In Zusammenarbeit mit:

Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE & Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftfoschung (ZALF)

Projekt „SynAgri-PV“ bringt Agri-Photovoltaik raus aus der Nische  

Agri-Photovoltaik Energie Landnutzung Landwirtschaft Pflanzenschutz
Agri-PV erlaubt die doppelte Nutzung von landwirtschaftlicher Fläche und somit einen ressourcenschonenden Ausbau von Photovoltaik auf fruchtbaren Flächen. © Fraunhofer ISE

Text: SYNAGRI-PV-TEAM

Landnutzungskonkurrenzen haben sich in den letzten Jahrzehnten aufgrund des wachsenden Bedarfs an Energie, Nahrung, Wasser und anderen natürlichen Ressourcen verschärft. Landnutzungsänderungen und Flächenversiegelung haben nicht nur Folgen für Klima, Ökosysteme und Artenvielfalt, sondern auch für die lokale Bevölkerung und Wirtschaft. Agri-Photovoltaik stellt eine Chance für die Landwirtschaft und Energiewende dar.

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Agri-Photovoltaik (Agri-PV) bringt Solarstromerzeugung und Landwirtschaft unter einen Hut. Eine Fläche kann so gleichzeitig der landwirtschaftlichen Nahrungs- und Futtermittelproduktion als auch der Solarstromerzeugung durch Photovoltaik dienen. Die Idee gibt es schon seit den Achtzigern.

Doch erst in den letzten Jahren hat die Umsetzung dieses Konzepts der Agri-Photovoltaik an Fahrt aufgenommen. Von der Erfindung der Technologie bis zu den heute schon bestehenden großen industriellen Anlagen hat sich die Agri-Photovoltaik stark weiterentwickelt.

Um die von der deutschen Bundesregierung gesetzten Klimaschutzziele zu erreichen, wird die Photovoltaik neben der Windkraft die wichtigste Säule der Energieversorgung sein. Der Ausbau von Freiflächenanlagen könnte dabei eine tragende Rolle spielen, wird aber auf massiven Widerstand in der Bevölkerung stoßen, denn neben der voranschreitenden Urbanisierung konkurriert so auch die Energiewende um Flächen, wie Ackerland und Wiesen. Agri-PV Systeme könnten ein Baustein sein, den Flächenkonkurrenzdruck zu verringern und den Ausbau solarer Energie bei gleichzeitigem Erhalt wertvoller Böden zu gewährleisten.
Um die von der deutschen Bundesregierung gesetzten Klimaschutzziele zu erreichen, wird die Photovoltaik neben der Windkraft die wichtigste Säule der Energieversorgung sein. Der Ausbau von Freiflächenanlagen könnte dabei eine tragende Rolle spielen, wird aber auf massiven Widerstand in der Bevölkerung stoßen, denn neben der voranschreitenden Urbanisierung konkurriert so auch die Energiewende um Flächen, wie Ackerland und Wiesen. Agri-PV Systeme könnten ein Baustein sein, den Flächenkonkurrenzdruck zu verringern und den Ausbau solarer Energie bei gleichzeitigem Erhalt wertvoller Böden zu gewährleisten. (c) Fraunhofer ISE

In den 2000er- Jahren wurden erst in Japan und dann in Deutschland und Frankreich die ersten Agri-PV-Pilotanlagen errichtet und erforscht. Japan führte 2013 das erste staatliche Förderprogramm ein und verzeichnete 2018 mehr als 1.900 Agri-PV-Anlagen. Nach Japan folgten China, Frankreich, die USA und Korea mit staatlichen Fördermaßnahmen für Agri-PV, sodass die weltweit durchschnittliche Leistung der Anlagen von 5 MWpMWpMW ist das Einheitszeichen für Megawatt und eine Maßeinheit der Leistung. 1 Megawatt entspricht 1 Million Watt.
Die Leistung P (engl.: Power) entspricht dem Energieumsatz pro Zeitspanne.
Mit p (engl.: peak) wird die Spitzenleistung einer Anlage angegeben.
im Jahr 2012 auf über 14 GWpGWpGW ist das Einheitszeichen für Gigawatt und eine Maßeinheit für die Leistung. Ein Gigawatt entspricht eine Milliarde Watt. Mit p (engl.: peak) wird die Spitzenleistung einer Anlage angegeben. im Jahr 2021 gesteigert werden konnte.

