IIGF观点 | 刘炳材、沈威：光伏农业在东非地区的潜在应用分析与发展建议

　　农业光伏系统在东非具有显著的潜在综合效益，但其推广需要完善的政策保障和金融支持体系作为后盾：通过明确土地权属和利益分配来打消各方顾虑，借助财政和金融激励提高项目回报，融合国际资源分担资金与风险，东非各国有望为农光互补项目创造良好的发展土壤。在粮食安全和清洁能源转型双重压力下，农业光伏系统能够为东非开辟一条“双赢”路径。只要政策得当、投入持续，这一创新模式在东非的可行性将逐步提升，并有望从零星试点走向规模化推广，为当地的农业增产、农民增收和能源普及提供新的解决方案。
 

　　一、东非发展光伏农业的机遇与挑战
 

　　根据联合国统计司的定义，东非地区涵盖18个国家，包括肯尼亚、埃塞俄比亚、坦桑尼亚、乌干达等国，总人口达5.08亿，面积667万平方公里。东非地理环境多样，涵盖东非大裂谷、高原、沿海平原和湖泊区域，拥有丰富的自然景观和生态系统。该地区经济以农业为主，咖啡、茶叶和花卉是主要出口产品，工业化水平较低，基础设施相对落后。
 

　　根据世界银行标准，除塞舌尔和毛里求斯两个小型岛国外，东非各国目前均属低收入或中低收入经济体，经济增长受到基建不足、教育落后、能源短缺等因素的制约。该地区近三分之二人口(尤其是农村居民)尚未实现电力可及。能源贫困严重制约经济发展与民生改善。尽管东非并非非洲人口密度最低的区域，但向农村及偏远地区扩展电网的成本仍然过高，使得分散式能源系统(离网和微电网)成为大多数农村社区唯一经济可行的供电方案 (Randle-Boggis et al. 2025)。
 

　　东部非洲拥有巨大的可再生能源潜力，尤其是地热能、水能、风能和太阳能。肯尼亚的地热资源丰富，奥卡里亚地热田是全球最大的地热发电项目之一；埃塞俄比亚的水电资源潜力巨大，青尼罗河上游的复兴大坝是该地区重要的水电项目；肯尼亚和坦桑尼亚的沿海地区则具备开发风能的潜力。
 

　　此外，东非高原的太阳能资源优越，全球水平辐照度(Global Horizontal Irradiance, GHI)通常介于1,800至2,200 kWh/m²/年，位列全球光照最充足区域之一(图1)。根据国际能源署(IEA)的预测，到2040年，撒哈拉以南非洲的电力需求将增长三倍。东非地区在未来几十年内也将面对大规模电力增长需求，但若想改善该地区电力可及性问题，大幅增加电力投资、区域合作和电网互联互通、提升能源管理效率将是主要措施。
 

　　随着光伏组件价格持续下降，太阳能基础设施对农村社区的经济性日益凸显。东非已成为非洲离网太阳能解决方案的先行者，过去数年离网太阳能系统应用显著增长。2024年上半年，该地区售出近300万套离网设备，占全球销量的68%  (World Bank Group 2024)。肯尼亚、坦桑尼亚和乌干达等国在此领域处于领先地位。离网太阳能在农业、小微企业和家庭中的生产性应用，亦能助推就业创造与收入提升。
 

　　与此同时，东非地区正面临严峻的粮食与水资源安全挑战。该区域大量人口依赖雨养农业，粮食供应不足风险居高不下。气候变化导致干旱频发，致使农作物减产，进一步加剧了农业生产危机。东非地区同时面临厄尔尼诺现象引发的洪涝灾害，使得粮食不安全状况持续恶化 (ICPAC 2024)。非洲粮食不安全程度最高的十个国家中，东非占据五席(南苏丹、索马里、肯尼亚、赞比亚和津巴布韦)。
 

