Photovoltaik und Photosynthese - doppelte Sonnenernte
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Der kritische Agrarbericht 2022
Photovoltaik und Photosynthese – doppelte Sonnenernte
Erste Erfahrungen mit Agri-Photovoltaik und Auswertung
eines Pilotprojekts am Bodensee
von Axel Weselek
Unter Agri-Photovoltaik versteht man die gleichzeitige Produktion von Nahrungsmitteln und Strom
auf ein und derselben Ackerfläche – unter Ausnutzung der dritten Dimension. Um die Flächenkon-
kurrenz zu minimieren werden die Solarmodule in einer Höhe montiert, dass darunter die Flächen
weitgehend ungehindert bewirtschaftet werden können: Am Boden wachsen die Kulturpflanzen,
darüber erzeugen Solarmodule erneuerbaren Strom. Dadurch könnte die Konkurrenz um landwirt-
schaftliche Flächen gemindert, die Effizienz der Landnutzung gesteigert und der Schutz vor Wet-
terextreme erhöht werden. Der folgende Beitrag basiert auf Erfahrungen mit einem Pilotprojekt im
Süden Deutschlands, bei dem unter anderem die Auswirkungen der Agri-Photovoltaikanlage auf
die landwirtschaftlichen Erträge ermittelt wurden. Der Artikel mündet in konkreten Vorschlägen,
wie durch einen veränderten ordnungspolitischen Rahmen die Potenziale der Agri-Photovoltaik
besser erschlossen und zugleich mögliche Landnutzungskonflikte vermieden werden können.
Der Verlust landwirtschaftlicher Flächen ist seit vie- Deutschland zunächst eingestellt wurde (Ausnahme:
len Jahren ein Thema, das zuletzt Anfang der 2000er- Bereich von bis zu 110 Meter neben Transportwegen).
Jahre mit dem massiven Ausbau der Anbauflächen für Mit der Novellierung des Erneuerbare-Energien-Ge-
Energiepflanzen ein erhöhtes Interesse erfahren hat setzes 2017 erlaubt es die Länderöffnungsklausel wie-
und in Anbetracht einer stetigen Zunahme der Flä- der erstmalig, dass die Bundesländer eigenmächtig
chenversieglung für Siedlungs- und Verkehrsflächen Acker- und Grünlandflächen in sog. benachteiligten
bis heute anhält. So werden auch heute noch auf rund Gebieten für die Bebauung mit Photovoltaikanlagen
16 Prozent der landwirtschaftlichen Flächen Ener- freigeben. Eine Möglichkeit, von der bereits mehrere
gie- und Industriepflanzen angebaut,1 während zu- Bundesländer Gebrauch gemacht haben.
gleich allein in Deutschland täglich nach wie vor rund
52 Hektar Fläche für die Ausdehnung der Siedlungs- Erste Versuche zur Agri-Photovoltaik
und Verkehrsflächen verloren geht. Ein Trend, der seit
Anfang der 2000er-Jahre rückläufig ist und sukzessive Ein Ansatz, dem Verlust landwirtschaftlicher Flächen
bis zum Ziel einer Flächenkreislaufwirtschaft im Jahr für den Ausbau der erneuerbaren Energien und dem
2050 reduziert werden soll.2 Ein Ziel, das in Anbe- daraus resultierenden Interessenkonflikt zwischen
tracht der Ausbauziele bei den erneuerbaren Energi- Energie- und Nahrungsmittelproduktion zu entgeg-
en ambitioniert erscheint, wie aktuelle Schätzungen nen, bietet die sog. Agri-Photovoltaik (kurz Agri-PV
zeigen. Demnach bedürfte die 100-prozentige Ener- oder APV; veraltet auch Agrophotovoltaik). Diese
gieversorgung aus erneuerbaren Energien in Europa beschreibt die doppelte Nutzung landwirtschaftlicher
auch in optimistischen Entwicklungsszenarien, z. B. Flächen zur Erzeugung von Strom und landwirtschaft-
unter Nutzung des Dachflächenpotenzials sowie dem lichen Erzeugnissen. Erstmalig bereits im Jahr 1981 be-
Ausbau von Offshore-Windanlagen, rund ein Prozent schrieben,4 wurde in Deutschland im Jahr 2016 eine
der europäischen Landfläche.3 erste APV-Forschungsanlage eingeweiht. Im Rahmen
Bereits in der Vergangenheit hat der zunehmen- des BMBF-geförderten Projekts APV-Resola wurde
de Ausbau der Freiflächen-Photovoltaik auf Acker- dabei in verschiedenen Arbeitspaketen untersucht,
flächen dazu geführt, dass 2010 deren Förderung in inwiefern die APV als ein Baustein zum Erreichen
228Natur und Umwelt
der Ausbauziele der erneuerbaren Energien beitragen sich im dreijährigen Durchschnitt eine Ertragsreduk-
kann. Dabei wurden verschiedene Aspekte wie die tion von rund 13 Prozent im Vergleich zur nicht über-
technische und wirtschaftliche Machbarkeit der APV bauten Vergleichsfläche (Abb. 1).
