Klima Arena | „Agri-Photovoltaik – Ein Agrarsystem der Zukunft“

Archivbeitrag | Der Begriff Agri-Photovoltaik steht für ein Konzept, bei dem Landwirte auf ein und derselben Fläche Nutzpflanzen anbauen und Solarstrom erzeugen.

Ein Experte auf diesem innovativen Gebiet, dem große Zukunftschancen für die Gewinnung von regenerativen Energien eingeräumt werden, ist Prof. Dr. Klaus Müller. Der Wissenschaftler des Leibniz-Zentrums für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) wird am 9. Juni (Mittwoch, 19:00 bis 20:30 Uhr) im Klima Forum der KLIMA ARENA über das Thema „Agri-Photovoltaik – Ein Agrarsystem der Zukunft“ referieren.

Die Veranstaltung wird sowohl „live“ in der KLIMA ARENA stattfinden als auch Online per Zoom übertragen. Zur Einstimmung auf das Thema hat Prof. Müller einige grundlegende Fragen vorab beantwortet. Für die BürgerEnergieGenossenschaft Kraichgau, die sich bereits mit der Thematik Agri-PV beschäftigt, hat der stellvertretende Vorstandsvorsitzende Florian Oeß ein Statement abgegeben.

Was ist das Neue am Konzept der Agri-Photovoltaik (Agri-PV)?

Prof. Müller: „Landwirte könnten mit der Agri-PV auf einen und derselben Fläche Nutzpflanzen anbauen und Solarstrom erzeugen. Damit wird versucht, Synergien zu realisieren und die Energiewende und die agrarstrukturelle Weiterentwicklung von Betrieben in Einklang zu bringen. Denn beides brauchen wir.“

Lassen sich denn auf Äckern und Weiden so große Solarparks aufbauen, wie sie zum Beispiel schon neben Autobahnen zu sehen sind?

Prof. Müller: „Die PV-Anlagen, die sich an Eisenbahn- und Autobahntrassen oder auf ehemaligen Mülldeponien befinden, sind klassische Freiflächenanlagen, unter denen in der Regel keine landwirtschaftliche Nutzung mehr möglich ist. Bei der Agri-PV kann die Konkurrenz zwischen Energiegewinnung und der Nahrungsmittelproduktion unter einen Hut gebracht werden, weil man dort eine Technologie nutzt, in der PV-Module auch mit größeren Abständen aufgestellt werden können.
Es können zudem bifaziale Module eingesetzt werden, die von beiden Seiten das Licht aufnehmen. Dafür sind größere Mindestabstände nötig, damit keine Beschattung entsteht. Und diese Abstände können für die Fortführung der agrarischen Produktion genutzt werden. Zwischen ihnen haben auch große landwirtschaftliche Maschinen genug Platz.“

Wie funktionieren die PV-Module mit der beidseitigen Nutzung?

Prof. Müller: „Bei den meisten neueren technologischen Konzepten werden bifaziale Module genutzt, die auf beiden Seiten das Sonnenlicht in Solarstrom umwandeln. Die Module werden in Nord-Süd-Richtung entweder senkrecht aufgestellt oder über Tracker der Sonne nachgeführt. Diese von der Norm der überwiegend in Deutschland installierten klassischen Südaufstellung abweichende Ausrichtung bringt relativ höhere energetische Erträge in den Tagesrandstunden.
Dies glättet die solare Einstrahlung im Gesamtsystem und führt perspektivisch dazu, dass weniger kostenintensive Eingriffe in das Stromnetz für den Verbraucher entstehen. Für den Anlagenbetreiber hat es zudem den Vorteil, dass tendenziell höhere Erlöse für den Solarstrom in diesen Randzeiten erzielt werden können. Dies ist eine der Voraussetzungen, um die höheren Kosten der Agri-PV zu kompensieren.“

Welche Neuerungen gibt es sonst noch, die bei der Agri-PV zum Einsatz kommen könnten?

Prof. Müller: „Ein anderer sehr innovativer Ansatz wird im Elysium-Solar-Konzept praktiziert, bei dem die Modultische auch in Nord-Süd-Richtung ausgerichtet werden. Sie liegen auf einer Achse in 3,50 Meter Höhe über dem Boden und neigen sich mit der Sonne morgens nach Osten, abends nach Westen und mittags liegen sie tendenziell flach; sofern keine landwirtschaftliche Bewirtschaftung erfolgt.
Unter und zwischen diesen Anlagen gibt es eine Beschattung, die sich für Pflanzen vorteilhaft auswirken kann, weil niedrigere Temperaturen und weniger Wasserverdunstung entstehen. Auch in Gebieten, wo das Wasser knapp ist, ist das ein Vorteil. Auch weitere Auswirkungen im Bereich des Mikro-Klimas sind nach derzeitigem Erkenntnisstand vielversprechend.“

In welchen Regionen in Deutschland könnte der Einsatz solcher Techniken besonders sinnvoll sein?

Prof. Müller: „In den Regionen, in denen Wasser ein Engpassfaktor für die Landwirtschaft ist. Baden-Württemberg ist hier weniger betroffen, aber in neuen Bundesländern gibt es einige Regionen, in denen die Niederschlagsmengen deutlich niedriger sind als in Süddeutschland. Dort hat die Frühjahrstrockenheit in den vergangenen Jahren, die mit dem Klimawandel einhergekommen war, schon zu erheblichen Problemen und in einzelnen Jahren sogar zu Missernten geführt.
Es empfiehlt sich in jedem Fall eine Einzelfalluntersuchung je Standort durchzuführen – ganz gleich in welchem Bundesland; da die Bedingungen und Bedürfnisse der landwirtschaftlichen Unternehmen stark variieren können.“

Lässt sich denn der Effekt berechnen, um wieviel lohnender es sein kann, Agri-PV einzusetzen?

