Ist es sinnvoll, landwirtschaftliche Flächen für die Energieproduktion zu nutzen? Schließlich fehlen infolge des Ukrainekriegs nicht nur fossile Energien, sondern auch Nahrungsmittel.
VON KATHRIN ERMERT
Seit weniger russisches Gas durch die Pipelines nach Deutschland strömt, richtet sich der Blick auf alternative Energiequellen: Biogas ist dabei eine sehr naheliegende, denn es besteht, genau wie Erdgas, überwiegend aus Methan. Rein theoretisch kann es deshalb eine Alternative für Gasheizungen oder -kraftwerke sein. Praktisch ist das allerdings kaum machbar.
“Wir haben nicht die Flächen, um ausreichend Energiepflanzen anzubauen.”
Bene MÜller, Vorstand Solarcomplex AG
„Wir haben schlicht nicht die Flächen, um ausreichend Energiepflanzen anzubauen“, sagt Bene Müller. Der Vorstand der Bürgeraktiengesellschaft Solarcomplex in Singen hat zahlreiche Solar-, Wind- und Biogasanlagen im Bodenseeraum realisiert und daraus aufschlussreiche Zahlen gewonnen: Die Stromernte je Hektar beträgt bei Biogas nur 20.000 Kilowattstunden (kWh) – 50 mal weniger als bei Photovoltaik (eine Million kWh), 300 mal weniger als bei Wind (sechs Millionen kWh).
Müller spricht daher von einer „verheerend schlechten Flächenbedarfsnutzung“ bei Biogas. Im Kreis Konstanz werden zehn Prozent der landwirtschaftlichen Fläche für den Anbau von Energiepflanzen genutzt; die Biogasanlagen dort decken aber nur etwa fünf Prozent des Strombedarfs. Die baden-württembergischen Zahlen liegen in einer ähnlichen Größenordnung.
Ein Problem von Biogas ist der Wirkungsgrad. Nur 40 Prozent werden zu Strom, 40 Prozent können als Abwärme genutzt werden, der Rest gar nicht. Deshalb werden sich viele Anlagen nicht mehr wirtschaftlich betreiben lassen, wenn ab 2025 die Einspeisevergütung wegfällt – vor allem jene ohne Wärmenetz. Ein weiteres Problem ist die eingeschränkte Zulassung. Den überwiegenden Teil der Biogasanlagen betreiben Landwirte. Sie dürfen nur landwirtschaftliche Substrate verwenden, die sie nach der Vergärung aufs Feld ausbringen können.
Um aus Essens- oder Schlachtabfällen Biogas zu erzeugen, braucht es andere Genehmigungen. Die Freiburger Abfallwirtschaft ASF bringt das sogenannte Gärsubstrat, das sie aus den rund 10.000 Tonnen jährlich bei Restaurants und Großküchen eingesammelten und aufbereiteten Speiseresten gewinnt, ins Elsass und in die Schweiz. Noch weiter ist der Weg für altes Frittierfett: Das verkauft die ASF laut Vertriebsleiter Michael Erhardt über einen deutschen Aufbereiter an Raffinerien europaweit. In der Region gibt es keine entsprechenden Anlagen.
Lebensmittel- und Stromproduktion auf derselben Fläche
Die Energiewende wird eher mit Photovoltaik als mit Biogas zu erreichen sein. Sie ist mittlerweile die günstigste Form der regenerativen Stromgewinnung. Weil die Dachflächen nicht ausreichen, braucht es auch Freilandanlagen. Doch da konkurriert die Energiegewinnung nicht nur mit der Landwirtschaft, sondern auch mit Wohnungsbau, Gewerbe, Freizeiteinrichtungen. Man kann die gleiche Fläche nicht zweifach nutzen. Kann man nicht? Kann man doch.
Agri-Photovoltaik (APV) heißt das Zauberwort. Sie ermöglicht Lebensmittel- und Stromproduktion auf derselben Fläche. In der einfachen Variante weiden Tiere unterm Solardach, am besten Schafe oder Hühner. Ziegen sind zu neugierig, die springen auf die Anlagen drauf, und Kühe zu stark, sie drücken die Module kaputt, wenn sie sich daran kratzen.
Auch Getreide, Obst oder Wein lässt sich auf einem Feld mit PV-Anlagen anbauen. Das zeigen die mehr als zwanzig APV-Projekte in über 15 Ländern, die das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme (ISE) begleitet hat. „Das größte Potenzial hat die Technologie sicherlich im globalen Süden“, sagt Oliver Hörnle, der sich am ISE in Freiburg damit befasst. Aber auch hierzulande kann APV funktionieren – und der Landwirtschaft sogar Vorteile bringen.
