Inside BayWa r.e.'s Agrivoltaik: Wie Solarstrom den Obstanbau revolutioniert
Eine Fallstudie aus Rheinland-Pfalz zeigt, wie die Doppelnutzung von Agrarflächen durch Agrivoltaik Ernten sichert, Kosten senkt und die Energiewende vorantreibt.
Deutschland steht vor einem gewaltigen Zielkonflikt: Der Ausbau erneuerbarer Energien benötigt riesige Flächen, doch wertvolles Ackerland wird für die Ernährungssicherheit gebraucht. Die Lösung könnte in der Agrivoltaik liegen, einem Konzept, das Landwirtschaft und Solarstromerzeugung auf derselben Fläche vereint. Statt eines „Entweder-oder“ ermöglicht sie ein „Sowohl-als-auch“. Das Leuchtturmprojekt von BayWa r.e. in Gelsdorf, Rheinland-Pfalz, demonstriert eindrucksvoll, wie diese Synergie in der Praxis aussieht und welche enormen Vorteile sie für Landwirte und das Klima hat.
Der Kontext: Deutschlands Dilemma zwischen Energie und Ernährung
Deutschlands Energiewende ist ambitioniert: Bis 2030 sollen 80 % des Bruttostromverbrauchs aus erneuerbaren Quellen stammen. Allein die installierte Photovoltaik-Leistung soll sich auf 215 Gigawatt verdreifachen. Dies erfordert nach Schätzungen eine Fläche, die fast der des Saarlandes entspricht. Gleichzeitig ist Agrarland eine knappe und schützenswerte Ressource, die für die Lebensmittelproduktion und den Erhalt der Biodiversität unerlässlich ist. Die Debatte „Tank oder Teller“ – Energiepflanzen versus Nahrungsmittel – weitet sich somit auf „Solarpark oder Spargelfeld“ aus. Die Doppelnutzung von Flächen durch Agrivoltaik bietet hier einen eleganten Ausweg.
Was ist Agrivoltaik (APV)?
Agrivoltaik, oft auch als Agri-Photovoltaik (APV) bezeichnet, ist die gleichzeitige Nutzung von Flächen für die landwirtschaftliche Pflanzenproduktion und die photovoltaische Stromerzeugung. Dabei werden Solarmodule so über den Kulturen installiert, dass die landwirtschaftliche Nutzung darunter weiterhin möglich ist und die Pflanzen ausreichend Licht erhalten. Dieser Ansatz steigert die Landnutzungseffizienz erheblich und schafft Synergien statt Konkurrenz.
„Wir müssen die Landwirtschaft als Teil der Lösung für die Klimakrise begreifen, nicht als Problem. Agrivoltaik ist ein Schlüssel dazu, denn sie macht Landwirte zu Energie- und Lebensmittelwirten gleichzeitig.“ – Stephan Schindele, Head of Product Management Agri-PV bei BayWa r.e.
Die Herausforderung: Wie schützt man Obst vor Wetterextremen und erzeugt gleichzeitig Strom?
Der Obstbau in Deutschland ist zunehmend von den Folgen des Klimawandels betroffen. Spätfröste im Frühjahr, Hitzewellen und Sonnenbrand im Sommer, Starkregen und Hagel bedrohen die Ernten und die wirtschaftliche Existenz der Betriebe. Traditionell schützen Obstbauern ihre Kulturen mit Hagelschutznetzen oder teuren Folientunneln, die aus Plastik bestehen, nach wenigen Jahren zu Abfall werden und keinen Mehrwert über den reinen Schutz hinaus bieten. Für das Obstbau-Kompetenzzentrum Dienstleistungszentrum Ländlicher Raum (DLR) Rheinpfalz und den beteiligten Landwirt in Gelsdorf war die zentrale Herausforderung also mehrschichtig: Wie kann man Äpfel und andere Obstkulturen verlässlich vor Wetterextremen schützen, den Einsatz von Plastik reduzieren, den Wasserverbrauch senken und gleichzeitig einen Beitrag zur Energiewende leisten, der sich auch wirtschaftlich rechnet?
Die Lösung: Was genau hat BayWa r.e. in Gelsdorf getan?
Auf einer Versuchsfläche in Gelsdorf bei Bonn installierte BayWa r.e. in Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE bereits 2020 eine hochmoderne APV-Anlage mit einer Leistung von 258 kWp über einer Apfelplantage. Anstatt die Fläche vollständig zu überdachen, wurden lichtdurchlässige (semi-transparente) Solarmodule verwendet, die speziell für diesen Zweck entwickelt wurden. Die Anlage wurde auf einer festen Unterkonstruktion in 2,90 Metern Höhe montiert, sodass landwirtschaftliche Maschinen problemlos darunter arbeiten können.
Dieses System ersetzt die herkömmlichen Foliendächer und Hagelschutznetze und bietet zahlreiche Vorteile:
- Schutzfunktion: Die robusten Glas-Glas-Module schützen die darunter wachsenden Äpfel effektiv vor Hagel, Starkregen und Sonnenbrand.
