Das Potenzial von Agri-Photovoltaik – Ernte und Energie auf derselben landwirtschaftlichen Fläche

Es gibt in Deutschland zwei große Ziele, die scheinbar nur schwer miteinander vereinbar sind:

1. Erneuerbare Energien durch Solaranlagen und Solarparks ausbauen und so die Energiewende fördern.
2. Die heimische Landwirtschaft und Nahrungsmittelproduktion weiter sichern.

Für die Verfolgung beider Ziele sind große Flächen nötig, idealerweise Weiden und Ackerland. Um diese Flächen besteht folglich eine Konkurrenz, denn Land ist gerade in Deutschland eine knappe Ressource. Eine ideale, nachhaltige und noch recht neue Lösung, damit Solarparks die landwirtschaftliche Erzeugung nicht einschränken, ist die sogenannte Agri-Photovoltaik.

Unter Agri-PV versteht man die clevere Doppelnutzung einer landwirtschaftlichen Fläche und somit die gleichzeitige Energie- und Lebensmittelernte auf derselben Fläche. Das heißt konkret: Ackerflächen, Grün- und Weideland werden zum einen für die Erzeugung von Nahrungs- und Futtermitteln genutzt und zum anderen wird mithilfe von Photovoltaikanlagen auf ebendieser Fläche auch regenerativer Strom erzeugt. Die effiziente Doppelnutzung und somit auch eine doppelte Ernte helfen nicht nur dabei, das Problem der zunehmenden Flächenkonkurrenz zu entschärfen, sie leisten auch einen wichtigen Beitrag zu Natur- und Klimaschutz. Neben diesen positiven Synergien sorgt Agri-PV für zusätzliche finanzielle Vorteile und einen wirtschaftlichen Nutzen der Landwirte.

Wichtig bei der Doppelnutzung ist, dass die Solarmodule der Anlagen so über und zwischen den landwirtschaftlichen Flächen errichtet werden, dass diese weiterhin ertragreich bewirtschaftet werden können. Je nachdem, wie das Ackerland oder die Weiden genutzt werden und wie die Bedürfnisse der entsprechenden Pflanzen an Böden, Standort und Mikroklima sind, braucht es PV-Anlagen, die in ihrem Aufbau optimal an die individuellen Gegebenheiten angepasst sind.

Grundsätzlich wird unterschieden zwischen zwei Agri-PV-Arten:

• Bodennahe Agri-PV: Die Errichtung der PV-Module erfolgt in Reihen parallel zu den Pflanzen, wie etwa Getreide, Kartoffeln oder Raps. Landwirtschaft und Photovoltaik stehen Seite an Seite, beeinträchtigen sich nicht, bieten aber Schutz vor Wind.
• Hochaufgeständerte Agri-PV: Die PV-Module werden über den Pflanzen, beispielsweise Beeren, Obst und schattentolerantes Gemüse, installiert. Die PV-Systeme dienen dabei nicht nur zur Stromerzeugung, sondern spenden den Pflanzen Schatten und bieten Schutz vor Wetterextremen.

Agri-PV zeigt, dass Landwirtschaft und Solarenergie nicht in Konkurrenz um begehrtes Land stehen müssen. Ganz im Gegenteil: Agri-PV-Anlagen steigern die Flächennutzungseffizienz und bieten Landwirten eine große wirtschaftliche Chance. Durch die doppelte Ernte von Nahrungsmitteln und Solarenergie ermöglicht Agri-PV landwirtschaftlichen Betrieben eine verlässliche Einkommensquelle. Ein weiterer Vorteil: Durch den Klimawandel ist der Anbau von einigen Pflanzenarten mittlerweile stark erschwert. Die hochaufgeständerten Anlagen können die Bedingungen verbessern, indem sie durch die Teilüberdachung Schatten spenden, den Boden so vor Austrocknung, aber auch vor Witterungseinflüssen wie Hagel und Starkregen schützen.

• Win-win durch Doppelnutzung: Der positivste Effekt ist die gleichzeitige Produktion von Nahrungsmitteln und Erneuerbaren Energien.
• Flexibilität: Dank bodennahen oder hochaufgeständerten PV-Systemen ist eine vielseitige Bewirtschaftung und der Einsatz von landwirtschaftlichen Maschinen möglich.
• Günstiger Solarstrom: Ob für den Eigenbedarf oder für den Stromverkauf mit Einspeisevergütung: Profitieren Sie von der kostenlosen Sonnenenergie.
• Ernteschutz: Pflanzen werden von den Modulen vor extremen Witterungseinflüssen geschützt.
• Hohe Erträge: Sind Kulturen und Anlage ideal aufeinander abgestimmt, lassen sich die Erträge steigern.
• Verringerter Bewässerungsbedarf: Durch die Teilüberdachung und Verschattung wird der Bewässerungsbedarf deutlich reduziert.

Agri-PV befindet sich in Deutschland noch in den Anfängen. Erste Projekte und wissenschaftliche Studien zeigen aber bereits, dass die Möglichkeiten von Agri-Photovoltaik vielseitig sind und sich unkompliziert in bestehende landwirtschaftliche Systeme integrieren lassen. Denkbar ist die Doppelnutzung beispielsweise mit folgenden Sonderkulturen oder mehrjährigen Kulturen:

• Obstbau z. B. Apfel-, Birnen- und Kirschplantagen
• Beeren wie Himbeeren und Heidelbeeren
• Weinberge
• Schattentolerante Gemüsesorte wie Kürbisse und Kartoffeln
• Hopfenfelder
• Getreidefelder

Laut Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft sind grundsätzlich alle Agri-PV-Anlagen über das Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG 2023) förderfähig – sei es auf Äckern, Feldern, Flächen mit Dauerkulturen und Grünlandflächen. Vor allem das im August 2023 verabschiedete Solarpaket der Bundesregierung hat die klimafreundliche Agri-PV gestärkt. Der Gesetzentwurf sieht vor, dass u. a. Agri-PV und extensive Agri-PV gesondert gefördert werden. Sie erhalten ein eigenes Ausschreibungssegment mit einer höheren Förderung (Höchstwert 9,5 ct/kWh) sowie ein eigenes Ausschreibungsvolumen (anfänglich 500 MW; jährlich ansteigend um weitere 500 MW).

Agri-PV ist mittlerweile auf der ganzen Welt ein Thema und wird staatlich gefördert – nicht nur in Deutschland, sondern u. a. auch in Japan, China, in den USA und in Frankreich. Zudem wird ständig weiter geforscht, wie sich Solarwirtschaft und Landwirtschaft perfekt miteinander kombinieren lassen, um die Lebensmittelversorgung sowie die Stromversorgung zu sichern und darüber hinaus das Klima zu schützen und Artenschutz zu gewährleisten. Die Entwicklung der Technologie ist dynamisch: Lag die Leistung der installierten Agri-PV-Anlagen 2012 noch bei 5 MW_p, so stieg sie im Jahr 2020 bereits auf 14 GW_p an. Dennoch lässt sich das Potenzial in Deutschland noch deutlich stärker ausreizen. Das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE sieht das technische Potenzial in Deutschland bei ca. 1.700 GW_p. Rein rechnerisch würden nur rund vier Prozent der deutschen Agrarflächen ausreichen, um mit Agri-PV den gesamten aktuellen Strombedarf in Deutschland zu decken. Somit sind Photovoltaik und nicht zuletzt auch Agri-Photovoltaik ein wichtiger Schritt in Richtung Energiewende und Klimaschutz.