als auch deren gesellschaftliche Akzeptanz beleuchtet. Sowohl zwischen den verschiedenen Kulturen als
Angelegt auf einem ökologisch-wirtschaftenden auch den Jahren zeigten sich dabei deutliche Unter-
landwirtschaftlichen Praxisbetrieb (Hofgemein- schiede: Im ersten Versuchsjahr 2017 kam es bei allen
schaft Heggelbach am Bodensee) stellte die acker- Kulturen zu Ertragseinbußen von bis zu 19 Prozent.7
bauliche Eignung der APV-Anlage einen zentralen Ein Trend, der sich im Jahr 2019 mit bis zu 33 Prozent
Schwerpunkt der Untersuchungen dar. Verschiedene verringerten Erträgen nochmals deutlich verstärkte,
technische Anpassungen der APV-Anlage, wie z. B. was nicht zuletzt an den im Vergleich zu den anderen
lichtdurchlässige PV-Module mit erhöhten Modul- Versuchsjahren günstigeren Anbaubedingungen mit
reihenabständen und einer veränderten Ausrichtung, ausreichenden Niederschlägen lag. Zu den infolge der
sollten dabei eine ausreichende Sonneneinstrahlung veränderten Anbaubedingungen bedingten Ertrags-
mit gleichmäßiger Lichtverteilung unter der Anlage einbußen gilt ein Flächenverlust infolge der Aufstän-
gewährleisten und so die Grundvoraussetzung für ein derung der APV-Anlage zu berücksichtigen, welcher
Pflanzenwachstum bieten. Um die Bewirtschaftung stark von der technischen Ausführung der Anlage ab-
mit herkömmlicher Landtechnik zu ermöglichen, hängt und im Falle der APV-Anlage auf dem Betrieb
wurden die PV-Module auf Querträgern mit einer am Bodensee auf rund 8,3 Prozent beziffert wurde.8
Durchfahrtshöhe von rund fünf Metern montiert. Entsprechend höher sind auch die tatsächlichen auf die
In ersten Messungen bestätigte sich, dass so unter Gesamtfläche bezogenen Ertragsverluste einzustufen.
der Anlage rund 70 Prozent der Sonneneinstrahlung
den Pflanzen zur Verfügung stehen. Zugleich verän- Potenzial in trockenen Klimaten
derten sich auch die mikroklimatischen Bedingun-
gen, sodass es z. B. in den Sommermonaten zu einer Anders als in den Jahren 2017 und 2019 war das Jahr
Erniedrigung von Boden- und Lufttemperatur unter 2018 geprägt von einem sehr trockenen und heißen
der Anlage kam.5 Als optimierungsbedürftig erwies Sommer, wodurch es insbesondere auf der unüber-
sich hingegen die ungleichmäßige Regenverteilung, dachten Vergleichsfläche zu deutlichen Ertragsver-
welche durch eine Bündelung im direkten Ablauf der lusten kam. Anders unter der APV-Anlage, wo die
Paneele insbesondere auf unbedeckten Böden und in Erträge im Vergleich zum Vorjahr weitgehend stabil
Reihenkulturen das Auftreten von Wassererosions- blieben und die der Vergleichsfläche zum Teil über-
ereignissen begünstigen kann, wohingegen in ande- trafen: Bei den Kartoffeln waren die Erträge mit rund
ren Bereichen geringere Niederschlagsmengen an- plus elf Prozent signifikant erhöht. Eine Tendenz, die
kommen. Bei den angebauten Kulturarten (Kleegras, sich auch bei Winterweizen und Knollensellerie zeig-
Knollensellerie, Kartoffeln und Winterweizen) zeigte te, bei welchen die Erträge rund drei bzw. zwölf Pro-
zent im Vergleich zur Referenzfläche erhöht waren.9
Bereits in einer 2018 erschienenen Modellierungs-
Versuchsfläche Hofgemeinschaft Heggelbach6 studie aus Italien, zeigten die Autor:innen anhand
langjähriger Klimadaten sowie einer APV-For-
Die Versuchsfläche umfasst eine Grundfläche von schungsanlage, dass die APV im langjährigen Schnitt
2,5 Hektar. Davon sind jedoch nur 2.500 Quadratmeter zu einer Ertragsstabilisierung führen kann: Während
mit der APV-Forschungsanlage überbaut, während in Jahren mit optimalen klimatischen Bedingungen
die restliche Fläche als Referenzfläche zum Vergleich deutlich niedrigere Erträge erzielt wurden, fielen die
der Ackererträge im Versuchszeitraum dient. Die Ertragsverluste in schlechteren Jahren deutlich gerin-