- Verbessertes Mikroklima: Die Teilverschattung senkt die Temperatur an heißen Tagen und reduziert die Verdunstung von Wasser im Boden um bis zu 20 %.
- Nachhaltigkeit: Es wird kein Plastikmüll durch Schutzfolien mehr erzeugt. Der erzeugte Strom kann direkt auf dem Hof für Kühlhäuser und Maschinen genutzt werden, was die Betriebskosten senkt.
Rote Äpfel wachsen geschützt unter einer Agrivoltaik-Anlage und profitieren von den Vorteilen.
Vergleich: Agrivoltaik vs. Traditioneller Folienschutz
Die Gegenüberstellung zeigt die klaren Vorteile des multifunktionalen APV-Systems.
| Merkmal | Traditioneller Folienschutz | Agrivoltaik-System (BayWa r.e.) |
|---|---|---|
| Primärfunktion | Wetterschutz (Hagel, Regen) | Wetterschutz und Stromerzeugung |
| Material | LDPE-Folie, Hagelschutznetze (Kunststoff) | Glas-Glas-Solarmodule, Stahlkonstruktion |
| Lebensdauer | 3-7 Jahre (Folie) | 30+ Jahre |
| Abfall | Regelmäßiger Austausch, erzeugt Plastikmüll | Minimal, am Ende der Lebensdauer recyclebar |
| Zusätzlicher Nutzen | Keiner | Stromertrag, Reduzierung der Wasserverdunstung |
| Betriebskosten | Kosten für Anschaffung und Entsorgung der Folien | Senkung der Stromkosten, Einnahmen durch Einspeisung |
| Widerstandsfähigkeit | Anfällig für starke Stürme | Sehr robust, schützt auch vor starkem Hagel |
Die Ergebnisse: Messbarer Erfolg bei Ernte und Stromerzeugung
Die wissenschaftliche Begleitung durch das Fraunhofer ISE lieferte über mehrere Ernteperioden hinweg beeindruckende und quantifizierbare Ergebnisse. Die Daten zeigen, dass die Agrivoltaik nicht nur technisch funktioniert, sondern auch ökonomisch und ökologisch überlegen ist. Im ersten Versuchsjahr 2021 hat die Anlage rund 1,1 GWh Strom pro Hektar erzeugt, was dem Bedarf von etwa 400 Haushalten entspricht. Der Landwirt kann diesen Strom nutzen, um seine Kühlhäuser zu betreiben, wodurch er seine Abhängigkeit vom Stromnetz und von schwankenden Preisen erheblich reduziert.
Die landwirtschaftlichen Ergebnisse waren ebenso positiv:
- Ertrag: Bei einigen Apfelsorten wie 'Gala' war der Ertrag unter den APV-Modulen sogar höher als auf der ungeschützten Referenzfläche, da die Früchte vor Sonnenbrand geschützt waren.
- Qualität: Die Fruchtqualität war durchweg hoch. Es traten signifikant weniger Schäden durch Sonnenbrand und Hagel auf.
- Ressourceneffizienz: Die Landnutzungseffizienz, ein Maß für die kombinierte Leistung von Landwirtschaft und Energieerzeugung, lag bei beeindruckenden 160-170 % im Vergleich zur getrennten Nutzung der Fläche.
Kennzahlen des Gelsdorf-Projekts im Überblick
| Kennzahl (KPI) | Wert | Anmerkung |
|---|---|---|
| Installierte Leistung | 258 kWp | Auf einer Fläche von ca. 0,4 Hektar |
| Jährlicher Stromertrag | ca. 250.000 kWh | Entspricht dem Bedarf von ca. 65 Vier-Personen-Haushalten |
| Reduzierung von Sonnenbrand | -40 % | Im heißen Sommer 2022 im Vergleich zur Referenzfläche |
| Wasserersparnis (Evaporation) | ca. 20 % | Durch Teilverschattung und geringere Windgeschwindigkeit |
| Landnutzungseffizienz | >160 % | Synergieeffekt aus landwirtschaftlichem und energetischem Ertrag |
Eine weitläufige Agrivoltaik-Installation über einem Feld mit Gemüse in Deutschland zeigt die Doppelnutzung von Flächen.
Lektionen für Sie: Ist Agrivoltaik für Ihren Betrieb geeignet?
Die Fallstudie zeigt, dass Agrivoltaik mehr als nur ein Nischenkonzept ist. Für Landwirte, Investoren und Kommunen bietet es konkrete Vorteile. Die Eignung hängt jedoch von mehreren Faktoren ab. Zu den wichtigsten Überlegungen gehören die Wahl der Kulturpflanzen, die Anfangsinvestition und die rechtlichen Rahmenbedingungen. Glücklicherweise verbessern sich die Konditionen, insbesondere durch das Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) 2023 und das Solarpaket I, das ab 2024 neue, attraktivere Vergütungssätze für APV-Anlagen vorsieht. Bis Juli 2026 wird erwartet, dass die Zahl der genehmigten Projekte deutlich ansteigt.
Geeignete Kulturen:
- Obstbau: Äpfel, Birnen, Kirschen, Beeren (profitieren stark vom Schutz)
- Gemüseanbau: Salate, Gurken, Kartoffeln, Spargel (profitieren von Teilbeschattung)
- Ackerbau: Weizen und Raps wurden ebenfalls erfolgreich getestet, erfordern aber andere (z.B. vertikale) Anlagenkonzepte.
