Ungenutzte Flächenwunder: Mit Agri-PV die Ausbauziele übertreffen
Studien des Fraunhofer ISE zeigen: Agri-Photovoltaik könnte auf landwirtschaftlichen Flächen in Deutschland große Mengen an Solarstrom erzeugen. Das Potenzial übertrifft sogar die Photovoltaik-Ausbauziele bis 2040. Erstmals wurden alle Arten von Agrarflächen analysiert und geeignete Standorte festgestellt.
Agri-Photovoltaik hat einer Studie zufolge mehr Potenzial als bislang vermutet.
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Das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE hat in mehreren Untersuchungen das deutschlandweite Flächenpotenzial für Agri-Photovoltaik unter die Lupe genommen. Bei dieser Technologie werden landwirtschaftliche Nutzflächen mit der Erzeugung von Solarstrom kombiniert. Im Gegensatz zu früheren Studien bezogen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler erstmals sämtliche Arten von Agrarflächen in ihre Analysen ein. Mithilfe eines komplexen Entscheidungsprozesses, der eine Fülle unterschiedlicher Kriterien berücksichtigt hat, gelang es ihnen, die bestmöglichen Standorte für Agri-PV-Anlagen zu ermitteln. Das Ergebnis ist deutlich: Allein auf den Flächen mit der höchsten Eignung ließe sich eine Solarleistung von 500 Gigawatt Peak installieren. Damit könnte Agri-Photovoltaik die Ausbauziele für Photovoltaik in Deutschland bis zum Jahr 2040 sogar übertreffen. Darüber hinaus errechneten die Forschenden das Agri-PV-Potenzial für einzelne Landkreise und Städte.
Für ihre aktuellen Untersuchungen nutzten die Expertinnen und Experten des Fraunhofer ISE geografische Informationssysteme. Die darin enthaltenen Flächendaten bewerteten sie anhand von zwei speziellen Kriterienkatalogen. In einem mehrstufigen Verfahren filterten sie so die optimalen Standorte heraus. Salome Hauger, eine der Studienautoren, betont die Besonderheit dieser Vorgehensweise: „Es ist die erste Studie in Deutschland, die für die Identifikation geeigneter Standorte aller Arten landwirtschaftlicher Flächen betrachtet, also Dauergrünland, Ackerfläche und Dauerkulturen wie Obstbau, Wein oder Beeren.“ Der große Vorteil von Agri-Photovoltaik besteht darin, dass die Agrarflächen effizient doppelt genutzt werden können.
Zwei Szenarien für das Agri-PV-Potenzial
Der erste Kriterienkatalog der Studie berücksichtigt eine Vielzahl von Faktoren, darunter geografische Gegebenheiten sowie rechtliche und behördliche Anforderungen. Er erfasst sowohl das regulatorisch als auch das technisch realisierbare Potenzial für Agri-PV. Dabei unterscheiden die Forschenden zwischen zwei Szenarien: Im ersten Szenario werden nur Flächen ausgeschlossen, die aufgrund harter Restriktionen – etwa wegen ihres Status als Naturschutzgebiet – nicht für Agri-Photovoltaik infrage kommen. Das zweite Szenario ist noch naturschutzfreundlicher, da dabei zusätzlich Flächen mit weichen Restriktionen, beispielsweise Flora-Fauna-Schutzgebiete, unberücksichtigt bleiben. Die Potenzialanalyse ergibt für Szenario 1 eine installierbare Photovoltaik-Kapazität von 7.900 Gigawatt Peak und für Szenario 2 immerhin noch 5.600 Gigawatt Peak. Beide Werte übersteigen bei Weitem die Menge an Solarstrom, die für eine klimaneutrale Zukunft Deutschlands im Jahr 2045 benötigt wird.