Solarmodule der APV-Anlage sind etwa sechs Meter ger aus, sodass die Schwankungsbreite im Vergleich
über der Ackerfläche aufgeständert. Somit ergibt sich zum ungeschützten Anbau (in nichtbewässerten Sys-
eine Durchfahrtshöhe von fünf Metern. Die installierte temen) insgesamt geringer ausfallen kann.10 Bereits im
Leistung von 194,4 Kilowattpeak (kWp) kann jährlich Jahr 2013 zeigten Studien im südfranzösischen Mont-
62 Haushalte (vier Personen, circa 4.000 Kilowatt- pellier, dass bei unter Agri-PV angebauten Kopfsala-
stunden Stromverbrauch) versorgen. Große Abstände ten teils vergleichbare Erträge erzielt werden konnten,
zwischen den Modulreihen ermöglichen, dass die was die Autor:innen auf eine sortenabhängige Anpas-
Nutzpflanzen darunter rund 70 Prozent der photosyn- sung und infolgedessen verminderte Evapotranspira-
thetisch aktiven Strahlung erhalten. Außerdem wurden tion im Schatten der PV-Panele zurückführten.11 Die
bifaziale PV-Module verbaut, die Licht sowohl auf der Ergebnisse zeigen, dass insbesondere in heißen und
Vorder- als auch auf der Rückseite aufnehmen. trockenen klimatischen Bedingungen der Anbau un-
ter einer APV-Anlage durchaus Vorteile in der Kul-
229Der kritische Agrarbericht 2022
turführung mit sich bringen kann – sei es durch eine anderem dazu genutzt werden könnten, durch eine
direkte Abschwächung der Sonneneinstrahlung und/ optimierte Lichtverteilung die energetischen und/oder
oder durch mikroklimatische Veränderungen wie landwirtschaftlichen Erträge weiter zu optimieren.15
erniedrigte Luft- oder Bodentemperaturen sowie ein
veränderter Wasserhaushalt. Obwohl die Ergebnisse Stromerzeugung und Flächennutzung
nicht oder nur eingeschränkt auf die Anbaubedin-
gungen in gemäßigten Klimaten übertragbar sind, Jenseits ihrer landwirtschaftlichen Eignung erfordert
könnten diese im Hinblick auf den Klimawandel und eine ganzheitliche Bewertung der Agri-PV die Be-
damit einhergehende Wetterextreme zukünftig noch rücksichtigung weiterer Aspekte: Zurückkommend
an Bedeutung gewinnen. auf den Versuch am Bodensee wurden allein im ersten
Versuchsjahr auf derselben Fläche rund 246 Mega-
Anwendung im Obstbau und wattstunden (MWh) Strom erzeugt, was rund 83 Pro-
offene Forschungsfragen zent dessen entspricht, was eine flächenmäßig identi-
sche, für die Stromerzeugung optimierte PV-Anlage
Diese Fragestellung wird auch im Anbau von Son- erzeugt hätte.16 Doch welchen Mehrwert bringt die
derkulturen zunehmend verfolgt, wo unter anderem kombinierte Nutzung zur Erzeugung von Strom und
über Apfelbäumen12 und verschiedenen Beerenobst- landwirtschaftlichen Produkten?
sorten13 jüngst verschiedene APV-Forschungsanlagen Zur Bewertung von Mischkultursystemen wurde
realisiert wurden. Dabei ist die Hoffnung, dass die bereits vor einigen Jahrzehnten die sog. land equiva-
PV-Überdachung das Obst vor negativen Umweltein- lent ratio (kurz LER, dt. Landnutzungseffizienz) ein-
flüssen wie einer hohen Sonneinstrahlung, Starkregen geführt, welche heutzutage z. B. auch in der Bewertung
oder Hagel schützen und zugleich bereits gängige von Agroforstsystemen Einsatz findet und ebenso auf
Schutzeinrichtungen wie Hagelnetze oder Folientun- die Agri-PV angewendet werden kann. Dabei werden
nel ersetzen kann. Zugleich könnte der dabei erzeugte die Erträge der jeweiligen Kultur im Anbau als Mono-
Strom bis zu einem gewissen Anteil für den Eigen- kultur ins Verhältnis zu den Erträgen im Mischanbau
stromverbrauch im Betriebskreislauf genutzt werden gesetzt und miteinander addiert. Ergibt sich dabei in
und damit auch zu einer Senkung der landwirtschaft- der Summe eine LER größer als Eins, ist der Misch
lichen CO2-Emissionen beitragen.14 Bisweilen liegen anbau dem einzelnen Anbau überlegen und folglich
hierzu noch keine wissenschaftlichen Versuchser- wird die Flächenproduktivität insgesamt gesteigert.
