Agri-PV-Versuchsanlage in der Bodenseeregion. Foto: Fraunhofer ISE
BUNDzeit: Herr Hörnle, wie definieren Sie Agri-PV?
Oliver Hörnle: Agri-PV ist die Kombination von Landwirtschaft und Photovoltaik auf ein und derselben Fläche. Dass Agri vorne steht, ist Absicht. Wir sehen Agri-PV nicht nur als Chance, Flächenkonkurrenzen zu lösen und die Flächenkulisse für die Erneuerbaren zu vergrößern, sondern vor allem um Pflanzen resilienter gegenüber den Folgen des Klimawandels zu machen. Wir gehen davon aus, dass manche heimischen Kulturen innerhalb der nächsten zehn Jahren in Deutschland nicht mehr ohne künstliche Verschattung angebaut werden können.
Was sind die wichtigsten Typen von Agri-PV?
Wir unterscheiden zwischen hoch- und niedrigaufgeständerten Systemen über und unter 2,10 Meter. Einmal wird unter den Modulen, das andere Mal zwischen den Modulen gewirtschaftet. Dann kann mit beweglichen oder statischen Modulen gearbeitet werden. Ein wichtiger Unterschied ist, ob die Module vollverschattend oder semi-transparent sind; bei manchen ist der Glasanteil höher. Das braucht man etwa, wenn man Plastikelemente wie Hagelschutznetze oder Folien beim Obst- oder Beerenanbau durch Photovoltaik ersetzt. Wobei die Netze nicht nur dem Hagelschutz dienen, sondern zunehmend auch der Verschattung.
Welche Kulturen sind besonders gut für Agri-PV geeignet?
Grundsätzlich alle, bei Schattenpflanzen wie Beeren und Obst ist die Synergie höher, also bei Pflanzen, die ohnehin einen mechanischen Pflanzenschutz brauchen. Wir machen jetzt ein Pilotprojekt mit Kirschen, die bisher komplett eingenetzt und mit Folie bedeckt werden. Indem wir diesen Schutz durch PV-Module ersetzen, können wir substanziell Fungizide einsparen, weil unter den Modulen weniger Feuchte herrscht als unter Netzen. Man kann auch Regenwassermanagement einbauen: Die Module fangen Wasser auf, das man dank PV-Strom zirkulieren lässt; das alte Gießwasser wird gefiltert, um den Nitrateintrag durch Düngemittel im Boden zu verhindern. Und es gibt Standorte, die deutlich trockener werden, aber gute Böden haben. Hier kann Agri-PV helfen.
Ist Agri-PV eher für Pflanzen gut, die Bewässerung brauchen, oder funktioniert auch Regenfeldbau?
Beides. Wir haben auch Versuchsfelder ohne Bewässerung und untersuchen gerade die Wasserverteilung nicht nur in der Breite, sondern auch in der Tiefe. Wir haben gesehen, dass mehrjährige Sonderkulturen ihre Wurzeln in Richtung Abtropfkante ausrichten. Das ist ein Vorteil, weil Sommerniederschläge, die normalerweise verdunsten, bevor sie der Pflanze zur Verfügung stehen, über die Module gesammelt wurden und zentriert dort runterkamen, wo die Pflanze ihre Wurzeln ausgerichtet hat.
Wie verändert sich der landwirtschaftliche Ertrag mit Agri-PV?
Bei unserem Pilotprojekt in Heggelbach in der Bodenseeregion hatten wir sehr unterschiedliche Ertragsdaten. Im ersten Projektjahr 2017 war es schattig und feucht, der potenzielle Nutzen der Agri-PV hielt sich in Grenzen, es gab Ertragsverluste im kleinen Rahmen. Im heißen und sonnenreichen Jahr 2018 gab es bei Winterweizen, Kartoffeln, Sellerie und vielen anderen Kulturen Ertragssteigerungen. Gleichzeitig hatten wir 83 Prozent des Stromertrags, den eine herkömmliche Freiflächen-PV-Anlage auf gleicher Fläche gehabt hätte. In Afrika, wo wir Projekte etwa in Mali und Gambia begleiten, stellen wir massive Effekte fest. Dort sahen wir degenerierte Böden, die erst durch die Agri-PV-Anlage wieder nutzbar wurden.
Wie kann Agri-PV helfen, die Ausbauziele der Erneuerbaren zu erreichen, also 80 Prozent bei der Stromproduktion bis 2030?
Wollte man die kompletten PV-Ausbauziele über Agri-PV realisieren, bräuchte man etwa vier Prozent der bundesweit 16 Millionen Hektar landwirtschaftliche Nutzfläche. Das wäre aber nicht sinnvoll, es gibt schließlich auch viel versiegelte Fläche, Lärmschutzwände und Dächer für PV-Anlagen. Man könnte aber sagen, man deckt ein Viertel des Zubaus mit Agri-PV, dann wäre man nur noch bei einem Prozent der landwirtschaftlichen Nutzfläche. Dann stellt sich die Frage: Auf welchen Agrarflächen sind die Synergieeffekte am größten? Wo ist das Stromnetz noch nicht ausgelastet? Es kann auch weiche Faktoren geben, etwa die Möglichkeit, mit Agri-PV die Energiewende gesellschaftlich akzeptierter zu machen.
Akzeptanz durch Menschen ist das eine, Akzeptanz durch Wildtiere das andere. Welche Erkenntnisse haben Sie dazu?
Wir haben noch nicht die Wissenslage, die wir gern hätten. Meinem persönlichen Eindruck nach kommen zum Beispiel Rotmilane und Bussarde mit den Anlagen gut zurecht. Ich sehe sie häufig darauf sitzen und von dort aus jagen. Es wurden schon Vogelnester unter den Modulen und auf den Wechselrichtern gebaut, weil es dort schön warm wird. Die Vögel lernen und machen sich die Systeme zunutze. Wie genau aber Insekten darauf reagieren, können wir noch nicht sagen.
Wo steht Deutschland im internationalen Vergleich?
Wir sind das Land mit der Erstdokumentation von Agri-PV und wir haben die ersten Analysen und Potenzialabschätzungen gemacht. Bei der Umsetzung ist aber Asien führend. Mit über 10 GW Leistung stehen mit Abstand die meisten installierten Anlagen in China. In Europa sind Italien und Frankreich führend, was die installierte Leistung angeht. Diese Länder haben ja auch sehr große Probleme mit der Dürre.
Oliver Hörnle studierte Biowissenschaften und Nachhaltiges Systemingenieurwesen, arbeitete an der Dekarbonisierung von Mehrfamilienhäusern durch PV-Wärmepumpen-Kombinationen und beschäftigt sich seit drei Jahren am Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme (ISE) mit der Umsetzung von Agri-PV-Pilotanlagen.
Das Interview führte Sebastian Petrich. Es erschien in der BUNDzeit 2023-3. Mehr zum Schwerpunktthema Solarenergie:
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