　　水资源压力在东非各国尤为突出，其用水量已接近可用水资源上限。人口增长、工农业用水激增、水利基础设施匮乏及水资源管理低效等多重因素共同导致了水资源短缺。农业作为区域最大用水部门，占用水总量约78%。据世界资源研究所预测，撒哈拉以南非洲多数国家用水需求增速将达163%，远超全球其他地区 (Kuzma, Saccoccia, and Chertock 2023)。灌溉用水与生活用水将成为主要增长极，将对区域人文经济发展构成重大影响。
 

　　农光互补(Agrivoltaics，又称农业光伏系统)是一种将同一片土地同时用于太阳能光伏电站和传统农业开发的项目形式。20世纪90年代，欧洲研究者开发了食物与能源联合系统(Combined Food and Energy System, CFE)，通过生产生物质燃料来替代农业生产中直接和间接消耗的化石能源 (Kuemmel et al. 1998)。然而，后续研究发现，若要完全覆盖农业生产中的能源消耗，使用生物质作为能源来源时，土地资源将不足以满足需求 (Nonhebel 2005)。
 

　　在光伏技术发展早期，Goetzberger 和 Zastrow (1982)曾提出一种太阳能电站的配置方案，允许同一片土地在光伏发电的同时进行农业用地开发，这被视为农光互补系统的早期原型。目前，随着太阳能光伏系统的应用，能源生产所需的土地面积已显著减少。通过合理设计农光互补系统，以土地当量比(Land Equivalent Ratio, LER)衡量的土地利用效率显著提升 (Trommsdorff et al. 2021)。实证研究表明，科学设计的农光互补系统可直接贡献于多项可持续发展目标 (Cinderby et al. 2024)。
 

　　值得注意的是，能源普及、清洁炉灶推广、粮食安全保障与水资源压力缓解等发展挑战，在东非农村地区呈现显著空间重叠性，而该区域离网太阳能系统正在快速发展。在此背景下，农光互补系统能够展现出多重协同效益：首先，项目可以为当地提供清洁能源，降低炉灶和取暖对生物质的依赖；其次，项目建设和运维过程可以创造就业岗位并提升技能，提高居民收入水平；此外，光伏电站部分可以通过优化遮荫布局减少蒸腾、提升土壤保水能力，进而增强农作物抵抗恶劣气候条件的能力并提高产量。
 

　　然而，要想在东非地区实现上述效益，关键在于在项目全周期内建立有效的社区参与机制。通过深度参与，当地居民能系统掌握项目管理、设备维护、可持续农作等关键技能。农光互补系统能够为农户开辟多元化创收渠道，其经济价值主要体现在三个方面：一是通过售电收入提升社会福利，减轻农户对传统农业的依赖；二是增强社区应对气候波动和经济风险的能力；三是在系统建设、运维及配套农业活动中创造就业岗位，这对缓解农村失业问题具有现实意义。
 

　　在传统生产环境与现代发展需求交织的东非地区，农业光伏的推广可能面临长期挑战。与此同时，东非各国也面临政策环境不稳定，建设资金不足等问题。在此背景之下，东非各国需从土地、监管、资金方面努力寻求新突破。
 

　　二、土地确权与租赁机制
 

　　农光互补模式的显著特征在于能源投资与农业生产共享同一地理空间，这意味着光伏设施的部署必须深度融入区域土地管理系统。理论上，通过一地两用，该模式能提升土地综合利用率，缓解土地资源压力。因此清晰的土地确权和合理的租赁机制是农光互补项目成功的基础。
 

　　在东非，多数国家土地产权制度复杂多样，包括私有地、社区土地和国家公有制土地等，表现为传统地权制度与法定地权登记并存 (Adam et al. 2020)。例如埃塞俄比亚实行国家所有、长期租赁制度，肯尼亚部分地区则是私有土地和社区土地并存。传统地权制度在广大非洲农村占主导地位，其运作依赖部落习俗与社区规范，土地分配管理权通常掌握在酋长或长老手中，农村土地多属集体所有，个人或家庭仅享有使用权而非完全产权。这种正规与非正规土地制度的并存格局，容易导致外部投资方在推进农业光伏项目时面临土地确权难题，使投资者对项目长期运行缺乏信心。
 

