Agrarwende beschleunigen durch Photovoltaik in der Landwirtschaft

Nahrungsmittelanbau - Naturschutz - Ökologie und Energiewende verbinden

Landwirtschaft und Photovoltaik verbinden Lebensmittelproduktion und Ökostromherstellung
Bifaziale Module in Ost-West-Ausrichtung bei gleichzeitiger Nahrungsproduktion

Eine Doppelnutzung von Photovoltaik auf landwirtschaftlich genutzten Flächen unterstützt die Energiewende, sorgt für mehr Ökologie und hilft, kommunale und nationale Klimaziele früher zu erreichen.
Der Anteil an erneuerbar produziertem Strom steigt, ohne die Landwirtschaft zu stören oder gar zu verhindern. Forschungsergebnisse belegen positive Auswirkungen auf Ernteerträge, Artenschutz und Photovoltaikertrag. Auch technische und artenschutzspezifische Aspekte sowie die Marktwirtschaftlichkeit der Doppelnutzung sind ebenfalls dokumentiert.

Zur Definition von landwirtschaftlichen Photovoltaik-Freiflächenanlagen finden sich in den Fachmedien verschiedene Abkürzungen:

APV Agrarphotovoltaik
PV-FFA Photovoltaik-Anlagen auf Freiflächen
Agri-PVfür engl. “Agriculture” Agri-Photovoltaik
Agrar-PV Agrar-Photovoltaik
Agro-PVfür griechisch  “Agrós” (Feld/Acker) Agro-Photovoltaik

APV-Potentiale

APV ist ein zentraler Baustein für die deutsche /europäische Energie- und Agrarwende. Die Äcker und deren Ränder werden doppelt genutzt.
In China stehen bereits APV-Anlagen mit einer Gesamtleistung von 1,9 GW.

Hauptvorteile

Pflanzen und Tiere haben Schutz vor direkter Sonneneinstrahlung. Die Bodenfeuchte wird im Sommer besser gehalten. Die zusätzliche Verdunstung kühlt auch die Photovoltaik-Module. Diese Effizienzsteigerung wiederum erzeugt mehr Strom pro Modul.
Gerade kleinere landwirtschaftliche Betriebe kämpfen oft um die wirtschaftliche Existenz. Zusätzliche Einnahme aus der dezentralen Photovoltaik und Nutzung von selbst erzeugtem Strom stärken gerade kleinere Betriebe. Auch Pächter oder Grundstücksbesitzer sowie Kommunen, kämpfen oft um jeden zusätzlichen Euro. Denn Agrarförderungen und Verkaufserlöse sind kein langfristig planbarer Umsatz.
Bürgerenergiegemeinschaften können zusammen mit Raiffeisengenossenschaften größere Anlagen betreiben, was für eine dezentrale Energiewende von beachtlicher Bedeutung ist.
Durch Viehbeweidung, Reduktion von künstlichen Düngemitteln, Schonung der Ressource Wasser, Rückkehr zu einem ökologischen Gleichgewicht und unbehandelten Blühstreifen erholt sich der Boden. Gleichzeitig verbessert sich das Mikroklima, da verschwundene Pflanzen und Tiere wieder zurückkommen.

Technik

Bei der Flächenbefestigung wird unterschieden zwischen Anlagen, die fest auf eine Himmelsrichtung installiert sind und Systemen, die sich mit Motoren immer zu der optimalen Sonneneinstrahlung hin ausrichten.

Dachanlagen über dem Acker

Photovoltaikanlagen werden so hoch installiert, dass landwirtschaftliche Fahrzeuge unter ihnen hindurch fahren können. Das Verhältnis der Fläche der Module zur Freifläche und durch ihre Materialauswahl legt den Beschattungsgrad der Agrarfläche fest.
Beste Ergebnisse aus den Forschungs- und Pilotanlagen gab es im Himbeeranbau. Besonders für Wein, Obst, Kartoffeln, Winterweizen, Sellerie, Hopfen, Salat und Kleegras liegen belastbare Ergebnisse mit teilweise höheren Ernteerträge vor. Die Kulturen Gerste, Raps oder Kohl zeigten weniger zusätzliches Wachstum.

Doppelseitige Module (bifazial)
Auf beiden Seiten der Module sind Solarzellen angebracht. Im Gegensatz zu klassischen Modulen mit Südausrichtung erzielen die beidseitig belegten Module in der Summe mehr Solarstrom. Die waagerechte Installation muss dann aber in Ost-West-Ausrichtung erfolgen.
Dies ermöglicht neue Anwendungspotentiale auf bisher nicht nutzbaren Flächen. So werden erste Anlagen als Solarzaun an Feldwegen, als Weidezaun oder als Hühnerauslaufbegrenzung eingesetzt.

