Der Ausbau Erneuerbarer Energiesysteme wie Photovoltaik oder Windenergieanlagen benötigt viel Platz. Der wachsende Strombedarf unserer Gesellschaft durch die Digitalisierung sowie unseren Bevölkerungswachstum verstärkt diesen Effekt noch. Freiflächen werden immer begehrter. Die Lebensmittelproduktion steht bei der Flächennutzung in Deutschland an oberster Stelle und daher werden Solarparks in der Regel auf landwirtschaftlich nicht oder nur sehr schwer nutzbaren Flächen gebaut. Zwei elementare Versorgungsgüter – Nahrungsmittel und Strom – stehen daher im Zentrum der Diskussion um Flächennutzung in Deutschland. Für diese Problematik verspricht das Konzept “Agri-PV” eine Win-Win Lösung für alle Beteiligten.
Agri-PV oder auch Agrivoltaik-Systeme, beschreiben das Konzept der Nutzung von Freiflächen für Landwirtschaft und Stromerzeugung zur gleichen Zeit mit technologischem Industriestandard.
Durch die doppelte Nutzung der wertvollen Flächen lassen sich Synergieeffekte realisieren und – in der Theorie – Probleme für Landwirte und Stromerzeuger gleichzeitig lösen. Agrivoltaik-Systeme haben das Potential, den gesamten Strombedarf der Welt auf weniger als 1 % der weltweiten Anbauflächen zu decken. Je nach angebauter Frucht gibt es unterschiedliche Lösungen für die Kombination von Landwirtschaft und Photovoltaik.
Durch die Nutzung von Agrivoltaik-Systemen ergeben sich zwei Synergieeffekte:
1. Solarpanele spenden den Pflanzen Schatten
Schatten kann in der Landwirtschaft ein entscheidender Vorteil sein, da zu viel direkte Sonneneinstrahlung für den Großteil unserer Anbaupflanzen negative Auswirkungen hat. Bei zu großer Hitze fangen Pflanzen an, zu schwitzen und benötigen mehr Wasser. Aufgestellte Solarpanele über den Pflanzen können helfen, die Sonneneinstrahlung zu regulieren und dazu beitragen, die Wasserressourcen zu schonen. Besonders in Hinblick auf die durch den Klimawandel potenziell steigenden Hitzeperioden ist dies von enormer Bedeutung für Landwirte.
2. Solarpanele brauchen Sonneneinstrahlung, mögen allerdings keine Hitze
Entgegen der geläufigen Auffassung erreichen Photovoltaikmodule nicht bei strahlend blauem Himmel ihr Produktionsmaximum, da zu viel direkte Sonneneinstrahlung die Module zu heiß werden lässt. Die Effizienz von Solarpanelen sinkt ab einer Temperatur von 24°C. Pflanzen kühlen ihre Umgebungsluft durch Evapotranspiration (Summe aus direkter Verdunstung vom Boden (Evaporation) und Abgabe durch Pflanzen und Tiere (Transpiration)) und können so als Temperaturregulierer für Photovoltaikmodule agieren. Daher kann der Anbau von Pflanzen auf Solarparks dazu beitragen, die Produktion von grüner Energie zu optimieren.
Durch die Synergieeffekte von Agrivoltaik-Systemen lassen sich daher die Wassernutzung reduzieren, Lebensmittelproduktion optimieren und Stromproduktion steigern.
Agri-PV kommt international bereits weitreichend zum Einsatz. So sind beispielsweise in China bereits ca. 3 GW an Agri-PV Systemen installiert, davon ca. 700 MWp als größte Agri-PV Anlage am Rande der Gobi Wüste. Technologisch ist die Realisierung von Agrivoltaik-Systemen demnach keine Herausforderung, da keine neue Technologie benötigt wird. Es wird bestehende und bewährte Technolgie eingesetzt.
Agri-PV begegnet hierzulande jedoch zwei großen Schwierigkeiten:
- Sie ist aktuell noch kostenintensiver als eine reine Freiflächen-Photovoltaikanlage. Die Innovationsausschreibung der Bundesnetzagentur bietet solchen innovativen Technologien jedoch eine Fördermöglichkeit.
- Der schwerwiegendere Faktor ist jedoch die derzeit noch regulatorische Unsicherheit bei der Doppelnutzung einer Fläche für Strom- und Nahrungsmittelproduktion. Üblicherweise legen Gemeinden während der Planung eines Photovoltaikprojekts fest, welche Flächen wie genutzt werden können. Eine Doppelnutzung für landwirtschaftliche Erzeugung und Stromproduktion ist jedoch noch nicht vorgesehen. Daher ist Agri-PV für uns bei AQ Ampere eine Technologie, die wir im Auge behalten, um auf Veränderungen der rechtlichen Rahmenbedingungen schnell agieren zu können. Wir konzentrieren uns derzeit noch auf brachliegende oder landwirtschaftlich nicht nutzbare Flächen, prüfen allerdings für jedes unserer Projekte die Möglichkeit der Implementierung eines Agrivoltaik-Systems mit den lokalen Gemeinden.
Quellen:
13D Research & Strategy, 2021.
Intersolar Markettrends, 2021: https://www.intersolar.de/markttrends/agri-photovoltaik