　　尽管多数国家存在提供法定地权的正规法律框架，但其覆盖范围往往难以惠及所有农村社区。强制推行土地正规化易引发权属纠纷(Boone，2015)。近年来，肯尼亚、乌干达等地因外部资本建设大型能源基础设施引发的土地诉讼案件激增，为各国政府实现能源目标带来不小困难。因此，建立高效的土地纠纷调解机制，在项目立项阶段确保土地使用权合法且稳定持续20年以上(光伏项目寿命周期)，将成为项目顺利实施的重要保障。
 

　　东非已有的可再生能源项目经验表明，妥善的土地租赁方案有助于实现各方共赢。肯尼亚100兆瓦Kipeto风电项目案例的成功经验值得借鉴：该项目最初具备依法强制征地的权限，但开发商最终选择与当地社区协商租赁土地。通过签订长期租约，项目占用了社区部分放牧用地，但社区成员保留了土地所有权并获得租金和收益分成。这种“租赁+收益分享”模式确保了社区获得持续收益，土地权利受到尊重，投资方也避免了强征带来的社会阻力，实现了政府、电企和社区的三方共赢。
 

　　对于农光互补项目，类似的土地合作模式同样关键。许多农光互补项目位于农村地区，涉及小农或社区土地。通过与土地所有者或使用者签订租赁协议，使其在不失去土地的情况下分享发电收益或获得租金补偿，可以提高农民参与意愿。这一经验表明，如果项目选址利用现有农田或牧场，并通过租赁/合作形式取得土地使用许可，可减少用地纠纷并加快实施。反之，若土地权属模糊或需征用高价值农地，将显著拖慢项目进程，甚至引发社区抵触。
 

　　因此，政策上各国政府应完善农村土地确权，明确集体土地流转规范，鼓励在不改变农业用途的前提下开展光伏设施建设。为保障农民权益和项目长期运营，推荐采取“Kipeto模式”的租赁机制：由项目开发商与农户/村社签订长期租约并约定收益共享比例，确保农民持续受益，政府部门提供法律支持和监督。这种机制在肯尼亚风电项目中已被验证，同样适用于农光互补项目的推广。
 

　　三、激励政策与协商机制
 

　　目前东非各国针对农光互补的专项激励政策仍处于起步阶段，但一些可再生能源普惠政策可为其提供借鉴支持。多数东非国家已出台促进可再生能源发展的举措，如上网电价补贴(Feed-in Tariff, FiT)、可再生能源招标、税费减免等。
 

　　例如，乌干达早在2007年引入可再生能源上网电价，2013年启动“全球能源传输Feed-in Tariff (GET FiT)”计划，在德国等捐助方支持下，为小型可再生能源项目提供奖励性付费。截至2022年，GET FiT促成了乌干达境内17个中小项目落地，其中包括总计20 MW的太阳能电站和100+ MW的小水电项目，有效提升了乌干达的能源可及程度。

 

　　这一政策实践被视为成功案例，证明通过合理的财政激励和保障机制，能够撬动私人资本投资可再生能源项目。肯尼亚也曾实施上网电价政策，设定太阳能发电优惠电价，吸引了一批私营光伏电站的开发。不过近年来，为降低政府补贴负担，一些国家开始转向竞价招标，但无论FiT还是拍卖，均体现出政府对新能源的支持意愿。
 

