Deutsche Solarziele ließen sich allein durch Agri-Photovoltaik decken

Neue Analyse von Fraunhofer ISE zeigt immenses ungenutztes Potenzial auf. Die Kombination von Energieerzeugung und Landwirtschaft bietet noch weitere Vorteile.

Bis 2045 will Deutschland klimaneutral werden. Einen wichtigen Beitrag soll der Ausbau von Photovoltaik leisten: Bereits bis 2040 sind 400 Gigawatt Peak (GWp) vorgesehen. Diese Maßeinheit bezeichnet die maximale Leistung von Solarmodulen unter Standardbedingungen. Installiert werden können die Anlagen nicht nur auf Dächern, Freiflächen oder Gewässern, sondern auch an Standorten, die gleichzeitig landwirtschaftlich genutzt werden.

Eine neue Analyse zeigt: Allein das Potenzial für diese sogenannte Agri-Photovoltaik übertrifft die Ausbauziele für 2040 bei weitem. Erstmals hat das Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE alle dafür nutzbaren Agrarflächen in Deutschland systematisch erfasst. Den Forschern zufolge ließen sich bereits auf den besonders geeigneten Arealen mindestens 500 GWp installieren. Insgesamt könnten die verfügbaren Flächen – je nach zugrunde gelegten Naturschutzkriterien – sogar eine Leistung von 5.600 bis 7.900 GWp ermöglichen.

Aktuell steckt der Ausbau der Agri-PV in Deutschland, aber auch andernorts noch in den Kinderschuhen. Konkrete Zahlen liegen nicht vor. 2021 sprach Fraunhofer ISE von geschätzt 14 GWp global. Mittlerweile dürften es hierzulande immer noch deutlich unter 1 GWp sein, verteilt auf verschiedene Pilotprojekte. Nach mittlerweile über 20 Jahren an weltweiter Forschung wurden allerdings Erkenntnisse gewonnen, die dem Ausbau dieser Form der Photovoltaik zugutekommen könnten.

Mehr Ernte und Schutz vor Starkregen

So kann Agri-PV bei passendem technischen Design und bei bestimmten Kulturen wie Salat, Kartoffeln oder Beeren die landwirtschaftlichen Erträge steigern. Vor allem in heißen, trockenen Regionen lassen sich durch die Module Hitzestress und Verdunstung mildern. Neben den Auswirkungen hoher Temperaturen können Agri-PV-Anlagen Pflanzen jedoch auch vor anderen Folgen des Klimawandels wie Hagel und Starkregen schützen. Kürzlich zeigte eine großangelegte Studie sogar, dass es positive Effekte auf die Artenvielfalt gibt (wir berichteten). Nicht unerwähnt sollte die Diversifizierung der Einkommensquellen für Landwirte durch die Stromgewinnung bleiben.

Zusätzlich steigert die doppelte Nutzung für Energieerzeugung und Landwirtschaft potenziell die Zustimmung für Agri-PV, weil verglichen mit reinen Solarparks deutlich weniger Flächen für die Nahrungsmittelerzeugung verloren gehen. Die soziale Akzeptanz ist laut Fraunhofer ISE auch ein entscheidender Faktor für den Markthochlauf dieses Konzepts, neben ausreichenden Anschlüssen ans Stromnetz, adäquater Förderung und schnellen Genehmigungsprozessen.

Nicht zuletzt spielt beim Ausbau die Rohstoffverfügbarkeit eine Rolle. Wie im gesamten Solarmarkt dominieren bei Agri-PV sogenannte Dickschicht-Module auf Basis von Silizium. Alternative Konzepte wie organische oder Dünnschicht-Photovoltaik aus Cadmium-Tellurid oder Kupfer-Indium-Diselenid bieten laut Fraunhofer ISE Vorteile wie Flexibilität und geringeres Gewicht, dafür ist der Wirkungsgrad bislang geringer. In jedem Fall dominiert China die Wertschöpfungskette, sowohl bei der Produktion von Solarzellen und Vorprodukten als auch der notwendigen Rohstoffe wie Polysilizium und Indium. Die damit einhergehende geopolitische Abhängigkeit wird von Branchenverbänden wie der Internationalen Agentur für Erneuerbare Energien (IRENA) wiederholt thematisiert.  

Photo: Fraunhofer ISE