Wie ist die Idee entstanden auf Agrarflächen Solarstrom zu gewinnen?
Analysen haben ergeben, dass die Ursachen für Jahre mit geringem Ertrag oftmals an zu starker Sonneneinstrahlung und zu wenig Feuchtigkeit liegen. Eine Teilverschattung der Agrarfläche könnte in beiden Aspekten Erleichterung bringen. Wenn man mit PV-Elementen den Pflanzen Schatten spendet, gewinnt man damit gleichzeitig elektrische Energie. Mit dem Erlös aus der elektrischen Energie könnte man die Verschattungsmaßnahmen finanzieren. Es entsteht ein doppelter Nutzen.
Wer steckt hinter der Idee, PV-Anlagen und Hopfenanbau zu verbinden?
Zwei starke Partner haben sich zusammengetan, um nachhaltige Energiegewinnung mit Ackerbau zu verknüpfen: Zum einen der Landwirt in vierter Generation Josef Wimmer aus Neuhub bei Au in der Hallertau. Neben seinem Hof steht unsere Forschungsanlage. Zum anderen das Photovoltaik-Fachunternehmen Hallertauer Handelshaus GmbH in Mainburg. Beide bringen ihre Kernkompetenzen ein, um zusammen in der AgrarEnergie & Co. KG Agri-PV-Anlagen auf den Weg zu bringen.
Schadet die Verschattung den Pflanzen nicht?
Es gibt viele Pflanzen, denen zu viel direktes Sonnenlicht schadet und in einer teilverschatteten Umgebung bessere Erträge und Qualität liefern. Durch die PV-Verschattung lässt sich zu starke Sonneneinstrahlung vermeiden, die den hitzeempfindlichen Pflanzen direkt schaden würde. Außerdem lässt sich dadurch Wasser länger verfügbar halten, da es langsamer verdunstet. Lange Dürreperioden, verursacht durch den Klimawandel, verstärken diese Effekte noch.
Was sind die Vor-& Nachteile gegenüber konventionellen PV- & Agrarflächen?
Wir wollen unser Produkt nicht beschönigen und hier klar die Stärken und Schwächen einer Agri-PV-Anlage kommunizieren. Allerdings sind wir auch der Meinung, dass die Vorteile bei Weitem überwiegen. Aber machen Sie sich Ihr eigenes Bild, anhand dieser Aufzählung von Vor- und Nachteilen gegenüber konventionellen Freiflächen-PV-Anlagen und konventioneller Landwirtschaft.
Wie wird die Pilotanlage wissenschaftlich begleitet?
Um fundierte Antworten auf einige wichtige Fragen zu bekommen, helfen die Hochschule für angewandte Wissenschaften Weihenstephan-Triesdorf (HSWT) in Freising und das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme (ISE) in Freiburg mit. Außerdem werden wir von der Bayerischen Landesanstalt für Landwirtschaft (LfL) unterstützt.
Welche Fragestellungen sollen erforscht werden?
Wie wirkt sich Wind, Schnee und Hagel auf eine Agri-PV-Anlage und vor allem auf die angebauten Kulturen aus? Wie viel Verschattung tolerieren die Pflanzen, ohne in Ertrag und Qualität merklich nachzulassen? Wie wirkt sich das auf Pflanzenschutz und Krankheitserreger aus? Wie wirkt sich der Aufbau auf die Verdunstung aus? Wie auf den Stickstoffgehalt im Boden?
Zu vielen dieser Fragen können wir bereits qualitative Aussagen machen. Zum Beispiel, dass die Verdunstung sichtbar geringer ist und den Pflanzen dadurch länger mehr Wasser zur Verfügung steht. Aber wir wollen in Zusammenarbeit mit unseren Forschungspartnern, wo möglich, auch eine quantitative Aussage treffen. Also, wie viel Wasser steht den Pflanzen über welchen Zeitraum im Boden zur Verfügung. Wir messen hierzu die Bodenfeuchtigkeit in verschiedenen Tiefen, unter den PV-Modulen und in einer Vergleichsfläche ohne PV-Module. Dadurch lässt sich der Effekt der Verschattung durch PV-Module klar erfassen.
Genauso verfahren wir mit vielen anderen Fragestellungen, um am Ende klar sagen zu können, welche Auswirkungen PV-Module auf Agrarflächen haben.
Was ist eigentlich Agri-PV?
Agri-Photovoltaik (Agri-PV) verbindet die landwirtschaftliche Nutzung einer Fläche mit der Stromerzeugung durch Photovoltaik. Agri-PV umfasst neben dem Anbringen von PV-Modulen über Äckern auch die Nutzung vertikaler, bifazialer PV-Systeme zwischen den angebauten Kulturen oder der Kombination von Agri-PV und Tierhaltung. Aber auch Sonderkulturen, wie Obst, Wein oder Hopfen lassen sich gut mit PV-Modulen kombinieren.