Das bisher größte Agri-PV-Projekt, in dem Goji Beeren angebaut werden, wurde in China am Rand der Wüste Gobi realisiert und wird momentan auf eine Leistung von 1 GWpGWpGW ist das Einheitszeichen für Gigawatt und eine Maßeinheit für die Leistung. Ein Gigawatt entspricht eine Milliarde Watt. Mit p (engl.: peak) wird die Spitzenleistung einer Anlage angegeben. ausgebaut.

Aktuell sind erste Anlagen in Deutschland insbesondere bei Sonderkulturen im Einsatz, etwa beim Anbau von Obst und Gemüse. Hier kann Agri-PV zusätzlich Schutz vor Hagel-, Frost- und Dürreschäden bieten.

“Agri-PV-Systeme werden für die Landwirtschaft zunehmend attraktiv, weil sie die heimische Landwirtschaft auch gegenüber dem internationalen Markt wettbewerbsfähig halten können und den Landwirtinnen und Landwirten ein zusätzliches Einkommen ermöglichen”, erklärt Max Trommsdorff, Projektleiter am Fraunhofer ISE. “Gleichzeitig kann der Ausbau der erneuerbaren Energien vorangetrieben, der Druck auf das knappe Land reduziert und die Widerstandsfähigkeit verschiedener Anbausysteme erhöht werden.”

Markthochlauf: Hürden überwinden

Trotz dieser Ausgangslage konnten bisher in Deutschland nur sehr wenige, kleine Projekte realisiert werden. Gründe hierfür liegen insbesondere in den bisherigen rechtlichen Rahmenbedingungen, darunter unzureichende Anreizsysteme und aufwändige Genehmigungsprozesse. Zudem treten Sorgen auf, etwa was die Akzeptanz der ansässigen Bevölkerung und die Landschaftsattraktivität angeht.

Das im Juli 2022 gestartete Forschungsprojekt „SynAgri-PV: Synergetische Integration der Photovoltaik in die Landwirtschaft als Beitrag zu einer erfolgreichen Energiewende – Vernetzung und Begleitung des Markthochlaufs der Agri-PV in Deutschland“ verfolgt das übergeordnete Ziel, zentrale technische, juristische, wirtschaftliche und gesellschaftliche Rahmenbedingungen und Voraussetzungen für die Etablierung der Agri-PV auf dem deutschen Markt zu beschreiben, zu bewerten und Vorschläge für eine breite Etablierung von Agri-PV zu entwickeln.

Gefördert durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung BMBF arbeiten unter Koordination des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE sowie des Leibniz-Zentrums für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) neun Partner aus Forschung, Praxis und Industrie gemeinsam an der Entwicklung einer Roadmap der konkreten Umsetzung für den Einsatz von Agri-PV in Deutschland.

Hierfür sollen evidenzbasiert und unter Einbezug möglichst aller relevanten Akteurinnen und Akteure gesellschaftliche Zielvorstellungen für den Ausbau der Agri-PV in Deutschland weiterentwickelt, Handlungsbedarfe benannt, Lösungsansätze skizziert und weitere Forschungsfelder identifiziert werden. Dazu werden Pilotanlagen begleitet und vernetzt, Beteiligungsformate geschaffen sowie die gewonnenen Erkenntnisse ausgewertet, aufbereitet und der breiten Öffentlichkeit und Politik zugänglich gemacht. Eine bereits bestehende Plattform für den Wissens- und Erfahrungsaustausch im Bereich der sogenannten „doppelten Landnutzung“ soll ausgebaut werden.

