農業と発電を両立する営農型太陽光発電(ソーラーシェアリング)とは

農業と発電を両立する営農型太陽光発電(ソーラーシェアリング)とは

農林水産省が公表した平成31年農業構造動態調査によると、全国の農業経営体数は118万8,800経営体で、前年比で2.6%減少しました。また、基幹的農業従事者(仕事として自営農業に主として従事した者)数は140万4,100人で、前年比で3.2%減少しました。*1

平成29年度の食料自給率は、供給熱量ベースで38%、生産額ベースで66%です。品目別に様々な変動要因がありますが、共に輸入品の増加が影響しています。*2

一方、農地転用(耕作目的以外に変更)により太陽光発電を行う許可実績が増加しており、平成29年度で累計46,105件になりました。本記事で扱う営農型太陽光発電(営農を継続しながら発電する方式)の許可実績は同年累計で1,905件であり、農地転用と比較して大きな差があります。*3

農地転用による太陽光発電は自然エネルギー活用の1つですが、離農の増加、食料自給率低下の要因になり得ます。営農型太陽光発電の場合は、田畑をほとんど損なわずに太陽光発電を行え、売電により農家の収入を増やすことで、農業経営の改善への寄与が期待できます。

本記事では、営農型太陽光発電の概要、実施例、導入手続き、将来展望について説明いたします。

引用: 一般社団法人 日本住宅工事管理協会 ホームページ
https://nichijuko.net/taiyo/sharing/


引用:認定NPO法人 環境エネルギー政策研究所
https://www.isep.or.jp/jsr/2017report/topics/topics3

営農型太陽光発電とは

耕作地の上に太陽光パネルを設置し、太陽光を発電と作物の育成にシェアして利用する設備を営農型太陽光発電と呼びます。ソーラーシェアリングと言われる所以でもあります。農地の上に、農作業を行える高さを確保した架台を設置し、架台に隙間をあけて小型のソーラーパネルを並べた構造が一般的です。CHO技術研究所の長島彬氏が2004年に特許出願した方法ですが、権利化されておらず、無償で利用可能です。発電した電気は販売することも自家消費することも可能で、農業経営改善の仕組みとして注目されています。

2013年より普及が始まった

農林水産省が2013年3月に「支柱を立てて営農を継続する太陽光発電設備等についての農地転用許可制度上の取り扱いについて」を公表しました*4。この公表により、耕作の適切な継続を条件に、農地への太陽光発電設備等の設置が「一時転用」の形で認められました。これにより、営農型太陽光発電を行うことが可能となりました。

ここで「一時転用」について説明します。農地法では、農地を「耕作の用に供されている土地」と定義されています。つまり、耕作以外の目的で農地を使うことが出来ず、農地に太陽光パネルを支える支柱の基礎部分を設置することが出来ませんでした。一時転用とは、「農地を一時的に耕作以外の利用に供し、利用後に元に戻す」ことです。2013年3月の上記公表により、一時転用の許可を得れば、支柱の基礎部分を設置できるという指針が示されました。

農林水産省の指針

農林水産省が2013年3月に示した「支柱を立てて営農を継続する太陽光発電設備等についての農地転用許可制度上の取り扱いについて」の主な指針は以下の通りです*4。健全な営農が前提であり、その上で発電を行う趣旨となっています。

(1)営農を継続しながら上空空間に太陽光発電設備を設置する場合には、支柱の基礎部分について、一時転用許可が必要。転用期間は3年以内だが、再度一時転用許可を申請することができる。

(2)柱は簡易な構造で容易に撤去できるものに限る。

(3)太陽光発電設備を設置した下部の農地における単収が、同じ年の地域の平均的な単収と比較して概ね2割以上減少している場合は、改善措置を迅速に行う。

(4)太陽光発電設備を設置した下部の農地における農作物の状況を毎年報告すること。

(5)営農が行われない場合、発電事業を廃止する場合は、支柱を含む発電施設を速やかに撤去し、農地として利用できる状態に回復すること。

なお、2018年5月に農林水産省から公表された「営農型発電設備の設置に係る農地転用等の取扱いについて」*5により、担い手が営農する場合や荒廃農地を活用する場合等には、一時転用期間3年が10年に延長されました。
次に、発電した電力の活用方法の一つである固定価格制度(FIT)について説明します。