Was ist der Nutzen für die angebauten Kulturen?
Verschattung der Pflanzen durch die PV-Module führt zu
Welche Dokumente & Genehmigungen braucht man für Agri-PV?
Für die Errichtung und den Betrieb einer Agri-PV-Anlage werden einige Dokumente und Genehmigungen benötigt. Wir kümmern uns darum, dass diese zur richtigen Zeit am richtigen Ort sind. Hier eine Liste mit den gängigsten:
Wie funktioniert die Stromvermarktung?
Der erzeugte Strom kann bei kleineren Agri-PV-Anlagen und größeren anhängigen Betrieben selbst Eigenverbrauch genutzt werden. Alle anderen speisen ihren Strom in das öffentliche Stromnetz ein. Hierfür gibt es verschiedene Möglichkeiten. Man wird entweder über das Erneuerbare‑Energien‑Gesetz (EEG) vergütet oder verkauft seinen Strom direkt über ein Power Purchase Agreement (PPA) an einen Großverbraucher. Alle drei Varianten können beliebig miteinander kombiniert werden, wobei sich dadurch natürlich die Komplexität der Verträge erhöht. Was ist rechtlich gesehen eine Agri-PV-Anlage. Die Vergütung nach EEG ist auf 20 Jahre garantiert, sprich Sie erhalten mindestens diesen Betrag, Sie können allerdings immer ein PPA mit einem Verbraucher eingehen. Sie sind nicht verpflichtet Ihren Strom nach EEG-Vergütung abzugeben und können Ihren Strom beliebig zu höheren Preisen verkaufen. Anlagen bis 1MWp müssen nicht an EEG-Ausschreibungen teilnehmen und werden automatisch mit dem Höchstgebot der Ausschreibung vergütet.
Die Vergütung nach EEG ist aktuell (2024) durch das EEG 2023 und das Solarpaket 1 geregelt. Alle Agri-PV-Anlagen, die über 1 MWp Leistung haben müssen an einer der zwei jährlichen Innovationsschreibungen teilnehmen. Dies Ausschreibungen sind separat von den regulären Freiflächen-PV-Ausschreibungen und enthalten Agri-, Parkplatz- und Moor-PV-Anlagen. Die Gebote für die Ausschreibungen müssen spätestens zum 1. Mai und 1. September abgegeben werden. Es gibt ein Höchstgebot, das 8% über dem höchsten Zuschlagswert der letzten drei Gebotstermine liegt. Gestartet wurde 2024 mit 9,5 ct/kWh. Das Ausschreibungsvolumen betrug 2024 500 MWp und soll bis 2029 schrittweise auf 3000 MWp erhöht werden.
Der Ablauf ist folgendermaßen:
Genauer und ausführlicher finden Sie das Ganze auf der Seite der Bundesnetzagentur.
Ein PPA ist ein Power Purchase Agreement, also ein Stromliefervertrag. Dieser Vertrag wird zwischen einem Anlagenbetreiber, also Ihnen und einem Stromabnehmer abgeschlossen. In diesem Vertrag werden Stromerlös pro kWh und Laufzeit geregelt. Auch beim Abschluss eines PPAs ist es meist sinnvoll an einer EEG-Ausschreibung teilzunehmen. Dies bildet einen soliden Grundverdienst, wenn das PPA ausläuft oder anderweitig nicht mehr gilt.
Wie sieht die Zukunft aus?
Die Agri-PV bietet einen Ausweg aus dem Dilemma zwischen Agrarfläche und Freiflächen-PV, indem sie beides kombiniert und somit Fläche einspart. Dadurch ist es möglich mehr Strom zu erzeugen ohne, dass der Gesamtertrag der Landwirtschaft verringert wird. Außerdem wird den zunehmenden Folgen des Klimawandels vorgebeugt und der Fortbestand der Landwirtschaft als Nahrungsmittelerzeuger und Arbeitgeber gesichert.
Das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme geht davon aus, dass es allein in Deutschland ein Potenzial für ca. 1700 GWp an Agri-PV-Anlagen besteht. Es gibt demnach ein sehr großes ungenutztes Potenzial für PV-Anlagen, die keine zusätzliche Fläche benötigen. Die 1700 GWp entsprechen ca. 1.700 TWh (1700.000 MWh) pro Jahr. Zum Vergleich: Deutschlands Gesamtstromverbrauch im Jahr 2022 betrug 484,2 TWh.
Die Preise pro kWh für technische Komponenten (Solarmodule, Wechselrichter usw.) sind im Zeitraum zwischen 2022 und 2024 massiv gefallen, wohingegen die Vergütung nach EEG von 7,5 ct/kWh Höchstgebot auf 9,5 ct/kWh gestiegen ist. Die Module werden gleichzeitig bei gleicher Größe immer leistungsfähiger.