gebnisse vor, sodass insbesondere in Hinblick auf die Angewendet auf die Versuchsergebnisse des APV-
landwirtschaftliche bzw. obstbauliche Eignung noch Versuchs am Bodensee ergab sich in den Jahren
keine abschließenden Aussagen möglich sind. 2017/2018 – in Abhängigkeit von der angebauten Kul-
Ähnliches gilt auch für den ackerbaulichen Anwen- tur und damit einhergehend Ertragsveränderung –
dungsbereich, wo nach ersten Versuchsergebnissen eine LER von 1,56 bis 1,87. Anders ausgedrückt konnte
noch weitere Versuchsjahre und -kulturen notwendig die Landnutzungseffizienz bzw. Flächenproduktivität
sind. Dabei sind verschiedene For-
schungsfragen noch offen, z. B. wie
sich der Anbau unter APV auf die Abb. 1: Relative Ertragsveränderung der angebauten Kulturen*
Produktqualität der landwirtschaft-
lichen Erzeugnisse auswirkt und wie
, ,
der Befall mit (pilzlichen) Schaderre-
gern durch das veränderte Mikrokli- ,
Relative Ertragsveränderung
ma begünstigt werden könnte. Eine
weitere Herausforderung stellt die –
–,
in Prozent
Übertragung der Versuchsergebnis- – –,
se auf andere Standorte und techni- –
sche APV-Ausführungen dar, wofür – –, –, –, –,
bereits erste Modellierungsansätze –
entwickelt werden. Auch aus techni- – –, –,
scher Sicht bieten sich noch weitere –
Entwicklungsmöglichkeiten an, wie Kleegras Kartoffeln Winterweizen Knollensellerie
z. B. eine verbesserte Wasservertei-
lung sowie die Verwendung mobiler, *ren unter der Agri-PV-Anlage im Vergleich zur nicht überbauten Referenzfläche in den Jah-
2017 bis 2019 (eigene Darstellung). Die Kartoffeln wurden 2019 nicht ausgewertet, da
nachgeführter PV-Module, welche die Fläche aufgrund der ungünstigen versuchsbedingten Fruchtfolge (drei Sommerungen
mittels intelligenter Steuerung unter nacheinander) zu verunkrautet war.
230Natur und Umwelt
Abb. 2: Erhöhte Landnutzungseffizienz (=LER) durch Agri-PV
© HappyPicuteres/ shutterstock.com
* Hier anhand des Beispiels des Versuchs in Heggelbach im Jahr 2018, bei welchen der Kartoffelertrag unter der Anlage im Vergleich zur
Referenzfläche um rund zwölf Prozent (abzüglich acht Prozent Flächenverlust) gesteigert werden konnte.17
also um 56 bis 87 Prozent gesteigert werden (Abb. 2).18 Maßnahmen zur Verminderung von Bodenerosion
Obwohl die APV damit als vielversprechender Ansatz stellt. Als landwirtschaftlicher Mindestertrag wird
zur Verminderung von Flächenverlusten betrachtet dabei das Erreichen von 66 Prozent eines definierten
werden kann, offenbart sich hierbei zugleich auch das Referenzertrags festgelegt.
eigentliche Dilemma der richtigen Bezugsgröße: Bis zu Obwohl die DIN SPEC einen ersten wichtigen
welchem Grad kann die Flächenproduktivität als vor- Grundstein für eine einheitliche Definition der APV
rangigstes Ziel erachtet werden und bis zu welchem Maß legt, bedarf diese in Teilen noch einer weiteren Nach-
werden landwirtschaftliche Ertragsverluste in Kauf ge- schärfung und einer deutlicheren Abgrenzung von
nommen, die rein ökonomisch betrachtet immer den herkömmlichen Freiflächen-PV-Anlagen, was insbe-
per se wertvolleren Stromerträgen gegenüberstehen? sondere bei Anlagen der Kategorie II und hier vor al-
lem auf Grünlandstandorten als fragwürdig erscheint.
Klassifizierung von APV-Anlagen Eine solche Abgrenzung ist zwingend erforderlich,
um einen möglichen Missbrauch mit einem vorge-
Der Klassifizierung von APV-Anlagen widmet sich schobenen landwirtschaftlichen Nutzen vorzubeugen.
auch die jüngst erschienene DIN SPEC 91434, welche Dies gilt umso mehr für den Fall, dass APV-Anlagen
als eine Art Vornorm den Grundstein für die einheit- zukünftig zusätzlich gefördert und zugleich die ge-
liche Klassifizierung von APV-Anlagen und deren An- setzlichen Hürden für deren Installation auf landwirt-
wendungsbereich zu legen versucht.19 In dieser wird schaftlichen Flächen abgebaut werden sollten.