固定価格買取制度(FIT)とは

自然エネルギー(太陽光、風力、水力、地熱、バイオマス)で発電した電気を電力会社が一定価格で一定期間買い取る制度です。電力会社が買い取る費用の一部は、電気の使用者から賦課金という形で集められます。*6

資源エネルギー庁が公表している「買取価格・期間等(2019年度以降)」*7によると、買取帰還は、発電出力10kW未満で10年間、10kW以上で20年間です。営農型太陽光発電(10kW以上)の場合、発電した電気は20年間の固定価格で売ることができます。

なお、2019年の買取金額は10kW以上で10円台/1kWhとなっており、継続的に下がる傾向です。これから営農型太陽光発電を始める場合、FIT制度に強く依存せず、自家消費も念頭に置く方がいいでしょう。

営農型太陽光発電で作れる作物

作物はある一定の光があれば育ち、この照度を光飽和点(単位:klx)と呼びます。基本的に作物の成長には光飽和点を超える光は必要ありません。よって、夏場の多すぎる光を調整することにより、作物が枯れるケースをなくす効果も期待できます。一般的に、太陽光パネルによる遮光率が3割(作物に7割の光)で、ほとんどの作物が育つと言われています*8

次に、いくつかの作物の光飽和点を紹介します*8

《光飽和点は高いが営農型発電との相性は悪くない作物(太陽光パネルの間隔を広くすることで必要な光量を確保可能)》

トウモロコシ: 80~90klx
スイカ:80~90klx
トマト:80klx
サトイモ:80klx

《営農型発電に適している作物》

キュウリ:55klx
カボチャ:45klx
ブルーベリー:45klx
キャベツ:45klx
コメ:40~45klx
ニンジン:40klx
カブ:40klx
サツマイモ:30klx
レタス:25klx
ピーマン:20~30klx
ネギ:25klx
シイタケ:~20klx

営農型太陽光発電の国内事例

農林水産省が2019年7月に公表した「営農型発電について」*9から、営農型太陽光発電の取組事例を紹介します。

ハウスでの水耕栽培と組み合わせた高収入化への挑戦(群馬県高崎市)

事業実施主体:地所有適格法人(有)ファームクラブが運営
発電設備:発電出力110.8kW, 発電電力量133,000kWh/年
発電設備下部の農地:16.1a
建設費:6,100万円
運転開始時期:平成27年3月

ハウスに両面透過型の太陽光パネルを採用し、ハウス内の白い防水シートの反射光も発電に利用しています。水菜、ルッコラ、リーフレタス、パクチー、バジル等の葉物野菜を水耕栽培。収量は周辺地域の露地栽培と比較して300%もあります。

若者へ向けた新たな農業スタイルの提案(千葉県いすみ市)

事業実施主体:五平山農園 藤江信一郎
発電設備:発電出力49.5kW, 発電電力量53,000kWh/年
発電設備下部の農地:10a
建設費:約1,500万円
運転開始時期:平成27年3月

5種類のブルーベリーやイチジクを栽培しながら、農家民宿や観光農園を経営しています。ブルーベリーは、平均糖度15度以上(通常は12~13度で良品)、直径平均18mmの粒を揃え、色目もよく高評価を得ています。太陽光パネルによる日陰が生じることで夏場の収穫作業が楽になった他、乾燥が防げたことによって、散水作業が楽になりました。ただし、発電施設の支柱によって、除草作業が煩雑になった面もあったとの事です。

地域の荒廃農地の解消と地域農業の継続を目指す(千葉県匝瑳市)

事業実施主体:千葉エコ・エネルギー(株)
発電設備:発電出力49.5kW, 発電電力量66,000kWh/年
発電設備下部の農地:13a
建設費:約1,600万円
運転開始時期:平成28年4月

発電事業は千葉エコ・エネルギー(株)が、営農は農地所有適格法人 Three little birds合同会社が実施しています。大豆を有機栽培し、収量は地域と同等を確保しています。

営農型太陽光発電の売電収入を活用した市民協働による農地の利用促進(兵庫県宝塚市)

事業実施主体:非営利型 株式会社 宝塚すみれ発電
発電設備:発電出力46.8kW, 発電電力量50,000kWh/年
発電設備下部の農地:9a
建設費:約1,700万円
運転開始時期:平成28年4月

