IIASA 最近的一项研究表明，独立的太阳能光伏灌溉系统可以满足非洲小农场三分之一以上的农作物用水需求。撒哈拉以南小农场可持续使用太阳能灌溉可以大大缓解小规模农民面临的挑战，该地区 80% 的农业产量都来自小规模农民。该研究强调，有效管理土地和水资源对于确保此类系统的长期可持续性至关重要。开源建模框架提高了可信度和实用性，从而为公共和私人投资者提供变革性解决方案。
一项最新研究表明，独立式太阳能光伏灌溉系统具有巨大潜力，能够满足撒哈拉以南非洲小农户超过三分之一的作物用水需求。撒哈拉以南非洲的小农户贡献了高达80%的农业产量。然而，他们面临着诸多阻碍，导致农业生产力无法最大化，从而造成了相当大的产量差距。
非洲生产力低下和粮食不安全的主要原因是雨养农业的广泛实践，这种农业占所有农田的 90%。这种方法受到不可预测和不稳定的降雨模式的影响。此外，机械化程度低使情况更加恶化。周期性的饥荒进一步加剧了持续的贫困陷阱，使当地发展机会面临风险。
由国际应用系统分析研究所 (IIASA) 牵头的一个国际研究团队近期开展了一项名为“非洲农业可再生能源 (RE4AFAGRI)”的研究项目，并成功创建了一个创新的开源建模框架。该框架利用了广泛的数据集，涵盖农业、水资源、能源、成本和基础设施等领域。
该框架用于计算当地的具体灌溉需求，评估水泵、太阳能光伏组件、蓄电池和灌溉系统等关键技术要素的最佳尺寸和成本。此外，它还深入研究了采用太阳能水泵所带来的经济潜力和对可持续发展的长远影响。其目标是为撒哈拉以南非洲的农场提供太阳能灌溉。
国际应用系统分析研究所（IIASA）能源、气候与环境项目综合评估与气候变化研究小组的研究员贾科莫·法尔凯塔是这项研究的主要作者。他解释说： “我们估计，平均每年需要3亿美元的折现投资，这将通过提高小农户的产量，每年产生超过5亿美元的潜在利润，同时还能带来显著的粮食安全和能源获取方面的协同效益。”
“利用经济高效的太阳能水泵缩小灌溉缺口，可以提高粮食产量，改善营养状况，从而有助于实现可持续发展目标2（零饥饿）。此外，这些系统产生的剩余电力可以满足其他能源需求，符合可持续发展目标7（经济适用的清洁能源）的要求，”贾科莫·法尔凯塔补充道。
该研究的作者强调了商业模式和投资激励措施、农作物价格以及光伏和电池成本在决定太阳能灌溉的经济可行性和盈利能力方面具有巨大的重要性。
“采用分摊所有初始费用的商业模式，可使可行的太阳能灌溉系统数量增加一倍以上，从而为实现可持续发展目标提供了巨大的潜力，”国际应用系统分析研究所 (IIASA)转型制度和社会解决方案研究小组负责人Shonali Pachauri解释道。
Shonali Pachauri进一步补充道：“另一方面，该研究强调，如果没有健全的土地和水资源管理基础设施和治理，太阳能水泵的广泛应用可能会导致水资源的不可持续利用，并减少环境流量。因此，投资建设基础设施（例如用于季节性水资源管理的蓄水池）以及加强水资源治理，是确保太阳能水泵广泛应用可持续性的关键因素。”
这一新颖而全面的开源建模框架及其分析，为从事水-能源-粮食-经济关联工作的公共和私营部门参与者提供了宝贵的支持。该框架有助于评估撒哈拉以南非洲小农场太阳能灌溉的可持续性，从而识别经济上可行的区域，并准确量化实施太阳能灌溉系统可能带来的潜在净经济收益。有了如此可靠的分析和证据，该领域的投资更有可能蓬勃发展。