die APV als »kombinierte Nutzung ein und derselben
Landfläche für landwirtschaftliche Produktion als Die richtigen Rahmenbedingungen schaffen
Hauptnutzung und für Stromproduktion mittels einer
PV-Anlage als Sekundärnutzung« beschrieben. Dabei Nach aktuellem Stand bekommen Anlagen wie die
werden APV-Anlagen in die Kategorien I (aufgestän- APV-Pilotanlage in Heggelbach keine Förderung
derte Anlagen mit lichter Höhe) und II (bodennah auf- nach dem Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG), da sie
geständerte Anlagen) eingeteilt. Erstere müssen dabei nur unter bestimmten Bedingungen auf Ackerflächen
gemäß der DIN SPEC eine lichte Höhe von mindes- realisiert werden können und auch hochskaliert den
tens 2,10 Meter aufweisen und maximal zehn Prozent deutlich günstigeren Freiflächen-PV-Anlagen im Aus-
der Fläche beanspruchen. Letztere sind vergleichbar schreibungsmechanismus unterlegen wären. Folglich
mit herkömmlichen Freiflächen-Photovoltaikanlagen, ist der Betrieb einer entsprechenden Anlage nur bei ei-
wobei maximal 15 Prozent der Fläche für die PV-Kon- nem entsprechenden Eigenverbrauchsanteil wirtschaft-
struktion beansprucht werden dürfen und vice versa lich umzusetzen. Zugleich wird die Installation einer
mindestens 85 Prozent der Fläche zur landwirtschaft- APV-Anlage bisweilen als Baumaßnahme gewertet,
lichen Nutzung zur Verfügung stehen müssen.20 sodass die projektierte Ackerfläche zunächst als Son-
Neben Anforderungen an die technische Beschaf- dergebiet ausgewiesen werden muss. Abgesehen von
fenheit von APV-Anlagen, werden zugleich Voraus- den rechtlichen Hürden und entstehenden Auflagen
setzungen an die landwirtschaftliche Nutzbarkeit beim Bauen im Außenbereich hat dies zur Folge, dass
gestellt. Grundlage soll hierbei ein umfassendes land- trotz einer Weiterführung der landwirtschaftlichen
wirtschaftliches Nutzungskonzept bilden, das vor der Tätigkeit der Ackerstatus und folglich auch die Beihil-
Genehmigung einer Anlage vorgelegt werden muss fefähigkeit für EU-Agrarsubventionen verloren geht.
und verschiedene Grundanforderungen wie z. B. die Als erster Schritt zur Förderung der APV ist mit der
Rückbaubarkeit der Anlage sowie der Ergreifung von Novellierung des EEG im Jahr 2021 durch eine An-
231Der kritische Agrarbericht 2022
Abb. 3: Mögliche Geschäftsmodelle und Konstellationen für Installation und Betrieb einer APV-Anlage.21
Geschäftsmodell Funktion
Bereitstellung Fläche Landwirtschaftliche Bereitstellung Betrieb PV-System
Bewirtschaftung PV-System
1. Basisfall Landwirtschaftsbetrieb
2. Externes Landeigentum Landeigentümer:innen Landwirtschaftsbetrieb
3. Externes PV-Investment Landwirtschaftsbetrieb PV-Investor:in Landwirtschaftsbetrieb
4. Nur Bewirtschaftung
Landeigentümer:innen Landwirtschaftsbetrieb PV-Investor:in Landwirtschaftsbetrieb
und Betrieb
5. Nur Bewirtschaftung Landeigentümer:innen Landwirtschaftsbetrieb PV-Investor:in PV-Betreiber:in
passung der Innovationsausschreibungsverordnung ziell günstigeren und einfacher zu realisierenden An-
(InnAusV) mit einem Gesamtvolumen von 150 Mega- lagentypen. Während die EEG-Ausschreibungen vor
wattpeak (MWp) erstmalig eine gemeinsame Sonder- allem auf wettbewerbsfähige, hochskalierte Investoren-
ausschreibung für PV-Überdachungen auf Parkplät- projekte abzielen werden, ermöglicht die im Jahr 2020
zen, schwimmende PV-Anlagen und APV-Anlagen veröffentlichte Richtlinie zur Förderung der Energie-
vorgesehen.22 Am 1. Oktober 2021 hat die Bundesnetz- effizienz und CO2-Einsparung in Landwirtschaft und
agentur die Anforderungen an im Rahmen der Inn- Gartenbau auch die Förderung kleinerer hofeigener
AusV geförderte APV-Anlagen festgelegt.23 Demnach Photovoltaikanlagen. Berücksichtigt ist dabei auch die
sind diese auf Acker- und Dauerkulturflächen förder- »Agrophotovoltaik, die zu keinem Verlust oder einer
fähig, wohingegen Dauergrünland und Dauerweide- wesentlichen Einschränkung der landwirtschaftlichen
flächen ausgenommen sind. In der Spezifizierung der Bewirtschaftung« führt.24 Weiterhin unberührt von
Anforderungen an die APV richtet sich die Bundes- diesen Fördermaßnahmen bleibt der Verlust der Bei-
netzagentur nach den Ausführungen der DIN SPEC hilfefähigkeit für EU-Agrarsubventionen von mit APV
91434, wobei eine Weiterführung der landwirtschaft- überbauten landwirtschaftlichen Nutzflächen.