農地の所有者である宝塚市と協力し、市民農園に営農型太陽光発電を導入しました。事業費は兵庫県から補助事業(融資)を受け、残額は市民出資で対応しています。売電収入の一部は、農園利用料割引として市民に還元されています。宝塚市の市税条例を活用し、災害時に市が利用することを条件とした非常用電源を設置することにより、固定資産税の5年免除を受けています。農地ではサツマイモなどが栽培されています。

中山間地での永続的な暮らしを提案する茶栽培(静岡県浜松市)

事業実施主体:特定非営利活動法人 OIKOS天竜
発電設備:発電出力49.5kW, 発電電力量55,000kWh/年
発電設備下部の農地:7a
建設費:約1,500万円
運転開始時期:平成29年4月

茶産業や林業が盛んであった天竜地区の中山間地区において、高齢化等により茶畑が放置されるようになったことから、法人を設立して営農型太陽光発電を導入しました。売電収入を法人の活動に活用しています。周辺の茶農家から茶を買い取り、茶製品の開発も行っています。抹茶等の栽培で、渋みを抑えて旨みを蓄えるために使用する遮光膜について、通常は専用の支柱を利用するのですが、発電設備の支柱を利用することで、資材コスト低減の効果も得られています。

営農型太陽光発電の海外事例

海外における営農型太陽発電の事例を紹介します。合わせて、養鶏場と太陽光発電、灌漑システムと太陽光発電、海水と太陽光のみを用いた室内農場の事例も紹介します。

売却した電力を農業生産に投資(フランス)

太陽光発電と農業を組み合わせたプロジェクトが、フランスの企業アクオ・エナジー社により進められています。フランスのレユニオン島で、ソーラーパネルを備えた温室を導入し、太陽光と土地の有効利用を実現させています。*10

【Agrinergie I】
レユニオン島の農業用温室に設置された最初のソーラーファームです。 多くのユリとアンスリウムを栽培する園芸家 Mr.Payetと協力して実現しました。輸入により徐々に生産量を押し上げており、レユニオン島での切り花の生産再構築を成し遂げました。一方、太陽光発電温室は傷みやすい花を昆虫やその他の寄生虫から保護する効果があります。

【Agrinergie III】
レユニオン島に設置される2番目のソーラーファームです。 合計4ヘクタールの面積をカバーする太陽光発電温室で構成されています。 パイナップルやトマトの無土壌栽培が行われています。

【Agrinergie V】
レユニオン島に設置される3番目のソーラーファームです。 総面積は2.82ヘクタールです。この土地を使用して、地元市場向けの果物と野菜の生産を行っています。このソーラーファームにより、伝統野菜の一部を活性化することができました。

太陽光パネルの下で野菜を生産!(ドイツ)

ドイツの応用研究機関フラウンホーファー研究機構では、農地上にソーラーパネルを設置した場合でも問題なく作物が生産可能かという実証を、有機農業会社と提携してスイス国境近くボーデン湖畔で行っています。*11

スイス国境近くのボーデン湖では、総出力194kwの太陽光発電モジュールが5メートルの高さに構造物に設置されています。2017年の結果は160%の土地利用効率を確認しました。2018年は非常に暑い夏となり、2017年の数値を上回りました。つまり、太陽光発電モジュールの下の陰により農業の収穫量を改善し、太陽光が多い夏場は、太陽光発電量が増加することを確認しました。

限りある水資源を効果的に使う方法(インド)

太陽光発電を組み込んだ灌漑システムがインド北西部パンジャーブ州で導入されています。太陽光発電を導入する農家に財政面で援助し、安価に関連機器を提供することで、2万エーカーの土地に太陽光発電による点滴灌漑を広げるプロジェクトです。インドのコタックソーラー社などが推進しています。*12

パンジャーブ州は、年間300日の晴天、1日8時間の日照量という、太陽光発電向きの気候です。太陽光発電と組み合わせた点滴灌漑を使えば、作物の生産効率を上げつつ、効率的な太陽光発電が実現する予定です。

研究が進む“デュアルユース”(アメリカ)

米マサチューセッツ大学アマースト校のスティーブン・ハーバート教授が、発電と農業を同じ場所で行う研究を行っています。(デュアルユースと呼ばれています) *13

ブロッコリー、ケール、コショウ、インゲンマメなどの栽培に成功しています。パネルの影について、いくつかの作物は収穫が低下しますが、豆類の生産量が上がるなどのデータを蓄積中です。