Wichtig ist, dass die agronomischen Anforderungen der Pflanzen im Mittelpunkt stehen. Die Technologie muss sich an die Landwirtschaft anpassen, nicht umgekehrt. Die DIN SPEC 91434 setzt hierfür klare Standards.
Die Zukunft der Agrivoltaik: Ausblick über 2026 hinaus
Die Agrivoltaik steht in Deutschland an der Schwelle zum Durchbruch. Die politische Unterstützung wächst, die Technologie wird ausgereifter und wirtschaftlicher. Das Fraunhofer ISE schätzt das technische Potenzial allein in Deutschland auf rund 1.700 GWp, was theoretisch den gesamten Strombedarf des Landes decken könnte. Während dies ein theoretischer Wert ist, zeigt er das immense Potenzial. Zukünftige Entwicklungen werden sich auf die Optimierung von Modulen, die Integration von Tracking-Systemen, die den Lichteinfall steuern können, und die Erforschung der Eignung für weitere Kulturen konzentrieren. Firmen wie Next2Sun treiben zudem alternative Konzepte wie vertikale, bifaziale Module voran, die besonders gut für den Ackerbau geeignet sind.
Das Fazit: Mehr als nur eine technische Lösung
Das Projekt in Gelsdorf ist mehr als eine technische Demonstration. Es ist ein Beweis dafür, dass Ökologie und Ökonomie Hand in Hand gehen können. Agrivoltaik stärkt die Resilienz der Landwirtschaft gegenüber dem Klimawandel, schafft eine neue, verlässliche Einnahmequelle für Landwirte und beschleunigt die Energiewende, ohne wertvolle Böden zu versiegeln. Sie ist ein Paradebeispiel für eine intelligente, integrierte Nachhaltigkeitsstrategie, die den Weg in eine lebenswerte Zukunft weist, in der Energie- und Ernährungssicherheit keine Gegensätze mehr sind.
“Die Kombination aus Obstbau und Solarstromerzeugung ist kein Kompromiss mehr, sondern eine Synergie zum beidseitigen Vorteil.”
Häufige Fragen
- Was kostet eine Agrivoltaik-Anlage?
- Die Kosten für eine Agrivoltaik-Anlage sind höher als bei klassischen Freiflächenanlagen, da eine aufwändigere Unterkonstruktion benötigt wird. Die Investition wird jedoch durch höhere Stromerträge pro Fläche, eingesparte Kosten (z.B. für Folien) und spezielle Förderungen im Rahmen des EEG 2023 zunehmend wirtschaftlich.
- Welche Pflanzen eignen sich für Agrivoltaik?
- Besonders gut eignen sich schattenverträglichere Pflanzen und solche, die von Schutz profitieren. Dazu gehören viele Obstsorten (Äpfel, Birnen), Beeren, aber auch Gemüse wie Salate, Gurken, Kartoffeln und Spargel. Die Eignung hängt stark vom Anlagentyp und der Lichtdurchlässigkeit der Module ab.
- Gibt es Förderungen für Agrivoltaik in Deutschland?
- Ja, das Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG 2023) sieht für Agrivoltaik-Anlagen einen eigenen Ausschreibungsbereich mit erhöhten Vergütungssätzen vor. Das Solarpaket I hat diese Förderung weiter verbessert, um die Technologie attraktiver zu machen und den Ausbau zu beschleunigen.
- Ist Agrivoltaik besser als Freiflächen-Solaranlagen?
- Agrivoltaik ist nicht per se „besser“, aber sie löst den Konflikt der Flächenkonkurrenz. Auf Flächen, die landwirtschaftlich wertvoll sind, ist Agrivoltaik die überlegene Lösung, da die Lebensmittelproduktion erhalten bleibt. Klassische Freiflächenanlagen eignen sich besser für Konversionsflächen oder landwirtschaftlich unproduktives Land.
- Wie beeinflusst Agrivoltaik den Boden?
- Die Auswirkungen sind überwiegend positiv. Die Teilbeschattung reduziert die Bodentemperatur und Wasserverdunstung, was die Bodenfeuchte erhält und vor Austrocknung schützt. Zudem wird die Bodenerosion durch Wind und Starkregen gemindert. Eine Verdichtung des Bodens wird durch angepasste Bau- und Bewirtschaftungsmethoden vermieden.
Quellen
- Agri-PV im Obstbau – Das Pilotprojekt in Gelsdorf (Publiziert 2022)
- BayWa r.e. Pressemitteilung: Agri-Photovoltaik im Obstbau ist ein voller Erfolg (Okt 2021)
- Fraunhofer ISE: Studie zur Agri-Photovoltaik - Potenzialanalyse für Deutschland (Juni 2022)
- Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz: Informationen zum Solarpaket I (Beschlossen 2024)
- DIN SPEC 91434: Agri-Photovoltaik-Anlagen - Anforderungen an die landwirtschaftliche Hauptnutzung (Beuth Verlag)