Der zweite Kriterienkatalog fokussiert sich auf politisch-wirtschaftliche und agrarökonomische Kriterien. Ziel war es, die Standorte mit den allerbesten Voraussetzungen für Agri-Photovoltaik zu finden. Dabei spielen Faktoren wie die Intensität der Sonneneinstrahlung, die Verfügbarkeit von Netzeinspeisepunkten oder mögliche Synergieeffekte bei Dauerkulturen wie Wein oder Obst eine wichtige Rolle. Fachleute aus unterschiedlichen Bereichen, darunter Landwirtschaft, Wissenschaft, Verteilnetzbetreiber und -betreiberinnen sowie Projektierungsbüros, nahmen eine Gewichtung der verschiedenen Kriterien vor. Auf dieser Grundlage errechneten das Forscherteam einen Bodeneignungsindex, mit dessen Hilfe sie die untersuchten Gebiete in fünf Eignungsklassen einteilten – von „am besten geeignet“ bis „am wenigsten geeignet“. „Ein wichtiges Ergebnis der Studie ist die Rolle des Netzausbaus: Das Fehlen von Netzanschlusspunkten ist für viele Flächen ein einschränkender Faktor“, erklärt Salome Hauger.
Agri-PV-Potenziale bis auf Einzelparzellen berechenbar
Die Forschenden des Fraunhofer ISE beschränkten sich nicht auf die Ermittlung des Agri-Photovoltaik-Potenzials auf nationaler Ebene. Mithilfe von Analysen, die auf geografischen Informationssystemen basieren, können sie die Eignung für Agri-PV auch lokal bis hinunter auf die Ebene einzelner Parzellen berechnen. Dafür arbeiten die Forschenden eng mit den jeweiligen Landkreisen zusammen und beziehen Daten der örtlichen Verteilnetzbetreiber in ihre Untersuchungen ein.
Ein Beispiel für eine solche lokale Potenzialanalyse ist das Projekt „AgriChance“, in dessen Rahmen das Fraunhofer ISE die ländlichen Gebiete Hamburgs unter die Lupe nahm. Anhand von drei Szenarien klassifizierten die Expertinnen und Experten die infrage kommenden Flächen nach techno- und agrarökonomischen Gesichtspunkten. Dabei zeigte sich, dass insbesondere Dauerkulturen im Alten Land sowie in den Vier- und Marschlanden hervorragend für Agri-Photovoltaik geeignet sind. Auf bis zu 620 Hektar könnten dort Solarmodule installiert werden. Auch das Potenzial für die Errichtung von Agri-PV-Anlagen auf Gewächshäusern ist vielversprechend: Fast 50 Megawatt Peak ließen sich auf den Dächern von Treibhäusern unterbringen, die sich auf einer Fläche von 160 Hektar erstrecken.
Agri-Photovoltaik als Schlüssel zur Entschärfung
Eine weitere Untersuchung des Fraunhofer ISE widmete sich den Landkreisen Ahrweiler und Breisgau-Hochschwarzwald. Dort flossen zusätzliche Faktoren wie Raumplanungsdaten, reale Rasterdaten und Fruchtfolgen in die Berechnungen ein. Die Ergebnisse belegen, dass in beiden Landkreisen ein großes Agri-Photovoltaik-Potenzial schlummert. Auf den am besten geeigneten Flächen könnten Agri-PV-Anlagen 16 Prozent (Landkreis Ahrweiler) beziehungsweise zwölf Prozent (Landkreis Breisgau-Hochschwarzwald) des derzeitigen Energiebedarfs decken.
„Diese Studien eine solide Datengrundlage für politische Entscheidungsträger und Interessengruppen, um den Ausbau der erneuerbaren Energien zu fördern und zur Erreichung der Klimaziele beizutragen“, sagt Anna Heimsath, Leiterin der Abteilung Analyse Module und Kraftwerke am Fraunhofer ISE. Agri-Photovoltaik kann demnach einen wichtigen Beitrag leisten, um Landnutzungskonflikte in landwirtschaftlichen Gebieten zu entschärfen.
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