Mit dem EEG 2021 fördert die Bundesregierung erstmalig auch Photovoltaik auf Agrarflächen. Innerhalb der Innovationsausschreibung können zum April 2022 erstmals Gebote abgegeben werden. Bis zu 50 Megawatt dürfen insgesamt gefördert werden. Allerdings konkurriert der Agrar-Solarstrom mit Anlagen auf Gewässern und Parkplätzen. Für den eingespeisten Strom gibt es höchstens 7,5 Cent pro Kilowattstunde aus dem EEG-Topf gezahlt.

Die Kombination von Agrar und Stromerzeugung auf derselben Fläche soll einer Flächenkonkurrenz der beiden Bereiche entgegentreten, die Akzeptanz der Ökostromerzeugung erhöhen und wirtschaftliche Vorteile für Agrarbetriebe bringen. Für diese Synergieeffekte setzt sich seit Jahren das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme (ISE) in Freiburg ein.

Das ISE wertet schon seit Jahren den Betrieb einer Pilotanlage auf einem Hof in Heggelbach in der Nähe des Bodensees aus. Das Ergebnis: Die Ernte fällt unter den Solarmodulen eventuell schlechter aus, dafür kann der Hof aber den relativ günstigen Strom nutzen. Und die Solaranlage spendet Schatten, schützt also Pflanzen und Böden in Hitzeperioden vor Austrocknung, was dann auch den Ertrag erhöht.

Offenbar gut funktioniert dieses Konzept im derzeit größten Agrar-Photovoltaik-Projekt der Welt. In einer von Wüstenbildung gekennzeichneten Gegend in China werden unter den Solarmodulen Goji-Beeren angebaut. Seit 2016 erzeugen Solarmodule über den Beerensträuchern bis zum 640 Megawatt. Ziel ist es letztlich, auf 107 Quadratkilometern - einer Fläche so groß wie Kassel - eine Leistung von 1.000 Megawatt zu installieren, wie PV Magazine Global im September berichtete.

Konzept startete als "Kartoffeln unterm Kollektor"

Seit 2010 arbeitet das Fraunhofer ISE zu dieser Technologie, erklärt der dortige Gruppenleiter Max Trommsdorff im Gespräch mit bizz energy. Aber bereits schon 1981, kurz nach der Entstehung des ISE, habe der Institutsgründer Adolf Goetzberger einen Fachartikel mit dem Titel „Kartoffeln unter dem Kollektor" veröffentlicht. Das ISE ist mittlerweile an Konferenzen zu technischen und sozialen Aspekten des Themas sowie an einem reichhaltigen Online-Informationsangebot beteiligt.

Im Vergleich zu einer Freiflächenanlage seien die Kosten um 20 bis 40 Prozent höher, erklärt ISE-Forscher Trommsdorff. Welchen Pflanzen für Agrar-Photovoltaik besonders gut geeignet seien, könne man nicht pauschal beantworten, sagt er. Im Obstanbau sei die Anwendung tendenziell günstiger, das könne aber im Ackerbau durch entsprechend größere Flächen ausgeglichen werden. Prinzipiell aber könne die Photovoltaik über jeglichen Pflanzen errichtet werden. Im Pilotprojekt in Heggelbach könne ein Mähfahrzeug darunter herumfahren, erzählt Trommsdorff. Das bedeute dann aber auch höhere Kosten für die dann höher gelegte Solar-Konstruktion.

EEG-Förderung lohnt für bodennahe Anlagen

Zwischen 6 und 9 Cent pro Kilowattstunde betragen nach Trommsdorffs Erfahrung die Stromgestehungskosten bei der Agrar-Photovoltaik. Die nun beschlossene EEG-Höchstförderung von 7,5 Cent pro Kilowattstunde sei eher für bodennahe Anlagen realistisch, sagt der Experte. Nach seiner Einschätzung ist es besonders sinnvoll, die agrare Solarstromerzeugung vor allem im Gartenbau zu nutzen. Diese geschehe typischerweise hofnah, so dass der Strom dann für den Betrieb gleich selbst genutzt werden kann. Zudem seien im Gartenbau ohnehin Gewächshäuser und Ähnliches üblich, so dass das Landschaftsbild durch eine Photovoltaik-Anlage nicht groß verändert werde. So ein Konzept würde, so Trommsdorff,  würde auch eine generelle Förderung und Ausweitung des Gartenbaus mit sich bringen, was die Lebensmittelimporte verringert - ein weiterer ökologischer Nutzen.

