Die globale Herausforderung des Klimawandels erfordert innovative und nachhaltige Lösungen in der Landwirtschaft und Energieerzeugung. In Deutschland wächst der Druck, landwirtschaftliche Flächen effizient zu nutzen, um die Ziele der Energiewende und der Ernährungssicherheit gleichzeitig zu erfüllen. In diesem Zusammenhang tritt die Agri-Photovoltaik (Agri-PV) immer stärker in den Fokus. Diese Technologie ermöglicht es, die Fläche landwirtschaftlicher Nutzflächen doppelt zu nutzen: sowohl für den Anbau von Nahrungsmitteln als auch für die Erzeugung erneuerbarer Energie durch Solarstrom.
Was ist Agri-Photovoltaik?
Agri-PV kombiniert landwirtschaftliche Flächennutzung und Photovoltaik (PV). Diese Systeme bestehen entweder aus hoch aufgeständerten oder bodennahen Photovoltaikmodulen, die über oder zwischen landwirtschaftlichen Kulturen installiert werden. Diese doppelte Nutzung bietet Landwirten zusätzliche Einkommensquellen und hilft, landwirtschaftliche Flächen effizienter und nachhaltiger zu gestalten.
Historische Entwicklung
Bereits 1981 wurde von Prof. Dr. Adolf Goetzberger und Dr. Armin Zastrow das Konzept der Agri-PV vorgestellt. Seitdem entwickelte sich diese Technologie rasant weiter und verbreitete sich weltweit. Vor allem Länder wie Japan, China, Frankreich und die USA förderten die Technologie frühzeitig und massiv, was zu einem starken Wachstum der installierten Agri-PV-Leistung führte.
Technische Aspekte der Agri-PV
Es gibt verschiedene technische Ausführungen der Agri-PV:
1. Hoch aufgeständerte Anlagen: Diese Anlagen sind in mindestens 2,1 Metern Höhe installiert, wodurch die Fläche unter den Modulen vollständig landwirtschaftlich genutzt werden kann. Sie sind besonders geeignet für den Ackerbau und Gemüseanbau.
2. Bodennahe Anlagen: Diese Anlagen haben geringere Höhen, was geringere Kosten verursacht, jedoch die landwirtschaftliche Nutzung zwischen den Modulreihen erlaubt. Sie werden meist auf Dauergrünland oder in Obst- und Weinbau eingesetzt.
Vorteile der Agri-PV
Die Vorteile von Agri-PV gehen über die einfache doppelte Flächennutzung hinaus:
• Schutz der Pflanzen vor extremen Wetterbedingungen wie Hagel, Starkregen und Frost.
• Reduktion des Bewässerungsbedarfs durch Teilverschattung, was eine Wassereinsparung von bis zu 20 % ermöglicht.
• Minderung der Bodenerosion durch kontrollierten Regenwasserabfluss.
• Verbesserung des Mikroklimas, was insbesondere für empfindliche Kulturen von Vorteil ist.
• Steigerung der wirtschaftlichen Resilienz von Landwirtschaftsbetrieben durch zusätzliche Einnahmen aus Stromproduktion.
Wirtschaftliche Aspekte
Die Wirtschaftlichkeit der Agri-PV ist stark abhängig von technischen Ausführungen und Fördermöglichkeiten. Die Investitionskosten sind anfänglich hoch, jedoch durch sinkende Modulpreise und staatliche Förderungen zunehmend attraktiv. Langfristig gesehen stellt die Technologie eine rentable Ergänzung für landwirtschaftliche Betriebe dar, da Einnahmen aus dem Stromverkauf sowie Einsparungen beim Eigenverbrauch erheblich sein können.
Potenzial in Deutschland
Nach Berechnungen des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE könnten bereits 4 % der landwirtschaftlichen Flächen in Deutschland ausreichen, um den gesamten aktuellen Strombedarf des Landes zu decken. Das Gesamtpotenzial wird auf etwa 1700 Gigawatt Peak (GWp) geschätzt. Diese Zahlen verdeutlichen das enorme Potenzial von Agri-PV, zur Erreichung der Energiewende in Deutschland beizutragen.
Praxisbeispiele und Forschungsergebnisse
In Deutschland existieren bereits zahlreiche Forschungs- und Praxisanlagen, die die Wirksamkeit und Praktikabilität von Agri-PV belegen. Beispiele wie die Agri-PV-Anlage Heggelbach zeigen, dass nicht nur stabile, sondern sogar gesteigerte Ernteerträge unter Agri-PV möglich sind, insbesondere in heißen und trockenen Jahren.
Politische Rahmenbedingungen und Förderungen
Die Bundesregierung unterstützt zunehmend den Ausbau der Agri-PV-Technologie. Mit angepassten Förderinstrumenten und der Novellierung des Erneuerbare-Energien-Gesetzes (EEG) wurden wichtige rechtliche und wirtschaftliche Rahmenbedingungen geschaffen. Zudem regelt die DIN-Spezifikation (DIN SPEC 91434) die klaren Anforderungen an die landwirtschaftliche Nutzung der Flächen und stellt somit einen wichtigen Schritt zur Standardisierung und Qualitätssicherung dar.
Herausforderungen und Lösungsansätze
Trotz der vielversprechenden Vorteile der Agri-PV bestehen Herausforderungen, die adressiert werden müssen:
• Akzeptanz in der Bevölkerung: Es müssen verstärkt Informations- und Beteiligungskampagnen durchgeführt werden, um Bedenken der Bevölkerung auszuräumen und die Vorteile sichtbar zu machen.
• Rechtliche und planerische Rahmenbedingungen: Hier sind einheitliche und klarere Regelungen erforderlich, die Planungssicherheit für Investoren und Landwirte schaffen.
• Hohe Anfangsinvestitionen: Weitere finanzielle Förderprogramme und Beratungsangebote könnten die Einstiegshürden senken.
Zukunftsausblick
Agri-PV stellt eine vielversprechende Strategie dar, die Potenziale der Landwirtschaft und erneuerbaren Energien gleichzeitig optimal auszunutzen. Die nachhaltige Integration von Solarenergie und Landwirtschaft könnte entscheidend zur Erreichung nationaler Klima- und Nachhaltigkeitsziele beitragen und gleichzeitig die landwirtschaftliche Produktivität sichern und erhöhen.
Die Agri-Photovoltaik vereint die Bedürfnisse von Landwirtschaft und Energiewirtschaft in einer effizienten und nachhaltigen Technologie. Ihre umfangreiche Nutzung könnte nicht nur die Klimaziele Deutschlands maßgeblich unterstützen, sondern gleichzeitig die Widerstandsfähigkeit und wirtschaftliche Stabilität landwirtschaftlicher Betriebe erhöhen. Um das volle Potenzial dieser Technologie auszuschöpfen, bedarf es weiterer Förderung, Forschung und vor allem gesellschaftlicher Akzeptanz. Nur durch eine breite Unterstützung aller beteiligten Akteure wird Agri-PV langfristig erfolgreich sein und einen wesentlichen Beitrag zur nachhaltigen Zukunft Deutschlands leisten.
Quelle: Fraunhofer ISE
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