lichen Tätigkeit durch externe Sachverständige nach-
gewiesen werden soll. Ausblick
Wie bereits obenstehend ausgeführt, bleibt dabei
fraglich, inwiefern diese Kriterien für eine eindeutige In Anbetracht der Zielsetzung zum Ausbau der erneu-
Abgrenzung von modifizierten Freiflächenanlagen erbaren Energien kann die APV durch eine Vermin-
ausreichend sein werden. Zugleich konkurrieren sie im derung der Flächenverluste bei gleichzeitiger Sicher-
Rahmen der Ausschreibungen der InnAusV mit poten- stellung der Nahrungsmittelproduktion insbesondere
Folgerungen & Forderungen
■ Beim Ausbau der erneuerbaren Energien sollte der chend klaren und strikten Kriterien im Hinblick auf den
Fokus zunächst auf der Nutzung vorhandener Poten- Erhalt der landwirtschaftlichen Tätigkeit.
ziale (z. B. Parkplätze, Dachflächen etc.) liegen, bevor ■ Die faire Beteiligung der landwirtschaftlichen Betriebe,
zusätzliche landwirtschaftliche Nutzflächen für diese z. B. durch eine entsprechende Entlohnung oder Gewinn-
erschlossen werden. beteiligung oder auch durch gezielte Förderung hof
■ Da eine solche Erschließung zum Erreichen der Ziele eigener Kleinanlagen, ist zwingend erforderlich, um
unausweichlich erscheint, sollten hierbei Agri-PV- möglichen Interessenkonflikten und potenziell steigen-
Anlagen bevorzugt werden, welche einen Erhalt der den Pachtpreisen entgegenzuwirken.
landwirtschaftlichen Produktion ermöglichen und zu ■ APV-Anlagen sollten für die landwirtschaftliche
einer effektiveren Landnutzung beitragen können. Nutzung technisch weiter optimiert werden unter
■ Auf benachteiligten Standorten (z. B. mit schlechten Berücksichtigung kulturspezifischer Anforderungen mit
Bodengüten) können herkömmliche Freiflächenanlagen angepassten Beschattungszyklen und der Kopplung
unter Umständen eine sinnvolle Alternative darstellen. mit intelligenten Bewässerungssystemen, insbesondere
■ Erforderlich ist eine klare Abgrenzung der Agri-PV zu im Dauerkulturbereich.
herkömmlichen Freiflächen-PV-Anlagen mit entspre-
232Natur und Umwelt
auf landwirtschaftlichen Flächen eine sinnvolle Alter- weiter steigender Pachtpreise bei zugleich erschwer-
native zu herkömmlichen Freiflächen-Photovoltaik- ten Anbaubedingungen werden. Den Idealfall stellen
anlagen darstellen und damit als Teil einer Gesamt- hierbei kleinere, betriebsgeführte APV-Anlagen dar,
lösung zum Erreichen der Ziele beitragen. Das größte welche vor allem für kleine und/oder wirtschaftlich
Potenzial der APV ist nach aktuellem Kenntnisstand gefährdete Betriebe zu einer Einkommensdiversifi-
vor allem in trockenen und heißen Regionen zu er- zierung und damit zu deren langfristigen Erhalt bei-
warten, wo auch im Hinblick auf die landwirtschaft tragen könnten, zugleich aber einer entsprechenden
liche Nutzung mögliche Synergieeffekte denkbar sind. Förderung bedürfen: ein Ansatz, der aktuell z. B. in
Inwiefern die APV im Hinblick auf den Klimawandel Südkorea verfolgt wird, wo APV-Kleinanlagen dazu
auch in gemäßigteren Klimaten zu einer Abmilderung beitragen sollen, eine betriebliche Altersvorsorge zu
von Wetterextremen beitragen kann und dadurch bieten und das Höfesterben zu vermindern.25
insbesondere im Sonderkulturbereich an Bedeutung Das wahrscheinlichere Szenario bleiben jedoch grö-
gewinnen wird, bleibt dabei fraglich und weitere Ver- ßere und wirtschaftlich wettbewerbsfähige APV-An-
suchsergebnisse sind abzuwarten. lagen, welche durch Investoren finanziert und externe
Als weitere Voraussetzung für eine Einführung der Dienstleister betrieben werden und sich in Anbetracht
APV bedarf es einer klaren Begriffsdefinition sowie der Flächenverfügbarkeit und -eignung vor allem auf
einer Festlegung von Mindeststandards, die diese im den Nordosten der Bundesrepublik konzentrieren
Hinblick auf die landwirtschaftliche Produktion erfül- dürften. Hierbei würde der landwirtschaftliche Betrieb
len muss. Nur so kann auch eine gesonderte Förde- im Idealfall zum Verpächter und/oder schlimmsten-
rung der im Vergleich zur herkömmlichen PV teure- falls zum reinen Dienstleiter für die Bewirtschaftung
ren Technik ermöglicht werden, ohne zugleich Gefahr unter der Anlage.