In Japan sei, so Trommsdorf weiter, Agrar-Photovoltaik vor allem zur Vorbeugung von Landflucht eingeführt worden. Dort gebe es inzwischen 15.000 staatlich geförderte Anlagen mit einer Leistung von jeweils zwischen 100 und 2.000 Kilowatt.

Zu den deutschen Firmen, die sich für das Konzept einsetzen, gehört der Mischkonzern Baywa. Die Tochterfirma Baywa r.e. konzentriert sich auf "Sonderkulturen wie Beeren- und Waldfrüchte oder Kernobst", zitierte das Photovoltaik-Magazin Projektleiter Stephan Schindele im Dezember. Hagelschutznetze und Folienschutzsysteme würden so ersetzt. Im Gegensatz zu den Folienkonstruktionen seien die Photovoltaik-Anlagen auch sturmsicher. 

In den Niederlanden hat Baywa r.e. auf 3,3 eines 10-Hektar-Himbeerfeldes Photovoltaik aufgestellt. Die Ernte sei davon nicht gemindert worden, so Schindele weiter.  Die Himbeere brauche nicht viel Licht und profitiere davon, dass unter der Photovoltaik eine bessere Durchlüftung und eine niedrigere und stabilere Temperatur gegeben seien. Zudem seien Hecken, die vorher dem Windschutz gedient hatten, weggefallen, so dass die Anbaufläche um zehn Prozent habe erhöht werden können.

Gefördert wird die Agrar-Photovoltaik auch von den Landesregierungen von Baden-Württemberg und Rheinland-Pfalz. Letztere steuere ungefähr zwei Drittel der Kosten für ein rund 1,3 Millionen Euro teures Pilotprojekt auf einer Apfelplantage bei, berichtet ISE-Forscher Trommsdorff seinerseits. Das dritte Drittel komme vom Bundesagrarministerium.

Trommsdorff erklärt den Erfolg des Konzepts bei einer Bundesregierung, die sonst kein besonderes Engagement für die Solarenergie an den Tag legte, auch mit einer Befürwortung durch den Bauernverband, der reinen Solarparks nicht zugetan ist und deshalb im Stillen die Agrar-Photovoltaik lobbyiert habe.

Ein weiter Grund des Erfolgs ist, dass die Energieproduktion für landwirtschaftliche Betriebe schon jetzt eine große Bedeutung haben. Das legt zumindest die aktuelle Landwirtschaftszählung des Statistischen Bundesamts nahe, die im Januar vorgestellt wurde. Danach gaben 2020 etwa 42 Prozent aller Betriebe an, Umsätze aus zusätzlichen, auf dem Hof betriebenen Aktivitäten zu erwirtschaften. Ein Fünftel dieser Betriebe gab sogar an, die zusätzlichen Aktivitäten würden mehr als die Hälfte ihres Umsatzes ausmachen. Nahezu ein Drittel der Agrarbetriebe mit zusätzlichen wirtschaftlichen Aktivitäten erzeugten dabei Ökostrom oder Biogas, die sie nicht nur für den Eigenverbrauch nutzen.

Seit mehreren Jahren erprobt ein Projektkonsortium unter Leitung des Fraunhofer-Instituts ISE die Kombination von Solarstrom und Landwirtschaft auf einer 0,3 Hektar großen Ackerfläche am Bodensee. In fünf Metern Höhe sind Solarmodule mit 194 Kilowatt Leistung installiert. (Copyright: Baywa r.e.)