Agri-/Agrar-PV-Anlagen: Kombination aus Landwirtschaft und Stromerzeugung
Niederösterreich setzt mit seinem Klima- und Energiefahrplan (KEP) auf eine umweltfreundliche Stromerzeugung und Energieversorgung. Dabei spielen Photovoltaik-Anlagen eine bedeutende Rolle. Bis 2030 sollen in NÖ rund 4.500 GWh/a Strom durch PV-Anlagen produziert werden. Eine vielversprechende Technologie, die dabei zum Einsatz kommt, ist Agri-PV.
Was ist eine Agri-PV-Anlage?
Agri-Photovoltaik oder auch Agri-PV ist die Integration von Photovoltaikanlagen auf landwirtschaftlich genutzten Flächen. Ziel ist es, eine Fläche mehrfach und somit effizienter zu nutzen: Für die Lebensmittelproduktion und für die Erzeugung von Strom durch Nutzung von erneuerbaren Energiequellen. Dabei werden Solarpaneele z.B. über Feldern aufgestellt, um sowohl Strom zu erzeugen als auch den Boden darunter zu nutzen.
Dies ermöglicht eine höhere Flächeneffizienz und den für die "Energiewende" notwendigen Ausbau von PV-Anlagen, während landwirtschaftliche Flächen erhalten bleiben oder sogar artenreiche Biotope geschaffen werden können. Die Agri-PV-Technologie hat sich in den letzten Jahren weltweit stark entwickelt und wird in vielen Ländern gefördert.
Typen von Agri-PV-Anlagen
Photovoltaikanlagen können in der Landwirtschaft auf verschiedene Arten integriert werden: in offenen oder geschlossenen Systemen. Geschlossene Systeme sind hauptsächlich PV-Anlagen auf Gewächshäusern, während offene Systeme bodennah oder hoch aufgeständert (mind. zwei Meter) sein können. Bei bodennahen PV-Anlagen wird vorwiegend zwischen den PV-Modulen gewirtschaftet, während bei hoch aufgeständerten PV-Anlagen die landwirtschaftliche Nutzung unter den PV-Modulen erfolgt.
Bodennahe PV-Anlagen sind kosteneffizienter und beeinträchtigen das Landschaftsbild weniger als PV-Anlagen, die hoch aufgeständert sind. Diese jedoch ermöglichen es, die Landfläche effizienter zu nutzen und den darunterliegenden Pflanzen besseren Schutz vor negativen Umwelteinflüssen zu bieten. Durch eine hohe Aufständerung der PV-Module können landwirtschaftliche Maschinen die Fläche unter der PV-Anlage befahren und bewirtschaften. Um ausreichend Licht und Niederschlag für die Agrarkultur zu gewährleisten, werden auch bei hoch aufgeständerten PV-Anlagen die Reihenabstände zwischen den PV-Modulen vorrangig an die Bewirtschaftung und nicht an die maximale Stromerzeugung angepasst.
Welche Vorteile bieten Agri-PV-Anlagen?
Die Errichtung von Agri-PV-Anlagen ist mit einigen positiven Eigenschaften verbunden.
Höheres Flächenpotenzial: Ein bedeutender Vorteil der Agri-Photovoltaik-Anlagen ist die effizientere Landnutzung, da die Fläche und der Luftraum darüber sowohl für die Landwirtschaft als auch für die Stromerzeugung genutzt werden können. So kann die begrenzte Ressource Boden besser genutzt werden.
Schutz vor Wetterextremen und Ressourcenschonung: Agri-PV-Anlagen können dazu beitragen, Ernteerträge von bestimmten Feldfrüchten zu steigern und die darunterliegenden Pflanzen vor extremer Sonneneinstrahlung und Hitze (und anderen Wetterextremen wie z.B. Hagel) zu schützen. Verdunstung wird reduziert und somit werden Boden und Pflanzen besser vor Austrocknung geschützt, wodurch die möglicherweise notwendige Bewässerung reduziert werden kann.
Bereitstellung von Strom durch Nutzung erneuerbarer Energiequellen und CO2-Reduktion: Durch die Integration von großflächigen Photovoltaikanlagen in die Landwirtschaft wird die Ausbaugeschwindigkeit der Erneuerbaren erhöht. Die Abhängigkeit von fossilen Energieträgern wird verringert und die damit indirekt verbundenen Emissionen von diversen Treibhausgasen (CO2-Äquivalenten) reduziert.
Steigerung der Wertschöpfung im ländlichen Raum: Agri-PV-Anlagen können die Wertschöpfung im ländlichen Raum fördern, indem Landwirtschaftsbetriebe durch den Verkauf von Strom ein zusätzliches wirtschaftliches Standbein aufbauen können. Durch die Kombination von Strom- und Nahrungsmittelernte kann der Flächenertrag in Summe in etwa um 60 % gesteigert werden, z.B. reicht die Solarstromproduktion auf einem 5 ha (PV-Anlage: ungefähr 5 MWp möglich) großen Grundstück aus, um den Strombedarf von 1.500 Haushalten zu decken (Annahme: durchschnittlicher Jahresstromverbrauch von 3.500 kWh pro Haushalt).
