Foto: Fraunhofer ISE
Die Energiewende ist ein Dauerthema. Denn es wird zwar an vielen Stellschrauben gedreht, aber die aktuellen Diskussionen um eine Abhängigkeit vom russischen Gas machen deutlich, wie weit Deutschland noch davon entfernt ist, fossile Brennstoffe aus dem Energie-Portfolio zu verbannen. Neben der Windkraft ist der größte Hoffnungsträger die Solarenergie. In einem dicht besiedelten Land wie dem unseren stellt sich aber natürlich die Frage, wo Photovoltaik-Anlagen in größerem Maßstab Platz finden sollten – einer der Lösungsansätze ist die sogenannte Agri-Photovoltaik.
Führende Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler von 16 Hochschulen und Institutionen haben sich zu einem Forschungsverbund zusammengeschlossen, um die Agri-Photovoltaik in den Alltag zu bringen. Darunter sind die Universität Hohenheim in Stuttgart und das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE. Sie fordernde eine Forschungsförderung – um das volle Potenzial dieser Technologie heben zu können.
Agri-Photovoltaik: Landwirtschaft und Energieerzeugung im Einklang
Agri-Photovoltaik liefert Strom und schützt die Kulturpflanzen
Agri-Photovoltaik ist ein großartiges System. Denn es verfolgt das Motto: eine Fläche – zweifache Nutzung. Praktisch heißt das, dass auf landwirtschaftlich genutzten Flächen einerseits weiterhin Nahrungsmittel angebaut werden, andererseits dienen die Felder als Standorte für Solarmodule. Es kann also zusätzlicher Solarstrom erzeugt werden, ohne dass die landwirtschaftliche Nutzung wegfällt. Sie steht dabei immer im Vordergrund.
Umgesetzt werden aktuell zwei Systeme. Zum einen können die Agri-Photovoltaik-Module über spezielle Stelzen in einer größeren Höhe angebracht werden, sodass die darunter wachsenden Pflanzen weiterhin genug UV-Licht erhalten und auch genug Raum für die spätere Ernte vorhanden ist. Zum anderen gibt es Versuche mit vertikal aufgestellten Solarpaneelen, die wie Trennwände funktionieren und die Landwirtschaft noch weniger behindern. Und nicht nur das: Während die Mehreinnahme für die Landwirte sehr interessant wären, würden gleichzeitig Kulturpflanzen vor extremen Wetterereignissen wie Starkregen oder Hagel besser geschützt. In sehr trockenen und warmen Jahren könnten die Module zudem Schatten spenden und somit den Ertrag erhöhen.
Agri-Photovoltaik könnte den Strombedarf in Deutschland problemlos decken
In der Novelle des Erneuerbare-Energien-Gesetzes (EEG) wird diese Agri-Photovoltaik nicht mehr als Innovation behandelt, sondern als eigene Kategorie aufgeführt. Die Beteiligten des Forschungsverbundes sagen aber, das reiche nicht. Sie fordern die Bundesregierung dazu auf, Mittel für eine entsprechende Begleitforschung zur Verfügung zu stellen. Ihr Vorschlag: eine Kombination aus Feldforschung und Agri-PV-Modellprojekten als sogenannte „Living Labs“.
Denn die Forschungsgruppe hat ausgerechnet, dass nur 4% der landwirtschaftlichen Flächen in Deutschland ausreichen würden, um den gesamten Strombedarf des Landes zu decken. Natürlich wären nicht alle Flächen geeignet. Das ist unter anderem abhängig davon, was angebaut werden soll. Trotzdem klingt diese Zahl sehr positiv. Gleichzeitig ist sie noch mit vielen Unsicherheiten behaftet. Sowohl die Auswirkungen auf die Landwirtschaft als auch die Stromerträge sind sehr variabel, beziehungsweise noch zu wenig erforscht.
Das zeigen auch die Ergebnisse einer Versuchsanlage am Bodensee: Die Agri-Photovoltaik ermöglichte eine Landnutzung (Weizen) von 80% und gleichzeitig eine Nutzung für die Solarenergie von ebenfalls 80% – auf der gleichen Fläche, verglichen mit einer getrennten Nutzung (100%).
Living Labs könnten das beste Agri-Photovoltaik-System identifizieren
Der Forschungsbedarf ist jedoch weiterhin groß. „Eine spannende Frage ist, durch welche Pflanzen sich das Potenzial der Agri-PV-Felder besonders weit ausreizen lässt“, sagt Lisa Pataczek, Wissenschaftliche Mitarbeiterin am Zentrum Ökologischer Landbau der Universität Hohenheim. „Gleichzeitig müssen wir untersuchen, wie die Anlagen die Biodiversität auf den Feldern beeinflussen und welche Maßnahmen gegebenenfalls zu ergreifen sind.“
Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler sehen eine Kombination von Feldforschung und Modellprojekten als ideal an. Diese könnten an verschiedenen Standorten in Deutschland getestet werden. Denn natürlich haben auch die regionalen Bedingungen Einfluss auf den Ertrag des Solarstroms und der Ernte. Im nächsten Schritt könnten aus den Forschungsergebnissen Empfehlungen für ein differenziertes Förderprogramm abgeleitet werden – damit die besten Systeme schnell auf die Fläche kommen.
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