Gemüse, Getreide oder Obst und gleichzeitig Solarstrom ernten – auf demselben Acker. Das funktioniert, wie Pilotprojekte der sogenannten Agri-Photovoltaik zeigen, die es unter anderem auf Bauernhöfen in der Nähe des Bodensees, im ostwestfälischen Büren und im brandenburgischen Rathenow gibt.
Das Potenzial dieser Technologie, bei der die Solarmodule auf hohen Stelzen über den Feldern installiert sind, ist enorm. Das zeigt eine neue Analyse, wonach langfristig sogar fast ein Drittel des in Deutschland verbrauchten Stroms aus dieser Quelle kommen könnte.
Zehn Prozent der landwirtschaftlichen Betriebe bringen laut der Untersuchung besonders gute Voraussetzungen für die "Agri-PV" mit. Werden dort in einem ersten Ausbauschritt Photovoltaikanlagen über den Feldern montiert, könnten damit rechnerisch rund neun Prozent des deutschen Stromverbrauchs gedeckt werden. Dafür wären 0,7 Prozent der gesamten deutschen Ackerfläche ausreichend, was rund 85.000 Hektar entspricht, so die Studie.
"Damit würde man rechnerisch die jährliche Strommenge von drei Atomkraftwerken bereitstellen können", sagt einer der Studienautoren, der Agrarökonom Arndt Feuerbacher von der Universität Hohenheim in Stuttgart, gegenüber Klimareporter°.
Die zu erntende Strommenge von 51 Milliarden Kilowattstunden entspreche in etwa der dreifachen jährlichen Stromproduktion des Atomkraftwerks Isar 2 in Bayern, erläutert Feuerbacher. Allerdings müsse ein solches System dann mit Speichern und anderem ergänzt werden, um die schwankende Erzeugung der Solarenergie auszugleichen. Neben der Uni Hohenheim war das Thünen-Institut in Braunschweig an der Studie beteiligt.
Rentabel trotz hoher Ernteeinbußen
Ein Problem ist allerdings, dass die Anlagen für die Agri-Photovoltaik durch die aufwändigere Montage der Solarpaneele auf Stelzen teurer sind als herkömmliche Freiflächenanlagen. Damit sie sich rentieren, müsste der hier gewonnene Strom mit 8,3 Cent pro Kilowattstunde vergütet werden. Strom aus den herkömmlichen Anlagen kostet nur rund fünf Cent.
Die Experten haben ausgerechnet, dass in der ersten Ausbaustufe dadurch insgesamt volkswirtschaftliche Mehrkosten von 1,2 Milliarden Euro entstehen würden. Zu der teureren Installation und Wartung kommen verringerte Erträge auf den Feldern durch die teilweise Verschattung und weitere Kosten, die aufgrund der Doppelnutzung der Flächen entstehen.
Die Ernteeinbußen auf den "PV-Feldern" sind laut der Studie nicht unerheblich. Sie betragen im Schnitt rund 40 Prozent. Trotzdem rechnet sich die Kombi in den meisten Fällen.
Die geringeren Erträge auf Teilflächen hätten nur einen geringen Einfluss auf die Wirtschaftlichkeit des gesamten Betriebes. Zudem sei die Stromproduktion eine wichtige und verlässliche Zusatzeinnahme für die Landwirte.
Und: In Zeiten des Klimawandels kann sich eine Beschattung durch die Solarpaneele unter Umständen sogar positiv auswirken. So zeigten Forschungsanlagen, dass Agri-PV in trockenen Jahren mit extremer Hitze bei bestimmten Pflanzen sogar eine höhere Ertragsstabilität bewirken kann.
Eine weitere Nutzung wird seit diesem Mai in einer Obstplantage in Kressbronn am Bodensee erprobt. Die Solarpaneele werden dort über Apfelbäumen als Schutz gegen Extremniederschläge und Hagel eingesetzt.
Doppelnutzung würde Flächenproblem entschärfen
Die neue Untersuchung zeigt also, dass die Agri-Photovoltaik durchaus eine tragende Rolle in der Energiewende spielen könnte. Rechnerisch wäre es danach möglich, bis zu 30 Prozent des deutschen Strombedarfs abzudecken. Das Potenzial beziffert das Forschungsteam auf 169 bis 189 Milliarden Kilowattstunden jährlich. Dafür wären rund 300.000 Hektar oder etwa drei Prozent der Anbaufläche nötig.
Laut einer früheren Untersuchung des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme (ISE) in Freiburg hat Agri-PV das größte Solarstrom-Potenzial in Deutschland mit maximal 1,7 Millionen Megawatt. Es folgen Photovoltaik auf oder an Gebäuden (1,4 Millionen Megawatt), versiegelten Siedlungsflächen (134.000), ehemaligen Tagebauen (55.000) sowie Verkehrsflächen an Straße (56.000) und Schiene (9.000 Megawatt).
Studien veranschlagen die für ein klimaneutrales Deutschland insgesamt nötige Solarstrom-Kapazität auf 400.000 bis 600.000 Megawatt.
Tatsächlich könnte die Agri-PV auch die Akzeptanz von großen Freiflächenanlagen verbessern. Die "Strom oder Essen"-Debatte würde entschärft, weil keine Agrarflächen verloren gehen.
"Würden anstatt der Agri-Photovoltaik die üblichen Freiflächenanlagen gebaut, würde man der landwirtschaftlichen Produktion schätzungsweise 65.000 Hektar Ackerland entziehen, um dieselbe Menge an Strom zu produzieren", erläuterte Mitautor Alexander Gocht vom Thünen-Institut für den Fall der ersten Ausbaustufe.
Weiterer Vorteil: Bei den hochgeständerten Systemen kann oftmals auf eine Einzäunung verzichtet werden, wie sie bei anderen Anlagen üblich ist.
Hürden im Baurecht bleiben
Die Bundespolitik hat die Potenziale der neuen Solartechnik übrigens durchaus erkannt. In diesem Jahr wurden Agri-PV-Anlagen erstmals durch das Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) mit einem Zuschlag für "Innovationen" gefördert. Zwölf Projekte mit einer Leistung von 22 Megawatt erhielten bei einer Ausschreibungsrunde im Mai einen Zuschlag.
Im neuen EEG 2023 wird die Förderung dauerhaft etabliert. Ob das allerdings reicht, um die Strom-Landwirtschaft richtig auf die Stelzen zu bekommen, ist offen.
Es gebe immer noch große Hürden im Baurecht, die die Projekte ausbremsten, klagen Fachleute. So fehle eine Privilegierung von Agri-PV-Anlagen im Außenbereich durch das Baugesetzbuch. Planungssicherheit hätten die interessierten Landwirte nur, wenn die jeweilige Gemeinde einen entsprechenden "vorhabenbezogenen" Bebauungsplan aufstellt. Und so etwas ist aufwändig und dauert lange.