Erhöhte Biodiversität: Durch biodiversitätsfördernde Pflegemaßnahmen ist eine positive Auswirkung auf die Biodiversität wahrscheinlich. Die Stützkonstruktionen bieten z.B. Nistplätze für Vögel und Schutz für weitere Tiere. Die Schattenwirkung begünstigt das Mikroklima und lässt die relative Luftfeuchtigkeit in der Umgebung ansteigen. Zwischenstreifen der Anlagen, die landwirtschaftlich nicht nutzbar sind, können durch eine artenreiche Bepflanzung Schutz vor Erosion bieten und zusätzlich kleine Biotope ermöglichen.
Vor welchen Herausforderungen steht Agri-PV?
Trotz vieler positiver Aspekte steht die Errichtung von Agri-PV-Anlagen auch einer Reihe von Herausforderungen gegenüber. Zum Beispiel:
Gesellschaftliche Akzeptanz: Es können Bedenken in der Bevölkerung bestehen, weshalb eine frühzeitige Einbindung von Bürgerinnen und Bürgern oder Interessensgruppen wichtig ist, damit die Vorteile bekannt werden. So kann man sich auf gemeinsame Nachhaltigkeitsziele verständigen und verschiedene Interessen können berücksichtigt werden. In sensiblen Landschaftsbildern sind kleinere Systeme über Sonderkulturen, wie z.B. der Anbau von Heidelbeeren unter den PV-Modulen möglich, während in großflächigen Regionen größere Systeme im Ackerbau durchaus sinnvoll sein können.
Flächenverbrauch und Versiegelung: Freiflächen- und Agri-PV-Anlagen tragen nicht zur Bodenversiegelung bei. Bodenversiegelung entsteht durch intensive Nutzung z.B. für Siedlungszwecke, Verkehrsinfrastruktur, Deponien, Bergbau oder Betriebsflächen und führt zum Verlust biologisch produktiver Böden. Um wertvolle landwirtschaftliche Böden zu schützen, sollten bei Agri-PV-Anlagen demontierbare Fundamente anstelle von Betonfundamenten verwendet werden.
Zuverlässige Prognosen: Für die gleichzeitige Erzeugung von Strom und Lebensmitteln auf derselben Fläche muss das Verhältnis von Licht und Schatten stimmen. Erfahrungswerte aus weiteren Projekten sind wichtig, um die großflächige Umsetzung von Agri-PV-Anlagen zu unterstützen. Es ist wichtig, zu zeigen, dass die landschaftliche Nutzung der Agri-PV-Flächen durch intelligente Planung der Anlagen ohne erheblichen Mehraufwand einerseits möglich ist und andererseits die Flächennutzung deutlich effizienter macht.
Projekte in Niederösterreich
Bisher wurden in Niederösterreich einige Pilotanlagen im Rahmen von Forschungsprojekten umgesetzt. Aus diesen sollen wichtige Erkenntnisse für die breitere Ausrollung von Agri-PV-Anlagen in Niederösterreich gewonnen werden. Nachfolgend sind zwei davon dargestellt:
EWS Sonnenfeld in Bruck/Leitha
Das EWS Sonnenfeld Bruck/Leitha, ein innovatives Agri-PV-Projekt, wurde 2022 auf 5,5 Hektar Fläche in Betrieb genommen. Die Agri-PV-Anlage mit einer Gesamtleistung von 3 MWp ermöglicht eine Mehrfachnutzung der Fläche und liefert erneuerbare Energie für etwa 1.000 Haushalte. Nur 2 % der Fläche werden für die hochaufgeständerte PV-Anlage genutzt und können nicht besamt werden, während 80 % für den Lebensmittelanbau genutzt werden. 18 % der Fläche sind mit Blühstreifen bewachsen, die einen Mehrwert für die Biodiversität bieten. Das Projekt demonstriert die harmonische Zusammenarbeit von Landwirtschaft und erneuerbarer Stromerzeugung, mit minimaler Bodenkonkurrenz. Die Universität für Bodenkultur Wien begleitet das Projekt wissenschaftlich.
Öko-Solar-Biotop in Pöchlarn
Das Pilotprojekt "Öko-Solar-Biotop Pöchlarn" besteht aus 10.000 Solarpaneelen auf einer fünf Hektar großen Fläche und liefert 4,1 MWp Leistung. Die Agri-PV-Anlage wurde auf dem Betriebsgelände von Garant Tiernahrung errichtet, wobei das Unternehmen die Hälfte des erzeugten Stroms selbst nutzt. Das Öko-Solar-Biotop besteht aus zwei Bereichen. Der erste Bereich (ca. 90 % der Fläche) wurde mit einer artenreichen Saatgutmischung begrünt und mit einer Biodiversitätshecke umrandet, um Lebensraum für Insekten und andere Tiere zu schaffen. Der zweite Bereich dient als Testfeld für eine Agrar-Photovoltaik-Anlage. Die Apfelbäumchen profitieren vom Hagelschutz und dem Sonnenschutz für den Boden, der dadurch langsamer bzw. nicht austrocknet. Beide Flächen werden wissenschaftlich evaluiert und betreut.
