Stromerzeugung und Nahrungsmittelproduktion zur selben Zeit auf ein und der selben Fläche?Agrofotovoltaik könnte bei der Energiewende helfen. Wie das gehen könnte, zeigt ein Forschungsprojekt am Bodensee.
Herdwangen-Schönach - Über dem Bodensee leuchtet die Alpenkette. Im Westen grüßen die Hegau-Berge, fast so wie im Badnerlied. Für sein Versuchsfeld hat sich das Freiburger Fraunhofer-Institut ein feines Fleckchen Erde ausgesucht. „Wir bauen hier Weizen, Kleegras, Kartoffeln und Sellerie an“, erzählt Florian Reyer und deutet auf einen 2,5 Hektar großen Acker. Der 38-jährige gehört zur Hofgemeinschaft Heggelbach. Sechs Landwirtsfamilien bewirtschaften hier bei Herdwangen im Linzgau (Kreis Sigmaringen) gemeinsam 165 Hektar. Eigentlich, sagt Reyer, mache man auf diesem Versuchsfeld alles wie immer – nach Demeter-Standard und mit den üblichen Maschinen. Aber genau darauf kommt es an. Denn das Entscheidende hat das Fraunhofer-Institut in sieben Metern Höhe über einen Teil des Ackers gehängt. Es ist eine Fotovoltaikanlage.
Stromerzeugung und Nahrungsmittelproduktion zur selben Zeit auf ein und der selben Fläche? Drei Jahre lang hat Reyer das Versuchsfeld bewirtschaftet, ist mit dem Traktor darüber gefahren und hat mit dem Mähdrescher den Weizen geerntet. Derweil sammelten die Experten des Fraunhofer-Instituts und der Universität Hohenheim, die in dem Projekt kooperieren, Daten, überwachten das Mikroklima und verglichen Zahlen. Mit den Ergebnissen, die jetzt vorliegen, ist der Projektleiter Max Trommsdorff vom Fraunhofer Institut für Solarenergiesysteme (ISE) mehr als zufrieden. „Auch in nässeren Jahren bewegte sich der Ertragsrückgang in einem für die Landwirte erträglichen Maß.“
Der kluge Bauer erntet dickere Kartoffeln
„Die Pflanzen reagierten unterschiedlich“, sagt Reyer. Doch selbst der Weizen habe sich nur wenig an der Verschattung durch die Kollektoren gestört. Hier betrugen die Einbußen laut Trommsdorff zwischen zwölf und 19 Prozent. Beim Kleegras blieben die Erträge sehr konstant. Die Kartoffeln wurden im Hitzejahr 2018 unter dem Dach der Paneele sogar noch ein klein wenig dicker als auf der freien Vergleichsfläche. „Es gibt Pflanzen, die besser abschneiden“, sagt Trommsdorff. Agrofotovoltaik erhöhe die Widerstandskraft gegen den Klimawandel.
Für den Versuch hatten die Wissenschaftler Fotovoltaikpaneele mit einer Gesamtleistung von 194 Kilowatt peak in 15 Reihen über den Acker gehängt. Dies reicht für die Versorgung von 62 Haushalten. Um den darunter liegenden Pflanzen genug Sonne zukommen zu lassen, wurden die Kollektoren im Abstand von mehreren Metern in Südwestrichtung angeordnet. Probleme habe es nur bei stärkeren Regenfällen gegeben, sagt Reyer. Dann strömte das Wasser von den Modulen und sammelte sich in tiefen Furchen. Der Boden drohte dadurch wegzuschwemmen.
„Das ist unser Drama“
Für einen energieintensiven Betrieb wie die Hofgemeinschaft, die für den Gemüseanbau Kühlhäuser betreibt, ist eine eigene Stromerzeugung lukrativ. Ohnehin sei der „Ertrag, der oben generiert werden kann, um ein Vielfaches höher“, als was mit den darunter wachsenden Feldfrüchten erlöst werden könne. „Das ist unser Drama. Sonst hätten wir auch nicht so viel Biogas“, sagt Reyer.
Trommsdorff sieht es ähnlich. Es sei entscheidend, Dauerkulturen zu finden, die eine ähnlich hohe Wertschöpfung erzielen. Dies könne auch das ästhetische Problem abmildern. Spargel unter Folie oder Obstbaumplantagen unter Hagelnetzen seien auch keine Augenweide, findet Trommsdorff. Sie seien am Bodensee weit verbreitet, würden aber akzeptiert. „Wir wollen die Agrofotovoltaik dort einsetzen, wo die ästhetische Verschmutzung gering ist“, sagt der Projektleiter.
Das Ministerium will weitere Forschung
Jetzt sei die Politik am Zug, um einen rechtlichen Rahmen zu setzen. Bisher ist Freiflächenfotovoltaik lediglich auf Konversionsflächen und in einem 110 Meter breiten Streifen entlang von Autobahnen und Gleisen zulässig. Die Heggelbacher Anlage darf zwar stehen bleiben, sie war aber nur als Forschungsprojekt genehmigungsfähig. Im Landwirtschaftsministerium gibt man sich noch zurückhaltend. Zwar sei die Doppelnutzung eine Möglichkeit, um die Konkurrenz zwischen Fotovoltaik und Landwirtschaft aufzuheben. Auch könnte sie ein Instrument zur Anpassung an den Klimawandel sein. Jedoch sei noch weitere Forschung nötig.