APV-Weidezaun - Auslaufbegrenzung für Hühner, Schweine oder andere Stalltiere
Hühnerauslauf im Photovoltaikzaun

Besonders waagerecht aufgestellten Module im Abstand von maximal 25 Meter ermöglichen die Durchfahrt von landwirtschaftlichen Fahrzeugen mit entsprechenden Auslegertechniken. Auch Erntefahrzeuge mit einem parallel fahrenden Ernteaufnahmewagen haben lediglich die Schwierigkeit, den notwendigen Sichtkontakt zum Mähfahrzeug zu halten.

Finanzierung

Für landwirtschaftlichen Betrieben und Liegenschaftsverwaltungen stehen neben eigenen Investitionsmitteln weitere finanzielle Potentiale bereit.
Bürgerenergiegemeinschaften / Raiffeisengenossenschaften agieren entweder als Beteiligungspartner mit Ökostromanbietern oder finanzieren die Anlagen selbst. Bei Dachanlagen werden jetzt schon attraktive Pachtzahlungen gezahlt.
Zusätzlich können Anlagen auch über Crowdfunding-Kampagnen oder Leasing finanziert werden. Eventuell kommen auch Kompensationsgeschäfte in Frage, beispielsweise landwirtschaftliche Produkte im Tausch gegen Stromgutschriften.

Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG)
Eine Einspeisevergütung für PV-Anlagen wird nach dem EEG bis zehn Megawatt gewährt, sofern sie auf einer förderfähigen Freifläche errichtet worden ist.
Flächen längs von Autobahnen oder Schienenwegen in einer Entfernung bis zu 110 Meter, nach der EEG-Novelle über 200 m, sind nach dem EEG förderfähig. Diese Flächen sind meist auch Feldwege, Grünstreifen oder Hecken (auf Hängen). Die genaue Definition muss in einem Bebauungsplan der zuständigen Gemeinde/Kommune festgestellt werden.
Weiterhin besteht eine EEG-Förderungsmöglichkeit, wenn Ackerland und Grünland in einem benachteiligten Gebiet gemäß Richtlinie 86/465/EWG liegen und von den Bundesländern zur PV-Nutzung freigegeben wurden.
Für die EEG-Novelle verschoben die Bundestag-Koalitionsparteien von CDU / CSU / SPD 16 relevante Punkte für die Energiewende in einem Entschließungsantrag. Diese soll im Frühjahr 2021 in geltendes Recht umgesetzt sein. Es ist daher nicht ausgeschlossen, dass APV bessere EEG-Förderungsangebote erhalten.

Förderungen
Eine Einspeisevergütung für PV-Anlagen wird nach dem EEG bis zehn Megawatt gewährt, sofern sie auf einer förderfähigen Freifläche errichtet worden ist. Hierfür haben einige Bundesländer rechtliche Rahmenbedingungen geschaffen. Für gleichzeitiger AVP besteht aktuell ein von der Bundesregierung ausgesprochenes Doppelförderverbot.
Durch freie Finanzierungsmodelle (PPA) realisieren Ökostromanbieter Projekte, die ohne EEG auskommen.
Im Leitfaden für AVP vom Fraunhofer-Institut sind die verschiedenen Techniken und Handlungsmöglichkeiten aufgeführt. Dort wird auch beschrieben, dass APV heute schon ohne Änderungen der Gesetze möglich sein kann, wenn man den Behörden die überwiegende landwirtschaftliche Nutzung verdeutlichen kann.