zu laufen, das Entstehen von Pseudo-APV-Anlagen zu Folglich wird es in den kommenden Jahren an der
fördern, welche primär auf eine maximierte Strom- Politik sein, den Weg für eine Einführung der Agri-PV
produktion auf landwirtschaftlichen Flächen abzielen. weiter zu ebnen und zugleich die Voraussetzungen zu
Zugleich bedarf es geeigneter Finanzierungsmodelle schaffen, dass diese zum Erfolgsmodell für Energie-
(Abb. 3), welche auch eine Beteiligung der landwirt- wende und Strukturwandel werden kann und nicht
schaftlichen Betriebe gewährleisten, sodass diese zu zu einer weiteren Verschärfung des Landnutzungs
den APV-Profiteuren und nicht zu den Leidtragenden konflikts beiträgt.
»Rentabel nur bei hohem Eigenstromverbrauch«
Fragen an Florian Reyer zu ersten Erfahrungen mit einer APV-Anlage
auf der Hofgemeinschaft Heggelbach
Wie hat sich die APV-Technik aus Sicht Ihres Betriebes serverteilung. Die Ertragseinbußen sind nicht von
bewährt? Welche Einschränkungen haben sich bei der der Hand zu weisen, wobei sich in unserem Fall der
Bewirtschaftung ergeben und wie sehen Sie die landwirt- Vorteil ergibt, dass ein Großteil des erzeugten Stroms
schaftlichen Ertragseinbußen? im Betrieb genutzt werden kann, was den Ertrags
Grundsätzlich haben wir uns sehr schnell an die An- verlusten gegenübersteht.
lage und die Arbeit darunter gewöhnt. Die Einschrän-
kungen bei der Arbeit halten sich in Grenzen und Wie haben Sie die APV-Anlage in Ihren Betrieb integriert?
könnten bei auf die Fläche optimierten Anlagen noch Wir versuchen unsere normale Fruchtfolge unter der
geringer sein. Grundsätzlich gilt, dass entlang der Anlage anzubauen und die Fläche wie unsere anderen
Anlage vorsichtiger und langsamer gefahren werden Flächen zu behandeln, was bisher gut gelingt. Durch
muss, wobei die Verwendung von GPS-Lenksystemen die Lagerung, Aufbereitung und Verarbeitung von
nur sehr eingeschränkt möglich ist, da der Empfang Gemüse haben wir einen hohen Energieverbrauch,
durch die Konstruktion gestört wird. Zudem müssen sodass 60 Prozent des erzeugten Stroms im Betrieb
die Abstände der Pfosten zu allen Arbeitsbreiten der direkt verbraucht werden. Über einen Batteriespei-
Bearbeitungsgeräte auf dem Hof passen, um die Flä- cher und ein sich ständig weiterentwickelndes Strom-
che zwischen den Pfosten möglichst effizient zu nut- nutzungskonzept versuchen wir den Eigenstrom
zen und Flächenverluste zu minimieren. Als größten verbrauch weiter zu erhöhen. Das ist vor allem des-
Nachteil unserer Anlage sehe ich die schlechte Was- halb notwendig, weil wir für den mit der APV-Anlage
233Der kritische Agrarbericht 2022
erzeugten Strom keine Einspeisevergütung erhalten, Wunsch wären viele kleine, dezentrale an die jewei-
wodurch die Stromerzeugung ohne entsprechenden ligen Höfe angepasste Anlagen mit Schwerpunkt auf
Eigenstrombedarf nicht wirtschaftlich wäre. Zusatznutzen wie z. B. im Obstbau. Realistisch werden
wir vermutlich sehr viele Großanlagen von Investoren
Wie schätzen Sie den Nutzen für Betriebe ein, die eine auf bestem Ackerland sehen, die mehr Freiflächen- als
deutlich niedrigere Eigenstromverbrauchsrate haben? Agri-PV sind. Mein Bild vor dem Hintergrund des Flä-
Deutlich schwieriger. Hier bräuchte es andere Konzepte chenverbrauchs und der Degradierung landwirtschaft-
der Stromvermarktung, Nutzung etc. Mit dem Börsen- licher Flächen wäre der klare Fokus beim Ausbau auf
preis kann eine solche Anlage nicht umgesetzt werden. bereits überbauter Fläche (Straßen, Parkplätze etc.)!
Wären die Investitionskosten für Ihren Betrieb zu stem- Die Fragen stellte Axel Weselek.
men gewesen?
Mit den Entwicklungskosten und den schwierigen
Antragsverfahren sicherlich nicht. Sollten die Kosten
für den Bau einer APV-Anlage zukünftig tatsächlich Florian Reyer
im Bereich kleinerer Dachanlagen liegen, wäre es Seit 2008 Landwirt bei der Hofgemeinschaft
sicher realistischer. Heggelbach und verantwortlich für die
Ber eiche Gemüseanbau, Fruchtfolge, Energie-
erzeugung, Agri-PV und Gemüseverarbeitung.
