Agri-PV: Kombination aus Landwirtschaft und Energieerzeugung

Niederösterreich setzt mit seinem Klima- und Energiefahrplan auf eine umweltfreundliche Energieerzeugung. Dabei spielt Photovoltaik eine bedeutende Rolle. Bis 2030 sollen in NÖ rund 3.000 GWh Strom durch PV-Anlagen produziert werden. Eine vielversprechende Technologie, die dabei zum Einsatz kommt, ist Agri-PV.

Traktor auf einem Feld mit Agri-PV-Anlage

Was ist Agri-PV?

Agri-Photovoltaik oder auch Agri-PV ist die Integration von Photovoltaikanlagen auf landwirtschaftlich genutzten Flächen. Ziel ist es, eine Fläche doppelt und somit effizienter zu nutzen: Für die landwirtschaftliche Pflanzenproduktion und für die Erzeugung erneuerbarer Energie. Dabei werden Solarpaneele z.B. über Feldern aufgestellt, um sowohl Energie zu erzeugen als auch den Boden darunter zu nutzen.

Dies ermöglicht eine höhere Flächeneffizienz und den Ausbau der PV-Leistung, während fruchtbare Ackerflächen 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

Photovoltaikanlagen können in der Landwirtschaft auf verschiedene Arten integriert werden: in offenen oder geschlossenen Systemen. Geschlossene Systeme sind hauptsächlich PV-Gewächshäuser, während offene Systeme bodennah oder hoch aufgeständert (mind. zwei Meter) sein können. In bodennahen Anlagen wird zwischen den PV-Modulen bewirtschaftet, während bei hoch aufgeständerten Anlagen die landwirtschaftliche Nutzung unter den Modulen erfolgt.

Bodennahe Anlagen sind kosteneffizienter und beeinträchtigen das Landschaftsbild weniger, während hoch aufgeständerte Anlagen die Landfläche effizienter nutzen und den darunterliegenden Pflanzen besseren Schutz vor negativen Umwelteinflüssen bieten. Durch eine hohe Aufständerung der Module können landwirtschaftliche Maschinen die Fläche unter der PV-Anlage befahren und bewirtschaften. Um ausreichend Licht und Niederschlag zu gewährleisten, werden bei hoch aufgeständerten Anlagen die Reihenabstände zwischen den PV-Modulen in vielen Fällen etwas vergrößert.

Eine hoch aufgeständerte PV-Anlage über Obstbäumen — Abbildung: Eine hohe Aufständerung der PV-Anlage macht eine uneingeschränkte Bewirtschaftung möglich (Agri-PV-Anlage am Bodensee als Teil des Forschungsprojekts "Modellregion Agri-Photovoltaik Baden-Württemberg" © Fraunhofer ISE)

Welche Vorteile bietet Agri-PV?

Die Errichtung von AGRI-PV-Anlagen ist mit einigen positiven Eigenschaften verbunden.

Höheres Flächenpotential: Ein bedeutender Vorteil der Agri-Photovoltaik ist die effizientere Landnutzung, da Land sowohl für die Landwirtschaft als auch für die Energieerzeugung genutzt werden kann. Agri-PV ermöglicht die doppelte Nutzung einer begrenzten Ressource.

Durch die gemischte Flächennutzung kann durch Agri-PV die Effizienz der Fläche um über 60 Prozent gesteigert werden. — Abbildung: Durch Agri-PV wird Fläche doppelt genutzt und die Effizienz gesteigert (Abbildung © Fraunhofer ISE)

Schutz vor Wetterextremen und Ressourcenschonung: Agri-PV-Anlagen können dazu beitragen, 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 - auch ohne oder mit weniger Bewässerung.

Erzeugung erneuerbarer Energie und CO2-Reduktion: Durch die Integration von großflächigen Photovoltaikanlagen in die Landwirtschaft wird die Ausbaugeschwindigkeit der Erneuerbaren erhöht. Die Anhängigkeit von fossilen Energien wird verringert und der CO2-Ausstoß reduziert.

Steigerung der Wertschöpfung im ländlichen Raum: Agri-PV kann 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 um bis zu 160 % gesteigert werden, z.B. reicht die Solarstromproduktion auf einem 5 ha großen Sonnenfeld aus, um den Strombedarf von 1.500 Haushalten zu decken.

Erhöhte Biodiversität: Eine mögliche positive Auswirkung auf die Biodiversität zählt zu den weiteren Vorteilen. Die Stützkonstruktionen bieten z.B. Nistplätze für Vögel und Schutz für weitere Tiere. Die Schattenwirkung begünstigt das Mikroklima und die Luftfeuchtigkeit in der Umgebung. Zwischenstreifen der Anlagen, die landwirtschaftlich nicht nutzbar sind, können durch eine artenreiche Bepflanzung Schutz vor Erosion bieten und kleine Biotope ermöglichen.

Unter einer Photovoltaik-Freiflächen-Anlage entsteht ein Blühstreifen mit verschiedenen Pflanzen — Abbildung: Unter den PV-Modulen bieten artenreiche Blühstreifen Platz und Nahrung für Tiere und Insekten

Vor welchen Herausforderungen steht die 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 oder Interessensgruppen wichtig ist. So kann sich auf gemeinsame Nachhaltigkeitsziele verständigt und verschiedene Interessen können berücksichtigt werden. In sensiblen Landschaftsbildern sind z.B. kleinere Systeme über Sonderkulturen möglich, während in großflächigen Regionen größere Systeme im Ackerbau 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 Solarstrom 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 zu unterstützen.

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 in Niederösterreich gewonnen werden. Zwei davon sind:

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 MW_p ermöglicht eine Mehrfachnutzung der Fläche und liefert erneuerbare Energie für etwa 1.000 Haushalte. Nur 2 % der Fläche werden für die hochaufgeständerte PV-Anlage verbraucht, während 80 % für den Lebensmittelanbau genutzt werden. 18 % der Fläche sind mit Blühstreifen bewachsen. Das Projekt demonstriert die harmonische Zusammenarbeit von Landwirtschaft und erneuerbarer Energieerzeugung, ohne 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 MW_p Leistung. Die PV-Freiflächen-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 Agrar-Photovoltaik. Beide Flächen werden wissenschaftlich evaluiert und betreut.

Aufgeständerte PV-Anlage über einer Obstbäumen — Abbildung: In Pöchlarn wachsen zahlreiche Obstbäume unter einer Agri-PV-Anlage