Politik

Bisher ging die Politik davon aus, dass Photovoltaikmodule nur auf dem Boden installiert werden und damit landwirtschaftliche Flächennutzung nicht möglich ist. Daher besteht noch ein Doppelförderverbot für gleichzeitige Photovoltaik-Förderung und Subventionen für Landwirtschaft.
APV ermöglicht nun aber den gleichzeitigen Betrieb von Photovoltaikanlagen, ohne den landwirtschaftlichen Ertrag zu gefährden.
Die Landwirtschaftsminister der Länder sind aufgerufen, das Doppelförderverbot von EU-Subventionen und APV-Einnahmen aufzuheben.
Das Bundes-Landwirtschaftsministerium könnte auch ein Ackerförderprogramm auflegen, welches analog dem 1000-Dächerprogramm bei der Photovoltaik den großflächigen Einstieg in die APV vorbereitet.
Die 16 Bundesländer sind jetzt schon in der Lage, eigene Förderprogramme aufzulegen.
Vermutlich wird es bis zur Bundestagswahl am 26. September 2021 keine gravierenden gesetzlichen Änderungen geben. Die Parteien könnten aber neue Gesetze zum APV-Einsatz ausarbeiten, welche mit dem Regierungswechsel umgesetzt werden.
Dies könnte im Rahmen von einem Sektorkopplungsgesetz mit festen Fördersummen bei Doppelnutzung pro ha und/oder Einführung einer Technologieprämie im EEG erfolgen. Dies soll höhere Kosten für APV gegenüber „reinen” Freiflächenanlagen ohne landwirtschaftliche Nutzung ausgleichen.
Die Bundesländer sollten jetzt schon von der Länderöffnungsklausel Gebrauch machen und potentielle Flächen für EEG-Ausschreibungen (ab 750 kWp) auf benachteiligte Gebiete erweitern. Gleichzeitig müssen Auflagen und Hemmnisse für Projekte ohne staatliche Förderungen fallen.
Diese müssen so ausgelegt sein, dass optimale Synergien eintreten. Gleichzeitig sind Effizienzgewinne und betriebswirtschaftliche Erfolgsparameter zu berücksichtigen.

Rechtliche Fragen

APVs unterliegen drei grundsätzlichen Rechtsbereichen:
1. EU-Direktzahlungen/Flächenprämien (GAP, Invekos-VO)
2. Bauordnungsrecht
3. EEG.
Mehrere Urteile belegen, dass EU-Direktzahlungen bei APV gewährt werden können, wenn die Fläche weit überwiegend für landwirtschaftliche Zwecke genutzt wird.
Im Leitfaden für AVP vom Fraunhofer-Institut sind die verschiedenen Techniken und Handlungsmöglichkeiten aufgeführt. Dort wird auch beschrieben, dass APV heute schon ohne Änderungen der Gesetze möglich sein kann, wenn man den Behörden die überwiegende landwirtschaftliche Nutzung verdeutlichen kann.

Energiewende und Klimaziele erreichen

Bisher bestand die Verbindung von Landwirtschaft und Energie lediglich aus dem Anbau von Energiepflanzen, meist Mais. Sollte der Mais oder andere Pflanzen zur Beimischung von Benzin dem Lebensmittelanbau zugeführt werden, kann auf der gleichen Fläche mit Photovoltaik die Energieerträge um den Faktor 25 bis 65 gesteigert werden (siehe auch Wikipedia-Link).
Das bedeutet auch, dass sich die potentiellen Einnahmen für die Fläche mindestens um den Faktor 10 erhöhen. Durch die Eigenstromversorgung der landwirtschaftlichen Betriebe und der umliegenden Liegenschaften sinken deren Energiekosten und der CO2-Ausstoss.
Welcher Unternehmer würde diese einmalige Chance verstreichen lassen, mit einer Umstellung der Produktpalette mindestens eine drastische Umsatzsteigerung zu erreichen – bei gleichzeitiger Senkung der Kosten?
Agrar-Photovoltaik kommt in den bisherigen CO2-Reduzierungsplänen nicht vor. Daher passt APV in die notwendigen GW-Ausbauquoten für Photovoltaik und zur Integration in erfolgreiche Energiezellenkonzepte, besonders in dezentralen Strukturen. Das Ziel 100 % Erneuerbare Energien in allen Sektoren bis 2030 kommt damit in erreichbare Nähe.

Juergen Eiselt
Über Juergen Eiselt 7 Artikel
Klimaktivist von Anfang an - erste Demo gegen das Kohlekraftwerk Buschhaus Anfang der 1980er JahreAusbildung: Projektmanager für erneuerbare Energien mit kompletter EnergieberatungsausbildungBerufserfahrungen: Photovoltaikplanungen, Vertrieb und Energieberatungen vor Ort - Kommunikation: Energiefachbuchautor / Publizist - Vorträge und Präsentationen rund um Klimaschutz und erneuerbare EnergienUnterstützung von: - Scientists For Future - The Climate Reality Project (internationale Klimaschutzorganisation von Al Gore) - Fridays For Future (u.a. mit Vorträge) - bundesweit aktive Umwelt- und Klimaschutzverbände