“Durch den integrierten Ansatz aus Nahrungs- und Futtermittelproduktion sowie Energiegewinnung können Agri-PV-Systeme Synergien ermöglichen – nicht nur für den Landwirtschafts- und Energiesektor, sondern auch in Bezug auf das Wassermanagement, den Landschafts- und Naturschutz sowie soziale Innovationsprozesse”, erklärt Prof. Klaus Müller, Projektleiter am ZALF. Zur optimalen Nutzung der Potenziale für die Energiewende und zur Prävention von Fehlentscheidungen in der Anwendung von Agri-PV sollen im Projekt neben der Vernetzung insbesondere die Begleitung von Praxisbeispielen aus sozial-, agrar- und rechtswissenschaftlicher sowie technischer Perspektive im Vordergrund stehen. Das Ziel des Projekts ist es, Anstöße zur Implementierung geeigneter Rahmenbedingungen und zur Umsetzung weiterer Agri-PV-Projekte zu geben.

Viele Disziplinen, ein Ziel: Agri-PV marktfähig machen

Das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE (Koordination) bringt seine langjährige Erfahrung im Bereich der Agri-PV-Forschung ein und wird insbesondere ein Monitoringsystem für bestehende Anlagen entwickeln und Prototypenbetriebe technisch und betriebswirtschaftlich evaluieren und begleiten. Zudem sollen wichtige Fragen zu Agri-PV mit Tierhaltung erarbeitet werden. Darunter fällt auch die Frage, welche Anforderungen für die Sicherung einer landwirtschaftliche Hauptnutzung der Fläche herangezogen werden können. www.ise.fraunhofer.de

Das Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) (Koordination) wird sich insbesondere mit Fragen der Akzeptanz, den Anforderungen verschiedener Akteure aus Politik, Praxis, Natur- und Umweltschutz sowie mit den Themen Nutzungskonflikte und Öffentlichkeitsarbeit befassen und Lösungen zur Konfliktreduktion und Vernetzung entwickeln. Hierzu wird unter anderem eine repräsentative Bevölkerungsumfrage durchgeführt. www.zalf.de

Auch die Universität Hohenheim bringt mehrjährige Projekterfahrungen zum Thema ein und wird sich den spezifischen pflanzenökologischen Aspekten des Nutzungssystems auch mit Untersuchungen an einer Pilotanlage widmen. Im Fokus des Forschungsinteresses steht die Frage nach der Wechselwirkung zwischen Wasser- und Lichtverfügbarkeit und Pflanzenentwicklung mit dem Ziel die Wissensbasis für die Ertragsmodellierung in Agri-PV-Systemen zu verbessern. www.uni-hohenheim.de

Becker Büttner Held Rechtsanwälte Wirtschaftsprüfer Steuerberater PartGmbB sowie die Stiftung Umweltenergierecht bringen die notwendige juristische Expertise ein. Sie werden die Hemmnisse für die Agri-PV im Rechtsrahmen identifizieren und Lösungsansätze für deren Beseitigung entwickeln. www.die-bbh-gruppe.de/de | https://stiftung-umweltenergierecht.de/

Die Firma Elysium Solar GmbH bringt als Projektierer und Berater von neuartigen Agri-PV-Anlagen die Perspektive der Anwendung im industriellen Maßstab und den aktuellen Stand der Anwendungspraxis in der Landwirtschaft mit aktuell rund 150 MWpMWpMW ist das Einheitszeichen für Megawatt und eine Maßeinheit der Leistung. 1 Megawatt entspricht 1 Million Watt.
Die Leistung P (engl.: Power) entspricht dem Energieumsatz pro Zeitspanne.
Mit p (engl.: peak) wird die Spitzenleistung einer Anlage angegeben.
in der Planung in Deutschland ein. https://elysium-solar.de/

Die Bosch & Partner GmbH widmet sich dem Thema Umweltverträglichkeit von Agri-PV-Anlagen. www.boschpartner.de

Die zwei assoziierten Landwirtschaftsbetriebe Fabian Karthaus und Hofgemeinschaft Heggelbach bringen ihre Erfahrungen aus der praktischen Prototypen-Nutzung in das Projekt ein.

Zur öffentlichkeitswirksamen Begleitung des Projektes SynAgri-PV wurde der Aufbau eines virtuellen Agri-Photovoltaik-Demonstrators als Teil des digi.farming.labs angestrebt, um allen relevanten Akteur:innen sowie Interessierten eine Meinungsbildung auf informierter Grundlage bieten zu können.