ソーラーエネルギーを活用した鶏舎(オランダ)

農業ではなく養鶏場における太陽光発電の事例として、オランダ南部のフェンラユを拠点とするKIPSTER社が運営する養鶏場を紹介します。*14

鶏舎の屋根の一部をガラスにすることで、自然光を屋内に届けつつ、屋根等に1078枚のソーラーパネルを設置しています。太陽光発電によって得た電気は鶏舎で利用されるほか、余剰分は売却して収益の一部にしています。

太陽光と海水による屋内農場(オーストラリア)

2016年、オーストラリア南部の砂漠で太陽光と海水のみを活用する屋内農場が建設されました。この屋内農場では、近隣の海水を淡水化して農業用水に利用し、水耕栽培法によってトマトやパプリカなどを栽培しています。*15

20ヘクタールの敷地に23,000枚の鏡を設置して太陽光を効率的に集め、農作物の栽培や海水の淡水化に要する電気を発電するシステムです。化石燃料に依存せず、気候や季節を選ばずに農作物を栽培できる屋内農場ソリューションとして注目されています。

営農型太陽光発電の導入手続き

農林水産省から「営農型太陽光発電取組支援ガイドブック」*16が公表されています。このガイドブックに導入に必要な情報が記載されています。チェックリストも記載してありますので活用するとよいでしょう。

まずは設置場周辺の理解を得る

太陽光パネルからの反射光が近隣の住宅等に当たり、迷惑をかける可能性があります。太陽光パネルには反射防止コーティングや低反射ガラス等の工夫がしてありますが、反射光がなくなるわけではありません。なお、反射光は計算で予測が可能ですので、事前に施工業者に相談しましょう。

「反射光が眩しい。部屋が暑くなった」等で、万が一裁判を起こされた場合、「受忍限度」が争点となります。つまり、社会通念上、我慢できる範囲におさまっているかどうかです。「我慢できる範囲」という判決になったとしても、良好な関係を継続することは難しいでしょう。よって、近隣の方々に工事前、工事中、工事後の挨拶を通じて、普段からの良好な関係づくりが大切です。

また、「地域の外観が悪くなる」という理由で反対する方がおられる可能性もあります。営農型太陽光発電の意義や将来見通しを理解頂く努力が必要になります。この場合も、普段からの良好な関係作りが大切です。

営農型太陽光発電を始める際の取組フロー

農業を続けながら発電を行う形態ですので、農業に関する手続きと発電に関する手続きを行います。以下に主だった取組フローを説明します。

(1) 初期検討多くの手続きや検討項目がありますので、営農型太陽光発電について相談できる人を探しましょう。まずは農地法に基づく一時転用許可が必要です。また電力系統に接続できるか電力会社に相談する必要があります。自治体支援メニューの有無や内容等も確認しておきましょう。金融機関の中には営農太陽光発電向けの融資メニューがあります。融資を受ける際は各金融機関と相談しましょう。

(2) 計画策定
営農と発電それぞれの経営計画を検討します。また、土地の利用状況や測量等現地調査に基づく太陽光発電システムの設計、及び見積を取得します。その上で資金調達の目途を立てます。なお、計画策定時には撤去及び処分を行うための費用を想定しておく必要があります。

(3) 各種申請
電力会社への接続契約等の申し込みを行います。接続に関しては費用が発生しますので、費用の算定を依頼します。合わせて、FIT事業計画認定申請、農地一時転用申請を行います。

(4) 工事
電力会社への接続のため工事負担金を支払い、工事契約を行います。その後、工事を実施します。工事の際に問題が発生しないように、工事会社との現地確認及び、排水や高低差など営農環境に関する情報を共有化しておきましょう。FIT事業計画認定通知が発行されれば買取価格が決定します。農地一時転用が認可され、工事が完了したら、農業委員会に工事完了の報告を行います。

(5) 事業開始
工事が完了し、農業委員会へ完了報告を行った後に、営農と電力供給を開始します。農業委員会への年次報告は義務となります。また、継続に当たっては関係者どうしの定期的なコミュニケーションが大切です。

営農型太陽光発電の将来見通し

冒頭で記載した通り、平成29年度における、農型太陽光発電の認可実績は、累計1,905件*3であり、なかなか普及していないのが現状です。営農型太陽光発電に適した作物の事例については、遮光率が高くても(日陰でも)育成可能な品種が選ばれる傾向があります。*17