Wo sehen Sie die APV in zehn Jahren? Wunsch und Rea-
listisch. florian.reyer@heggelbachhof.de
Anmerkungen 14 ISE (siehe Anm. 12).
1 Fachagentur für nachwachsende Rohstoffe: Basisdaten nach- 15 B. Valle et al.: Increasing the total productivity of a land by com-
wachsende Rohstoffe (https://mediathek.fnr.de/grafiken/daten- bining mobile photovoltaic panels and food crops. In: Applied
und-fakten/landwirtschaft/flachennutzung-in-deutschland.html). Energy 206 (2017), pp. 1495–1507. DOI: 10.1016/j.apenergy.
2 Bundesumweltamt: Siedlungs- und Verkehrsfläche (www. 2017.09.113.
umweltbundesamt.de). 16 M. Trommsdorff et al.: Combining food and energy production:
3 T. Tröndle: Supply-side options to reduce land requirements of Design of an agrivoltaic system applied in arable and vegetab-
fully renewable electricity in Europe. In: PLoS ONE 15/8 (2020), le farming in Germany. In: Renewable and Sustainable Energy
e0236958. DOI: 10.1371/journal.pone.0236958. Reviews 140 (2021), 110694. DOI: 10.1016/j.rser.2020.110694.
4 A. Goetzberger und A. Zastrow: Kartoffeln unter dem Kollektor. 17 Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme (ISE): Agri-Photo-
In: Sonnenenergie 1981, S. 19-22. voltaik: Chance für die Landwirtschaft und Energiewende. Ein
5 A. Weselek et al.: Agrivoltaic system impacts on microclimate Leitfaden für Deutschland. Freiburg 2020, S. 14.
and yield of different crops within an organic crop rotation in a 18 Ebd.
temperate climate. In: Agronomy for Sustainable Development 19 Deutsches Institut für Normung e. V. (DIN): Agri-Photovoltaik-
41/59 (2021). DOI: 10.1007/s13593-021-00714-y. Anlagen. Anforderungen an die landwirtschaftliche Haupt
6 Die folgenden Informationen sind entnommen der Website der nutzung. DIN SPEC 91434:2021-05.
Hofgemeinschaft (https://hofgemeinschaft-heggelbach.de/ 20 Ebd.
energie). 21 Ebd., S. 25.
7 Ebd. und A. Weselek et al.: Effects on crop development, yields 22 S. Schindele: Feldfrüchte und Strom von Agrarflächen: Was ist
and chemical composition of celeriac (Apium graveolens L. Agri-Photovoltaik und was kann sie leisten? In: GAIA 30/2 (2021),
var. rapaceum) cultivated underneath an agrivoltaic system. In: pp. 87-95. DOI: 10.14512/gaia.30.2.6.
Agronomy 11/733 (2021). DOI: 10.3390/agronomy11040733. 23 Bundesnetzagentur: Festlegung der Anforderungen besonderer
8 Weselek et al. (siehe Anm. 6). Solaranlagen. 1. Oktober 2021.
9 Weselek et al. (siehe Anm. 7). 24 Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft: Richtlinie
10 S. Amaducci, X. Yin and M. Colauzzi: Agrivoltaic systems to opti- zur Förderung der Energieeffizienz und CO 2-Einsparung in
mise land use for electric energy production. In: Applied Ener- Landwirtschaft und Gartenbau. Teil A – Landwirtschaftliche
gy 220 (2018), pp. 545–561. DOI: 10.1016/j.apenergy.2018.03.081. Erzeugung, Wissenstransfer vom 18. September 2020, S. 12.
11 H. Marrou et al.: Productivity and radiation use efficiency of 25 ISE (siehe Anm. 17).
l ettuces grown in the partial shade of photovoltaic panels. In:
European Journal of Agronomy 44 (2013), pp. 54–66. DOI:
10.1016/j.eja.2012.08.003. – H. Marrou, L. Dufour and J. Wery:
How does a shelter of solar panels influence water flows in a
soil–crop system? In: European Journal of Agronomy 50 (2013),
pp. 38–51. DOI: 10.1016/j.eja.2013.05.004. Axel Weselek
12 »Fraunhofer ISE. Erste Agri-PV-Anlage für CO2-neutralen Obstanbau M. Sc. und Doktorand zum Thema Agri-
im Test.« Pressemitteilung des Fraunhofer-Instituts für Solare Photovoltaik an der Universität Hohenheim
Energiesysteme (ISE) vom 14. September 2021. und ehemaliger wissenschaftlicher Mitarbeiter
13 Baywa r.e.: Solaranlagen tragen Früchte mit Agri-PV in den Nie- beim Projekt APV-Resola.
derlanden (www.baywa-re.com/de/cases/emea/solaranlagen-
tragen-fruechte-mit-agri-pv-in-den-niederlanden). a.weselek@uni-hohenheim.de
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