar greenhouse. Solar Energy, 195(2020), 318-328.
• Trommsdorff, M., & Johanna, F. (2016). An Economic Analysis of Agrophotovoltaics: Opportunities, Risks and Strategies towards a More Efficient Land Use. 2 Ekim 2022 tarihinde www.wipo.uni-freiburg.de adresinden erişilmiştir.
• Trommsdorff, M., Kang, J., Reise, C., Schindele, S., Bopp, G., Ehmann, A., Weselek, A., Högy, P., & Obergfell, T. (2021). Combining food and energy production: Design of an agrivoltaic system applied in arable and vegetable farming in Germany. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 140. https://doi.org/10.1016/j.rser.2020.110694
• TRT (2012), 15 Ekim 2022 https://www.trthaber.com/haber/yasam/iste-ornek-tarimcilik-67544.html adresinden alınmıştır.
• Trypanagnostopoulos, G., Kavga, A., Souliotis, М., & Tripanagnostopoulos, Y., (2017). Greenhouse performance results for roof installed photovoltaics. Renew. Energy, 111, 724e731. https://doi.org/10.1016/j.renene.2017.04.066 Turan, N. (2021). Agrivoltaics and Their Effects on Crops: A review. Muş Alparslan Üniversitesi Tarımsal Üretim ve Teknolojileri Dergisi, 1(2), 39-47,2021.
• TÜİK (2022). Türkiye İşgücü İstatistikleri, 17 Aralık 2022 tarihinde https://data.tuik.gov.tr/Bulten/Index?p=%C4%B0%C5%9Fg%C3%BCc%C3%BC-%C4%B0statistikleri-2021-45645vedil=1#:~:text=2021%20y%C4%B1l%C4%B1nda%204%20milyon%20948,ki%C5%9Fi%20hizmet%20sekt%C3%B6r%C3%BCnde%20istihdam%20edildi adresinden alınmıştır.
• TÜİK (2023), Tarımsal Girdi Fiyat Endeksi, İstatistikel Tablolar. 28 Aralık 2022 tarihinde https://data.tuik.gov.tr/Bulten/Index?p=Tarimsal-Girdi-Fiyat-Endeksi-Kasim-2022-49561#:~:text=T%C3%9C%C4%B0K%20Kurumsalvetext=Tar%C4%B1m%2DGFE'de%20(2015,%112%2C41%20art%C4%B1%C5%9F%20ger%C3%A7ekle%C5%9Fti adresinden erişilmiştir.
• Türkeş, M. (2020). İklim değişikliğinin tarımsal üretim ve gıda güvenliğine etkileri: Bilimsel bir değerlendirme. Ege Coğrafya Dergisi, 29(1), 125-149.
• TÜSİAD (2020). Sürdürülebilir Büyüme Bağlamında Tarım ve Gıda Sektörünün Analizi. Mart 2020. Gökhan Özertan. Yayın No: TÜSİAD-T/2020-03/613. 3 Ocak 2022 tarihinde https://tusiad.org/tr/yayinlar/raporlar/item/10544-tarim-ve-gida-2020-surdurulebilir-buyume-baglaminda-tarim-ve-gida-sektorunun-analizi adresinden erişilmiştir.
• Uğuz, S., Oral, O., & Çağlayan, N. (2019). Estimation of energy to be obtained from PV Power plants using machine learning methods. Uluslararası Muhendislik Arastirma ve Gelistirme Dergisi, 769-779. https://doi.org/10.29137/umagd.514933
• Wang, D., & Sun, Y. (2018). Optimizing light environment of the oblique single-axis tracking agrivoltaic system. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 170(4). https://doi.org/10.1088/1755-1315/170/4/042069
• Weselek, A., Bauerle, A., Zikeli, S., Lewandowski, I., & Högy, P. (2021). Effects on crop development, yields and chemical composition of celeriac (Apium graveolens L. var. rapaceum) cultivated underneath an agrivoltaic system. Agronomy, 11(4). https://doi.org/10.3390/agronomy11040733
• Willockx, B. Herteleer, B., Ronsijn, B., Uytterhaegen, B., & Cappelle, J. A. (2020). Standardized Classification and Performance Indicators of Agrivoltaic Systems. EU PVSEC Proc. 2020, 1995–1998.
• Valle, B., Simonneau, T., Sourd, F., Pechier, P., Hamard, P., Frisson, T., Ryckewaert, & M., Christophe, A. (2017). Increasing the total productivity of a land by combining mobile photovoltaic panels and food crops. Appl Energy, 206, 1495–1507.
• Yeni, O., Teoman, Ö. (2022). The agriculture-environment relationship and environment-based agricultural support instruments in Turkey. European Review, 30(2), 194-218. https://doi.org/10.1017/S1062798720001015.
• Zisis, C, Pechlivani E, Tsimikli S, Mekeridis E, Laskarakis A, & Logothetidis S. (2019). Organic photovoltaics on greenhouse rooftops: Effects on plant growth. Mater Today Proc, 19, 65–72.