Denn Obst- und Weinbau sind bereits jetzt sehr vom Klimawandel betroffen: Hohe Sonneneinstrahlung, Hagel, Starkregen oder Spätfröste mindern die Ernten zum Teil erheblich. Eine PV-Anlage als Dach könnte da von Vorteil sein. Anfang des Jahres startete das vom Land geförderte und von Hörnle geleitete Projekt „Modellregion Agri Photovoltaik“, das die Technologie an fünf Pilotanlagen testen will. Eine davon ist die von Hansjörg Vollmer im Oberkircher Ortsteil Nußbach.
Überragendes öffentliches Interesse
Die Themen Obstbau und Photovoltaik treiben den 61-Jährigen schon lange um. Er ist Ingenieur und Landwirt im Nebenerwerb. Seine Diplomarbeit hat Vollmer 1987 über die „Planung einer Bewässerungsanlage mit photovoltaischer Energieversorgung“ geschrieben. Seine Firma Intech ist auf schwimmende Solaranlagen, Energiecontainer und andere „Off -Grid“-, also außerhalb des Netzes funktionierende PV-Anlagen, spezialisiert.
„Man kann die Flächen nicht der Landwirtschaft entnehmen.“
Hansjörg Vollmer, Geschäftsführer Intech GmbH und Obstbauer im Nebenerwerb
Große Solarfelder sieht Vollmer kritisch: „Man kann die Flächen nicht der Landwirtschaft entnehmen.“ Er tüftelt deshalb selbst an der doppelten Nutzung. Im eigenen Garten gediehen Tomaten prächtig unter einem beweglichen Solardach, einem sogenannten Tracker. Nun soll sein Teil des Modellprojekts zeigen, wie sich die Technologie mit Äpfeln- und Zwetschgen verträgt. Das ISE arbeitet an Algorithmen, um die Module dem für Pflanze und Stromerzeugung optimalen Lichteinfall entsprechend zu lenken. „Wenn das funktioniert, kann man Standard- statt semitransparente Module verwenden und wesentlich günstigere Anlagen bauen“, erklärt Projektleiter Hörnle.
Vollmer musste allerdings lange auf die Baugenehmigung warten und hat sie nur dank der wissenschaftlichen Unterstützung bekommen. Das Problem: Bislang fehlte der gesetzliche Rahmen für APV. Bundestag und -rat haben erst im Juli ein Gesetz beschlossen haben, das dies ändern soll. Bis das „überragende öffentliche Interesse“, das der Gesetzgeber den Erneuerbaren attestiert, in den Amtsstuben ankommt, braucht es aber wohl Zeit.
Pflanzen und PV helfen sich gegenseitig
Dessen ungeachtet ist das Interesse an Agri-Photovoltaik groß. Das sehen Hörnle und seine mehr als 40 Kollegen in der ISE-Arbeitsgruppe APV an ihren vollen Postfächern und hohen Downloadzahlen. Denn, darauf deuten die bisherigen Erkenntnisse hin, APV nutzt der Landwirtschaft nicht nur als Zusatzverdienst, sondern auch für bessere Ernten. Die Solarmodule schützen vor der Sonne und verringern die Verdunstung sowie die Transpiration der Pflanzen. In einem APV-Pilotprojekt des ISE im heißen Sommer 2018 konnten die Landwirte unterm PV-Dach deutlich mehr ernten als im Freien. Noch dazu kühlen die Pflanzen die Solarmodule und erhöhen damit deren Wirkungsgrad.
Ob APV sich durchsetzt, hängt letztlich von der Wirtschaftlichkeit ab, meint Solarcomplex-Vorstand Müller. Im Obstanbau, wo es ohnehin oft Gestelle etwa für Hagelnetze gibt, sei es naheliegend, auf dem Acker weniger. Denn damit man die Fläche mit Fahrzeugen bewirtschaften kann, müssten die Gestelle mehrere Meter hoch und entsprechend stabil sein. „Wenn man zu viel in den Unterbau investieren muss, ist der Kostenvorteil der PV weg“, sagt Müller. Solarcomplex baut deshalb bisher nur klassische Freilandanlagen. Die unbewirtschafteten Wiesen unter den Modulen sorgen immerhin für Biodiversität.
