iEnergy Solutions

Integrative Energielösungen in der Landwirtschaft und nachhaltige Landnutzung in der Lausitz

Kurzbeschreibung und Ziele

Mit dem Umbau der Energiewirtschaft zur CO₂-neutralen Produktion gewinnt der Ausbau der Erneuerbaren Energien immer mehr an Bedeutung. Im ländlichen Raum gibt es entsprechende Flächenpotenziale für die Installation von Photovoltaik-Anlagen. In den letzten Jahren wurden in Deutschland und vor allem in Brandenburg verstärkt weitere PV-Anlagen errichtet. Dieser Ausbau bedarf einer nachhaltigen Integration der Anlagen in die Kulturlandschaft und in der Landwirtschaft. Es gilt, innovative Konzepte für ein effizientes Landnutzungsmanagement für PV-Anlagen zu entwickeln, um

• den Landnutzungsdruck zu reduzieren,
• die mehrfache Nutzung ermöglichen,
• die Akzeptanz der Bevölkerung zu verbessern
• den Naturhaushalt verbessern und
• einen nachhaltigen Beitrag für den Klimaschutz zu leisten.

Das Konzept impliziert eine Einbindung von Photovoltaik (PV) in die Landschaften bei gleichzeitiger landwirtschaftlicher Nutzung und der nachhaltigen, ökologischen Landnutzung durch Diversifizierung der Agrarlandschaft.

Für die ökologische Bewertung werden die Rückkopplungen zwischen Mikroklima und den Pflanzen untersucht, um positive Effekte wie die Minderung der Evapotranspiration zu fördern. Simulationen der Energieproduktion durch die Solaranlage in Kombination mit der Erfassung des realen Stromverbrauchs durch die Ermittlung von Lastgängen ermöglichen die Planung von potenziellen lokalen Anlagen für die landwirtschaftlichen Betriebe. Modernste Mess- und Regeltechnik erlaubt eine optimale Datenerfassung und -analyse für die Steuerung zum Beispiel von Bewässerungssystemen. Sie hilft aber auch bei der Planung von neuen PV-Anlagen in der Region.

Projektinnovation

Wesentliche Innovation ist die Entwicklung nachhaltiger Konzepte zur Einbindung von Energie produzierenden PV-Anlagen in die Agrarlandschaft bei gleichzeitiger Erhöhung der multifunktionellen Landnutzung. Diese doppelte Landnutzung soll die Effizienz der natürlichen Ressourcennutzung (Land, Boden, Wasser, Biodiversität) in der Agrarlandschaft (Agrar-PV) fördern und so langfristig zu deren Sicherung beitragen.

iEnergy Solutions und die Lausitz

Die Lausitz ist durch den Abbau der Braunkohle traditionell eng mit der Energieproduktion verbunden und soll auch zukünftig einen wichtigen Beitrag für die Energieversorgung durch den großflächigen Ausbau der regenerativen Energien durch Wind und Sonne leisten. Die landwirtschaftliche Produktion in der Lausitz ist durch die eingeschränkten Bodenverhältnisse mit ihren geringen Nährstoffgehalten und geringem Wasserhaltevermögen gekennzeichnet. Zudem verstärkt die hohe Niederschlagsvariabilität mit ihren langanhaltenden Trockenzeiten den Druck auf die Bodenwasserverfügbarkeit und den Landschaftswasserhaushalt mit negativen Auswirkungen auf die Agrarproduktion. Dies wird durch den Klimawandel noch verstärkt. Langfristig integrative Lösungen sollen unter gleichzeitiger Einbeziehung der ökologischen und energetischen Aspekte für die spezifischen Belange in der Region entwickelt und den Landnutzer/innen zur Verfügung gestellt werden.

Nachhaltige Landnutzung

Der rasante Ausbau der Solarenergie bedingt, auch die Auswirkungen auf die Landnutzung in der Landschaft zu erforschen und diese möglichst positiv im Sinne der Nachhaltigkeitsziele zu gestalten. Technische Lösungen können so entwickelt werden, dass ein multifunktionales Landnutzungssystem entsteht, welches gleichzeitig die intensive Produktion von Energie und Nahrungsmitteln ermöglicht. Veränderungen der mikroklimatischen Bedingungen wie Wind, Strahlungshaushalt, Temperatur können sich auch positiv auf die Kulturen auswirken. Diese unterschiedlichen „Agri-PV-Anlagen“ kommen u.a. beim Anbau von Obst und Feldfrüchte, aber auch bei Grünland zum Einsatz. Sie bedingen aber einen höheren technischen Aufwand. Dieses ist bei der Abwägung für Produktionsziele zu berücksichtigen und abzuwägen. Allerdings kann eine extensive Landnutzung gerade auf Grenzertragsstandorten von der Erhöhung der Wasserverfügbarkeit profitieren. Auch Biodiversität, Bodenschutz und die Entwicklung von Lebensräumen haben in diesem integrativen Ansatz bei der Anlage von PV-Anlagen ihren Wert. Diese müssen in die Landwirtschaft als Teil der Kulturlandschaft nachhaltig berücksichtigt und eingebunden („Integrative Agrar-PV-Anlagen“) und im Sinne einer ökologischen Landschaftsentwicklung bewertet werden. Landnutzungskonflikte sollen so vermieden und Synergien sollen erreicht werden.

Dieser systemische Ansatz soll die Nachhaltigkeitsziele auch im ländlichen Raum und für die Landwirtschaft berücksichtigen. Dies ist insbesondere bei der Rekultivierung von Bergbaufolgelandschaften und der Entstehung von Energielandschaften unter Einfluss des Klimawandels von Interesse.

Erwartete Ergebnisse

Die Entwicklung und Realisierung dieser lokalen Agrar-PV-Anlagen schafft neue Arbeitsplätze in Planung, Realisierung und Betrieb der regionalen Energieproduktion und stärkt die fördert die CO2-neutrale Energieproduktion der landwirtschaftlichen Betriebe. Zudem verändern und erweitern sie das Anbaupotenzial von Agrarprodukten und leistet einen Beitrag zur Akzeptanz der Systeme. Diese Agrar-PV-Systeme als lokale Energieressource und Klimaschutzmaßnahme unterstützen beim Aufbau lokaler Strukturen für ein enges Zusammenwirken im Landschafts- Energie-Wasser-Verbund.

Ausblick

Basierend auf den erwarteten Ergebnissen des Projektes lassen sich weitere F&E – Projekte anschließen, die vor allem technologische Weiterentwicklungen der PV-Systeme aufgreifen sowie die ökologischen Vorteile im Blickwinkel haben und diese in die Praxis überführen. Auch die Übertragbarkeit und Weiterentwicklung von dezentralen Agrar-PV-Systemen in andere klimatische Regionen sind Potenzial für Anschlussvorhaben, die sowohl wissenschaftlich als auch wirtschaftlich von Interesse sind. Ein Netzwerk der Akteure zum Thema wird entwickelt, um die Brücke von der Wissenschaft zur Praxis zuschlagen.