Weiterführende Informationen

Anfang Juli 2022 startete das Forschungsprojekt »SynAgri-PV: Synergetische Integration der Photovoltaik in die Landwirtschaft als Beitrag zu einer erfolgreichen Energiewende – Vernetzung und Begleitung des Markthochlaufs der Agri-PV in Deutschland.« Unter Koordination des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE sowie des Leibniz-Zentrums für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) arbeiten 9 Partner aus Forschung, Praxis und Industrie gemeinsam an der Entwicklung eines Leitbildes für den Einsatz von Agri-PV in Deutschland. Ziel ist es, zentrale technische, juristische, wirtschaftliche und gesellschaftliche Rahmenbedingungen und Voraussetzungen für den Markthochlauf in Deutschland zu evaluieren, beschreiben und zu beschleunigen.

Förderhinweis: Das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) finanzierte Projekt wird mit 1,7 Millionen Euro gefördert und hat eine Laufzeit von 3 Jahren.

Videos:

querFELDein-Podcasts:

Veröffentlichungen:

  • Der Agri-PV-Leitfaden informiert über die Möglichkeiten und Vorteile der Agri-PV, bietet einen Überblick über ihr Potenzial und den aktuellen Technologiestand und präsentiert praktische Hinweise für Landwirtschaftsbetriebe, Kommunen und Unternehmen (2024):
    https://agri-pv.org/dokumente/83/APV-Leitfaden_2024.pdf
  • Jonas OttoNils Wegner (2024): Landwirtschaft und Photovoltaik auf derselben Fläche: Die neue Privilegierung für die Agri-PV nach § 35 Abs. 1 Nr. 9 BauGB, Die Gemeinde – Zeitschrift für die kommunale Selbstverwaltung in Schleswig-Holstein, 2024, Heft 4
  • Jonas OttoNils Wegner (2024): Hofnahe Agri-PV-Anlagen nach § 35 Abs. 1 Nr. 9 BauGB: Privilegierte Mehrfachnutzung für weniger Flächenkonkurrenz und mehr Akzeptanz?, Zeitschrift für Umweltrecht (ZUR), 2024, Heft 3, S. 154-162
  • Impulspapier
    Barthel, P., Fischer, T., Härtel, R., Müller, K., Vollprecht, J. (2023): Welche Mehrwerte kann die Agri-PV für die Energie- und Agrarwende bieten? Chancen und Herausforderungen für den Markthochlauf in Deutschland. Herausgeber: Deutsche Energie-Agentur GmbH (dena).
    https://www.quer-feld-ein.blog/wp-content/uploads/2023/11/IMPULSPAPIER_Welche_Mehrwerte_kann_die_Agri-PV_fuer_die_Energie-_und_Agrarwende_bieten.pdf
  • Agri-Photovoltaik im geschützten Grünland: Konzept zur Prüfung der Vereinbarkeit von Schutzzielen in Schutzgebieten mit einem Zubau von Solaranlagen bei Beibehaltung der landwirtschaftlichen Flächennutzung. Herausgeber: Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE, Becker Büttner Held Rechtsanwälte (BBH), Bosch & Partner GmbH, Mai 2023.
    https://www.quer-feld-ein.blog/wp-content/uploads/2023/11/Konzept_Agri-PV_Grunland.pdf
  • Positionspapier zur Agri-Photovoltaik (Agri-PV)
    Autoren: Prof. Klaus Müller, Thomas Weith, Alexandra Doernberg, Tanja Kollersberger, Max Trommsdorff und Jens Vollprecht. Herausgeber: Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF), Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE, Becker Büttner Held Rechtsanwälte (BBH). Mai 2023.
    https://www.quer-feld-ein.blog/wp-content/uploads/2023/05/20230502_Agri_PV_Flachen_Statement_final.pdf

Interviews:

 

Institution: Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE & Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftfoschung (ZALF)
Ansprechpartner/in: Max Trommsdorff (ISE), Klaus Müller (ZALF)

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