Việc đáp ứng các mục tiêu về khí hậu toàn cầu sẽ đòi hỏi phải xây dựng cơ sở hạ tầng năng lượng chưa từng có cả về tốc độ và quy mô. 

Và mặc dù bản thân năng lượng có thể tái tạo được nhưng việc xây dựng, sản xuất và bảo trì chúng đòi hỏi rất nhiều nguồn tài nguyên hữu hạn, từ khoáng sản và kim loại đất hiếm cho đến chính vùng đất mà chúng được xây dựng trên đó. 

Đặc biệt, vấn đề cuối cùng liên quan đến việc sử dụng và thu hồi đất quy mô lớn đã là một trong những trở ngại lớn nhất đối với quá trình chuyển đổi khử cacbon toàn cầu.

Khi cuộc cách mạng tái tạo tăng tốc, ngày càng cần nhiều đất để chuyển đổi sang các trang trại năng lượng mặt trời và gió quy mô tiện ích. 

Điều này đang trở nên cực kỳ phức tạp cực kỳ nhanh chóng trong một thế giới đang ngày càng cạnh tranh vì diện tích đất khan hiếm, đặc biệt khi xem xét rằng các trang trại năng lượng mặt trời và gió cần đất vừa phù hợp với nhu cầu khí hậu và địa lý cụ thể của họ, vừa đủ lớn để khiến dự án trở nên đáng giá.

Theo báo cáo từ công ty tư vấn toàn cầu McKinsey & Company, các trang trại năng lượng mặt trời và gió quy mô lớn đòi hỏi diện tích đất gấp 10 lần so với một nhà máy điện than hoặc khí đốt tự nhiên thông thường. 

Và điều đó bao gồm đất cần thiết cho sản xuất cũng như vận chuyển những nhiên liệu hóa thạch đó. Báo cáo cho biết: "Các tua-bin gió thường được đặt cách nhau nửa dặm, trong khi các trang trại năng lượng mặt trời lớn trải rộng hàng nghìn mẫu Anh". "Những tác động của việc này thật đáng lo ngại. Các nhà phát triển cần liên tục xác định các địa điểm mới với tốc độ ngày càng tăng vào thời điểm mà quỹ đất phù hợp, mong muốn về mặt kinh tế ngày càng khan hiếm".

Và ngành năng lượng không phải là ngành duy nhất cần những mảnh đất rộng lớn và đầy nắng. Các dự án năng lượng tái tạo thường cạnh tranh để giành được một số đất nông nghiệp có giá trị nhất, đặt ra những thách thức nghiêm trọng và sự đánh đổi giữa hai lĩnh vực quan trọng nhất thế giới. 

Một phân tích chuyên sâu gần đây của Reuters dựa trên lượng lớn dữ liệu và các cuộc phỏng vấn các bên liên quan chủ chốt cho thấy rằng sự bùng nổ năng lượng tái tạo có nguy cơ gây thiệt hại cho một số vùng đất trù phú nhất của Hoa Kỳ tại các bang nông nghiệp quan trọng nhất của nước này.

Các trang trại năng lượng mặt trời dọn sạch những vùng đất rộng lớn với tất cả các thảm thực vật, khiến đất cực kỳ dễ bị xói mòn và khiến lớp đất mặt quý giá bị khô và bay đi, đe dọa tình trạng bát bụi và mất hoàn toàn khả năng tồn tại của nông nghiệp trong tương lai ở các khu vực bị ảnh hưởng. 

Sự mất đi lớp đất mặt này không thể đảo ngược trong bất kỳ mốc thời gian có ý nghĩa nào. National Geographic cảnh báo : "Thực tế là phải mất hàng nghìn năm mới tạo ra được một inch đất màu mỡ, nhưng nó có thể bị phá hủy trong vài phút".

Ở cấp độ cơ bản nhất, đó là vấn đề kinh tế. Nhìn chung, nông dân gặp khó khăn trong việc kiếm lợi nhuận thông qua nông nghiệp và chủ yếu dựa vào sự hỗ trợ và trợ cấp của liên bang để duy trì hoạt động. 

Nhưng nếu họ bán hoặc cho thuê đất để chuyển đổi sang các dự án sản xuất năng lượng tái tạo, họ sẽ kiếm được mức lương cao hơn nhiều. Bất kể đó thực sự là cách sử dụng đất tốt nhất hay là quyết định tốt nhất cho an ninh lương thực của Hoa Kỳ, đó chắc chắn là quyết định tài chính tốt nhất cho chủ đất.

Theo các nhà nghiên cứu từ American Farmland Trust, trong một kịch bản kinh doanh thông thường, các dự báo cho thấy 83% hoạt động phát triển năng lượng mặt trời mới ở Mỹ sẽ diễn ra ở trang trại và đất trang trại. 

Gần một nửa diện tích đất đó là đất nông nghiệp đắc địa nhất của cả nước. Cơ quan bảo vệ đất nông nghiệp phi lợi nhuận vận động hành lang cho cái mà họ gọi là "Mặt trời thông minh" thay vì mở rộng năng lượng mặt trời một cách bừa bãi. 

Cần có sự thay đổi mạnh mẽ về chính sách để đảm bảo rằng việc mở rộng năng lượng mặt trời hoạt động cùng với ngành nông nghiệp nhằm duy trì các trung tâm nông nghiệp quan trọng.

Tim Fink, Giám đốc Chính sách của American Farmland Trust cho biết: "Câu hỏi quan trọng đối với việc xây dựng năng lượng mặt trời quốc gia của chúng ta không phải là 'nếu' mà là 'làm thế nào'. "Quá trình chuyển đổi năng lượng tái tạo của quốc gia chúng ta đang diễn ra nhanh chóng và năng lượng mặt trời là một phần quan trọng trong đó. Chúng ta phải hành động trong Dự luật Trang trại tiếp theo để đảm bảo rằng quá trình chuyển đổi này mang lại lợi ích cho nông dân, đất nông nghiệp và cộng đồng nông dân".

Một giải pháp như vậy là sử dụng nông điện, là hệ thống năng lượng mặt trời và nông nghiệp kết hợp hiệp đồng. Trong mối quan hệ cộng sinh này, cây trồng được hưởng lợi từ bóng mát của các tấm pin mặt trời, trong khi các tấm pin được hỗ trợ bởi khả năng làm mát tự nhiên mà cây cung cấp khi chúng giải phóng nước thông qua quá trình thoát hơi nước, giúp tăng hiệu suất quang điện của chúng. 

Điều quan trọng là hệ thống này loại bỏ chiến thuật phát quang đất nông nghiệp, bảo vệ lớp đất mặt.