営農型太陽光発電の狙いは、営農と発電が両立することにより農業経営が改善し、耕作放棄地の解消や後継者の確保、さらにはエネルギーの地域供給への寄与です。この実現のため、健全な営農型太陽光発電の普及に向けての対策が必要です。日本国内では、農業を継続することを前提としてソーラーシェアリングが認可されているため、継続的な農業スキームをいかに構築できるかが、今後の普及のカギと言えそうです。例えば、推奨する作物と適正な遮光率水準などを地域ごとに示すなどのデータ共有、健全な営農型太陽光発電を育成するための国・県レベルの取組、実践者同士のコミュニティ構築・ノウハウの共有が必要と思われます。*17

【出典】
  1. 出所)農林水産省「平成31年農業構造動態調査(平成31年2月1日現在)」
    http://www.maff.go.jp/j/tokei/kouhyou/noukou/attach/pdf/index-5.pdf
  2. 出所)農林水産省「平成29年度 食料自給率・食料自給率指標について」
    http://www.maff.go.jp/j/press/kanbo/anpo/attach/pdf/180808-2.pdf
  3. 出所)農林水産省「太陽光発電設備を設置するための農地転用許可(平成23年度以降の実績)」http://www.maff.go.jp/j/nousin/noukei/totiriyo/attach/pdf/einogata-27.pdf
  4. 出所)農林水産省「支柱を立てて営農を継続する太陽光発電設備等についての農地転用許可制度上の取り扱いについて(平成25年3月31日)」
    http://www.maff.go.jp/j/press/nousin/noukei/pdf/130401-01.pdf
  5. 出所)営農型発電設備の設置に係る農地転用等の取扱いについて」http://www.maff.go.jp/j/press/shokusan/r_energy/180515.html
  6. 出所)経済産業省 資源エネルギー庁「固定価格買取制度とは」https://www.enecho.meti.go.jp/category/saving_and_new/saiene/kaitori/surcharge.html
  7. 経済産業省 資源エネルギー庁「買取価格・期間等(2019年度以降)」https://www.enecho.meti.go.jp/category/saving_and_new/saiene/kaitori/fit_kakaku.html
  8. 出所)一般社団法人ソーラーシェアリング協会サイト内カタログ「未来型農業始めませんか?」
    https://solar-sharing.org/?p=1806
  9. 出所)農林水産省「営農型発電について」
    http://www.maff.go.jp/j/shokusan/renewable/energy/attach/pdf/einou-22.pdf
  10. 出所)ソーラーシェアリングWeb 「売却した電力を農業生産に投資(フランス)」
    http://solar-sharing.net/archives/509
    出所)Akuo Energy社 ホームページ
    http://www.akuoenergy.com/fr/solaire
  11. 出所)ソーラーシェアリングWeb 「太陽光パネルの下で野菜を生産!(ドイツ)」
    http://solar-sharing.net/archives/514
    出所)Fraunhofer研究機構 ホームページ
    https://www.ise.fraunhofer.de/en/press-media/press-releases/2019/agrophotovoltaics-hight-harvesting-yield-in-hot-summer-of-2018.html
  12. 出所)ソーラーシェアリングWeb 「限りある水資源を効果的に使う方法(インド)」
    http://solar-sharing.net/archives/671
  13. 出所)ソーラーシェアリングWeb 「太陽光発電と農業を同じ場所に アメリカで研究が進む“デュアルユース”」http://solar-sharing.net/archives/688
  14. 出所)ソーラーシェアリングWeb 「ソーラーエネルギーを活用した鶏舎(オランダ)」
    http://solar-sharing.net/archives/1453
    出所)KIPSTER社 ホームページ
    http://www.kipster.nl/
  15. 出所)ソーラーシェアリングWeb 「太陽光と海水による屋内農場(オーストラリア)」
    http://solar-sharing.net/archives/1720
    出所)Sundrop Farms社 ホームページ
    http://www.sundropfarms.com/sundrop-system/
  16. 出所)農林水産省「営農型太陽光発電取組支援ガイドブック」http://www.maff.go.jp/j/shokusan/renewable/energy/attach/pdf/einou-15.pdf
  17. 出所)千葉大学「ソーラーシェアリングに関する全国調査から」
    http://www.chiba-u.ac.jp/general/publicity/press/files/2019/20190208solar.pdf