Prof. Müller: „Pauschal lässt sich das nicht beantworten. Für eine hoch aufgeständerte Agri-PV-Anlage werden nach aktueller DIN SPEC Norm max. 10 % der Ackerfläche verwendet. Auf der anderen Seite erhält der Landwirt bzw. Eigentümer robuste PV-Pachteinnahmen und wird wirtschaftlich unabhängiger. Wenn man dann bedenkt, dass die landwirtschaftlichen Erträge der verbleiben 90 % ggf. noch von der PV-Anlage z.B. durch die Milderung von Klimafolgen profitieren, ist das Bild recht eindeutig.
Hinzu kommt, dass für jeden Hektar Agri-PV je nach Technologie bis zu 600 Personen bilanziell mit Grünstrom versorgt werden können und auch die Gemeinde und Anwohner zukünftig stärker finanziell beteiligt werden. Mittlerweile geht man davon aus, dass große PV-Anlagen jenseits von 50 Megawatt Leistung wirtschaftlich arbeiten können, ohne jede Marktprämien Förderung nach dem Erneuerbare Energie Gesetz (EEG).
D.h. ohne die Stromrechnung zusätzlich zu belasten. Dies gilt auch für immer mehr Agri-PV Anwendungen – auch wenn sich in Deutschland bisher viele Unternehmen noch nicht an die international erprobte Technik herantrauen.“

Ist denn bereits erkennbar, dass sich Agri-PV durchsetzen kann?

Prof. Müller: „Seit ein, zwei Jahren ist eine ganz neue Entwicklung eingetreten. Große Investorengruppen suchen nach Flächen, die sie völlig losgelöst von der staatlichen Förderung mit Photovoltaik nutzen wollen. Und dabei reden wir von Anlagen mit 50 Megawatt aufwärts, die mindestens 60, 70 Hektar umfassen. In den nord- und ostdeutschen Bundesländern ist das schon sehr ausgeprägt. Das liegt auch daran, dass wir dort zum Teil eben Böden haben, die sich aus landwirtschaftlicher Sicht von der Bodenqualität her unter den Weltmarktbedingungen nicht mehr rechnen.
Diese Entwicklung führt dort wo die Landwirte nicht Eigentümer, sondern nur Pächter sind zu einer Bedrohung der Existenz der Landwirte. Wird die Landwirtschaft jedoch kombiniert mit Energiegewinnung sieht die Rechnung für die Flächen jedoch anders aus und es bleiben auch Möglichkeiten für die Fortführung landwirtschaftlicher Aktivitäten, wenn man nur Pächter ist. Es wäre auch viel gewonnen, wenn es gelingen würde, einen Teil der Flächen, die jetzt für Mais genutzt werden, um damit Biogasanlagen zu füttern, umzuwidmen in Richtung Agri-PV. Man braucht zwischen dem Zwanzig- und Vierzigfachen an Fläche, um mit Biogasanlagen den gleichen Energieertrag zu realisieren, wie mit Wind oder mit Photovoltaik.
Bei der Genehmigung von PV-Anlagen auf landwirtschaftlichen Flächen ist es leider häufig noch so, dass nicht zwischen Agri-PV und klassischer PV unterschieden wird. Somit können viele Landwirte und Regionen derzeit nicht von den potentiellen Chancen der Agri-PV profitieren. Im Interesse einer erfolgreichen Energiewende und der strukturellen Weiterentwicklung landwirtschaftlicher Betriebe sehe ich hier auch die Politik gefordert.“

In der Heimatregion der KLIMA ARENA beschäftigt sich die EnergieGenossenschaft Kraichgau mit dem Thema, wie die großen Photovoltaik-Flächen und die Landwirtschaft zusammengebracht werden können. Der stellvertretende Vorstandsvorsitzende Florian Oeß, der am Klima Forum teilnehmen wird, sagt:
„Wir haben bereits die ersten Gespräche bezüglich Agri-PV mit Landwirten geführt. Auch aus unserem Mitgliederbereich sprechen uns immer wieder Leute an und zeigen Interesse. Aber in Sinsheim und Umgebung zum Beispiel sind noch gar keine Flächen für Agri-Photovoltaik ausgewiesen. Wir würden das Thema gerne angehen. Ein Projektierer unserer Genossenschaft hat sich schon diverse Möglichkeiten angeschaut.
Wir werden in der dritten Juni-Woche auch einen Termin mit einem Obstbaubetrieb haben, der eine Anlage bauen möchte. Eine grundsätzliche Frage ist es aber, wie die Einspeisevergütungen geregelt werden und ob wir rentable Modelle in Deutschland konstruieren können. Bisher lief meines Wissens nach der Testbetrieb mit Fördergeldern. Jetzt kommt es darauf an, die im Testbetrieb gut gelaufenen Projekte in die reelle Wirtschaft zu überführen. Daran arbeiten wird. Wir sind gespannt auf den Vortrag von Prof. Dr. Klaus Müller und freuen uns auf einen Austausch mit ihm und anderen Experten.“