　　同时，在东非规模化推广农业光伏项目，需构建灵活、创新且协同的监管框架，重点支持自下而上、以社区为核心的开发模式。农光互补横跨农业和能源两大领域，容易出现政策空白或部门推诿。目前多数国家尚未将其纳入现行法规体系中的任何一类专项支持，导致项目审批和扶持缺乏明确依据。农业光伏方案的实施需在土地分配、作物选育、光伏设备运维及灌溉仓储设施配套等环节实现本土化适配。为避免监管真空的出现，政府应制定明确的跨部门政策框架。例如，建立由能源、农业、土地等部门协作的审批绿色通道，出台专门针对农光互补项目的指导意见和激励措施。一些利益相关方在研讨中建议政府提供专项补贴或创新融资工具，降低农户部署农光系统的前期成本。
 

　　同时，项目成功的前提是建立有效的在地协商机制，其中地方官员与部落首领的支持不可或缺。政府层面同样需要发挥双重作用：一方面，农业与能源部门需创新协作机制，共同制定农业光伏专项监管政策。建议优先出台针对传统农业自留地的农业光伏开发指南，明确“一地两用”的权责边界。另一方面，可借助国际组织力量开展技术培训，设立专项研究基金，并通过示范项目提升农户认知度。此外，将农业光伏推广与清洁炉灶改造、农村灌溉系统升级等现有工程捆绑实施，亦可产生协同效应。
 

　　四、多边发展机构与国际援助
 

　　尽管政策激励理论上可行，但东非各国政府普遍缺乏填补项目资金缺口的能力。农业光伏系统的初始安装成本对东非多数小农户及农村社区而言过于高昂，在政府资金或补贴有限的情况下，国际捐助方与发展金融机构的作用至关重要。
 

　　近年来，多边开发银行和双边援助纷纷将“能源-农业”综合项目纳入支持范围。在全球层面，世界银行集团宣布了一项针对非洲农村地区的小型太阳能项目投资计划，规模高达350亿美元。世行认为，通过扶持小规模分布式光伏，可显著带动农业生产和农村经济发展。这意味着未来将有更多世行资金流向包括农光互补在内的农业光伏领域，例如用于资助光伏水泵灌溉、冷链储存等提高农产值的项目。
 

　　非洲开发银行(AfDB)也高度重视能源与农业生产的融合，在其战略优先事项中提出“照亮非洲、喂饱非洲”等目标，投入大量资金支持灌溉农业和可再生能源扩张。AfDB过去十年已投资约10亿美元用于地区低地灌溉农业增产等项目，并通过旗舰计划“沙漠造能(Desert to Power)”利用非洲丰富的阳光资源推动农业转型。
 

　　除传统捐助方外，中国、印度、巴西等新兴国家也可以为东非光伏农业发展提供资金技术支持。中国在中非合作框架下大力推进非洲的绿色能源项目。据报道，截至2023年底，中国已参与非洲大陆逾1.5吉瓦光伏电站的建设，为数以千计家庭提供了电力。在东非典型案例包括肯尼亚加里萨50MW太阳能电站，该项目由中国进出口银行提供优惠贷款8.67亿人民币，系当时东非最大的并网光伏电站。虽然加里萨光伏电站本身未结合农业生产，但其建成运营证明了中国资金和技术在东非太阳能领域的影响力，也为今后开展农光互补合作奠定基础。鉴于中国国内已积累了丰富的农光互补实践经验，相关技术和投融资模式有望通过“一带一路”合作向东非输出。
 

　　印度则借助“国际太阳能联盟(ISA)”等机制，加强对非洲太阳能发展的支持。2018年，印度政府宣布提供10亿美元优惠贷款额度，专门用于非洲涵盖13个国家的23个太阳能项目。这些项目多与当地政府协商确定，部分针对农村地区的光伏应用，包括太阳能灌溉、微电网等，以促进农业和乡村发展。东非国家也是印度传统合作伙伴，印度正希望以太阳能合作为切入点，扩大自己在该地区的发展伙伴角色。
 

　　作者：
 

　　刘炳材 中央财经大学财经研究院博士后研究员
 

　　沈   威 中央财经大学绿色金融国际研究院高级研究员
 

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