Der Klimawandel und der Anstieg der Weltbevölkerung stellen sowohl die Energieerzeugung als auch die landwirtschaftliche Produktion vor grosse Herausforderungen. «Photovoltaikanlagen sind eine nachhaltige Energiequelle, aber sie benötigen Land, was die Konkurrenz mit der Landwirtschaft verstärkt», schreibt die Forschungsanstalt Agroscope.
Systematische Literaturrecherche
Um dieses Dilemma zu lösen, wurde in den 1980er Jahren das Konzept der Agri-Photovoltaik vorgeschlagen. Dieses System, bei der Energieerzeugung und landwirtschaftliche Produktion auf derselben Fläche kombiniert werden, nutzt die Tatsache, dass Pflanzen nur einen Teil des Sonnenlichtspektrums und der täglichen Einstrahlung nutzen.
Für genauere Aussagen über die Effizienz, die am besten geeigneten Kulturen und das Entwicklungspotenzial fehlt es aber noch an detaillierten agronomischen Daten. Forschende bei Agroscope führten daher eine systematische Literaturrecherche durch und analysierten rund 50 Studien über die Kombination von Stromerzeugung und landwirtschaftlicher Produktion in der ganzen Welt.
Keinen ausgeprägten Trend
Bei den meisten Studien wurden Systeme mit Salat- und Tomatenkulturen untersucht. In weiteren Studien betraf das System Getreide-, Mais-, Kartoffel- oder Obstkulturen bzw. die Rinder- oder Schafhaltung. Ist die Produktion im Rahmen der Agri-Photovoltaik erfolgreicher oder weniger erfolgreich als in einem herkömmlichen System?
Die Literaturrecherche zeigt, dass es keinen ausgeprägten Trend gibt. Die Ergebnisse fallen je nach Studie unterschiedlich aus: Die Erträge sind manchmal höher und manchmal niedriger. Das lässt sich darauf zurückführen, dass der Erfolg von vielen Faktoren abhängt: von den örtlichen klimatischen Bedingungen, der Jahreszeit, der angebauten Sorte und dem Design des Photovoltaiksystems, namentlich der Abdeckungsgrad des Daches mit Solarmodulen.
Kartoffeln und Tierhaltung
«Es ist festzustellen, dass eine Kombination mit Tierhaltung und mit Kartoffelanbau in grossem Massstab möglich zu sein scheint», so die Forschenden. Unter bestimmten Bedingungen scheinen sich selbst Kulturen mit hohem Lichtbedarf wie Tomaten oder Mais zu eignen.
Dagegen ist es nicht möglich, einen Schwellenwert für die Beschattung festzulegen, den die Kulturen ohne negative Auswirkungen auf den Ertrag tolerieren können. Die Forschenden schlagen daher vor, stattdessen für jede Kultur eine optimale tägliche Lichtmenge festzulegen.
Für die Identifikation der vielversprechendsten Kulturen und die Entwicklung einer Agri-Photovoltaik ohne Ertragseinbussen seien deshalb Versuche auf grösseren Flächen und über mehrere Jahre hinweg erforderlich, halten die Forschenden fest.
Fazit
- Die Agri-Photovoltaik ist ein neues Produktionssystem, das sich weltweit entwickelt und auf wachsendes Interesse stösst.
- Die Analyse der bisher veröffentlichten Studien zeigt, dass der Erfolg von vielen Faktoren abhängt: von den lokalen klimatischen Bedingungen, der Jahreszeit, der angebauten Sorte und dem Systemdesign.
- Für detailliertere agronomische Daten und die Entwicklung einer Agri-Photovoltaik ohne Ertragseinbussen sind weitere Versuche auf grösseren Flächen und über mehrere Jahre hinweg erforderlich.
-> Hier gehts zur ausführlichen Literaturrecherche (englisch)
