Wenn die Energiewende funktionieren soll, dann muss Deutschland die erneuerbaren Energien sehr viel schneller ausbauen als bisher. Neben der Windenergie könnte dabei vor allem die Solarenergie einen wichtigen Beitrag zur Stromversorgung leisten. Stark gesunkene Preise für Photovoltaik-Module und die relativ einfache Installation machen die Photovoltaik zu einer vergleichsweise günstigen Alternative zur Stromproduktion aus fossilen Brennstoffen.
Wohin mit den ganzen Solaranlagen?
Der Haken jedoch: Solaranlagen benötigen viel Platz. Bisher stammt rund drei Viertel der in Deutschland installierten Photovoltaik-Leitung von Solaranlagen auf Hausdächern. Doch nach Berechnungen des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme (ISE) werden bis zum Jahr 2045 mindestens 300 bis 450 Gigawatt an Photovoltaikleistung benötigt – bisher sind hierzulande nur rund 60 Gigawatt installiert. Auf Dächern alleine lassen sich all die zusätzlichen Solaranlagen nicht mehr verbauen.
Das bedeutet, dass mehr Flächen für die Solarenergie nötig werden – und das führt zur Flächenkonkurrenz vor allem mit der Landwirtschaft. Zwar erhalten Solaranlagen in Deutschland nur dann eine staatliche Förderung, wenn sie auf versiegelten Flächen, auf Konversionsflächen, auf Streifen längs von Autobahnen oder Schienen oder auf nicht für den Anbau geeigneten Flächen errichtet werden. Aber je rentabler die Photovoltaik wird, desto eher lohnt es sich auch ohne die Förderung, Felder in Solarflächen umzuwandeln. Das schürt Konflikte und gefährdet die Nahrungsproduktion.
Beides statt Entweder-Oder
Doch es geht auch anders: Mit der Agri-Photovoltaik lassen sich Landwirtschaft und Solarstromgewinnung auf einer Fläche kombinieren. Dabei werden die Solarmodule so angebracht, dass sie zwischen oder über den Pflanzen stehen und diese nicht oder nur in Teilen beschatten. Je nach Bauweise stehen die Solarmodule entweder weit genug auseinander, um zwischen ihnen Platz für Traktoren und andere Landmaschinen zu lassen oder sie sind in mehreren Metern Höhe angebracht.
Dieselbe Fläche ermöglicht dadurch die Produktion von Nutzpflanzen und von Strom aus Sonnenenergie – gewissermaßen eine doppelte Ernte. „Die Agri-Photovoltaik kann die Antwort auf die Tank-oder-Teller-Diskussion sein, denn technisch betrachtet können Landwirte beides: durch die Doppelnutzung der Ackerflächen ihrer Kernaufgabe der Nahrungsmittelproduktion gerecht werden und zusätzlich durch die Bereitstellung von Solarstrom einen Beitrag zum Ausbau der Elektromobilität und zum Klimaschutz leisten“, erklärt Stephan Schindele vom ISE.
Das Potenzial für die Agri-Photovoltaik ist enorm: Nach Berechnungen des Fraunhofer-ISE würden rund vier Prozent der deutschen Agrarflächen ausreichen, um über solche Agri-Solaranlagen den gesamten aktuellen Strombedarf in Deutschland zu decken. Das Gesamtpotenzial der Agri-Photovoltaik schätzen die Forscher hierzulande sogar auf rund 1.700 Gigawatt. Selbst wenn man davon nur rund zehn Prozent realisieren würde, ließe sich die aktuelle Stromerzeugung aus Solarenergie fast verdreifachen.
Asien ist Vorreiter bei der Agri-Photovoltaik
Während diese Kombination aus Landwirtschaft und Photovoltaik bei uns erst allmählich an Bekanntheit gewinnt und noch kaum umgesetzt wird, sind andere Länder schon weiter: In China wurden bis zum Sommer 2021 bereits Agri-Solaranlagen mit insgesamt zwölf Gigawatt Leistung installiert und in Betrieb genommen – das ist der Löwenanteil der bisher rund 14 Gigawatt global installierter Leistung bei der Agri-Photovoltaik. Auch die weltweit größte Agri-PV-Anlage liegt in China: Über Anbauflächen für Beerenobst am Rand der Wüste Gobi wurden Solarmodule mit einer Leistung von 700 Megawatt installiert.
Aber auch in anderen asiatischen Ländern hat man die Chancen der Agri-Photovoltaik erkannt. In Japan gibt es bereits mehr als 3.000 größtenteils kleinere Agri-Solaranlagen, in Südkorea sollen solche Anlagen die Landflucht mindern helfen: Die Regierung plant den Bau von 100.000 Photovoltaik-Anlagen auf Äckern und Bauernhöfen, um so der Landbevölkerung ein besseres Einkommen und eine Altersvorsorge zu ermöglichen und dem Hofsterben entgegenzuwirken.
Doch wie funktioniert die Agri-Photovoltaik konkret?
