15. Jänner 2023

PV und Schafe

Einer der Hauptkritikpunkte an großen Photovoltaik-Freiflächenanlagen ist der Flächenverbrauch und der Verlust wertvoller landwirtschaftlicher Böden. Photovoltaik und Landwirtschaft schließen einander aber nicht aus, sie sind klar synergetisch, wie Praxisbeispiele der Agri-Photovoltaik zeigen.

Agri-Agri-„Photovoltaik-Freiflächenanlagen entziehen der Landwirtschaft wertvolle Ackerböden und gefährden somit unsere Nahrungsmittelversorgung.“ So lautet ein häufiger Vorwurf, der aber nicht stimmen muss. Die Antwort lautet Agri-Photovoltaik, Agri-PV, Agro-PV oder auch Agrar-Photovoltaik. Es hat sich noch kein Standardbegriff durchgesetzt, sämtliche Begriffe bezeichnen die gemeinsame Nutzung von Flächen für die Produktion landwirtschaftlicher Erzeugnisse und die Stromerzeugung aus Photovoltaikanlagen.

Im österreichischen Fördergesetz für erneuerbare Energien, dem Erneuerbaren-Ausbau-Gesetz (EAG), sind zwei unterschiedliche Arten der Agri-Photovoltaik definiert, nämlich die Nutzung der Flächen zur Produktion von tierischen oder zur Produktion von pflanzlichen Erzeugnissen.  Dieser Kategorisierung möchten wir folgen, wobei wir für beide Anwendungsfälle ein Konzept entwickelt haben, das eine bestmögliche landwirtschaftliche Bewirtschaftung innerhalb der Flächen und gleichzeitig die maximale, wirtschaftliche Stromerzeugung sicherstellt.

Vorgaben zur Agri-PV aus dem Erneuerbaren-Ausbau-Gesetz (EAG)

Für konventionelle Photovoltaik-Freiflächenanlagen ist im Fördergesetz – im Vergleich zu beispielsweise Aufdachanlagen – ein signifikanter Abschlag von 25% auf die Förderung vorgesehen (mehr Details zur Förderung von Photovoltaik-Anlagen in Österreich finden Sie in unserem Artikel zum Erneuerbaren Ausbau Gesetz). Davon ausgenommen sind Agri-Photovoltaikanlagen, die folgende Anforderungen erfüllen (siehe §6 (3) Marktprämienverordnung):

  • „Vorliegen einer zwingenden landwirtschaftlichen Hauptnutzung: kombinierte Nutzung derselben Landfläche für die landwirtschaftliche Produktion von pflanzlichen oder tierischen Erzeugnissen als Hauptnutzung und Stromproduktion als Sekundärnutzung;
  • gleichmäßige Verteilung der Photovoltaikmodule auf der Gesamtfläche, es sei denn der Erhalt von bestehenden Biotopstrukturen erfordert eine andere Verteilung;
  • landwirtschaftliche Nutzung von mindestens 75% der Gesamtfläche zur Produktion von pflanzlichen oder tierischen Erzeugnissen;
  • Aufständerung: ausreichend Abstand zwischen den einzelnen Pfosten relativ zur Bewirtschaftungslinie, sodass die geplante Landnutzungsform zur Produktion von pflanzlichen oder tierischen Erzeugnissen möglich ist. Die Art der Aufständerung muss die Bearbeitbarkeit der Fläche sicherstellen;
  • Flächenverlust an der Gesamtfläche durch Aufbauten, Unterkonstruktionen sowie Anlageninfrastruktur von höchstens 7% der Gesamtfläche. Zur Anlageninfrastruktur zählen alle Veränderungen auf der Gesamtfläche, die mit der Errichtung, dem Betrieb oder der Wartung der Photovoltaikanlage in direktem Zusammenhang stehen. Die restliche Fläche muss für Maßnahmen zur Erhöhung der Biodiversität genutzt werden. Im Falle einer Schotterung muss Schotterrasen verwendet werden;
  • Sicherstellung der Bearbeitbarkeit der Fläche, sodass die gesamte landwirtschaftlich nutzbare Fläche bewirtschaftet werden kann;
  • Anpassung der Wasserverfügbarkeit an die Wachstumsbedingungen der Kultur und Biodiversitätsflächen, wobei auf eine möglichst homogene Verteilung des Niederschlagswassers auf der landwirtschaftlich genutzten Fläche zu achten ist;
  • Bodenerosion: Minimierung des Auftretens von Erosion und Verschlämmung auf Grund von Wasserabtropfkanten durch die Konstruktion der Anlage.“

Bereits bei Stellen des Förderantrags muss das landwirtschaftliche Nutzungskonzept übermittelt werden, das Informationen zum landwirtschaftlichen Betrieb, zur geplanten landwirtschaftlichen Hauptnutzung über die nächsten 10 Jahre, sowie technische Informationen zur Aufständerung und zum Flächenverlust beinhalten muss. Wir haben gemeinsam mit mehreren Grundeigentümern bereits landwirtschaftliche Nutzungskonzepte entwickelt, die eine Fortsetzung der Flächennutzung innerhalb ihres landwirtschaftlichen Betriebs unter Einhaltung der oben angeführten Anforderungen ermöglichen. Diese wurden der Förderstelle vorgelegt, von dieser geprüft und freigegeben.

 

Option 1: Produktion von tierischen Erzeugnissen in Agri-PV-Anlagen

Bei der Nutzung der Flächen zur Produktion von tierischen Erzeugnissen werden innerhalb des eingezäunten Bereichs der Agri-Photovoltaikanlage Tiere gehalten bzw. werden die Flächen von Tieren beweidet. Die landwirtschaftliche Hauptnutzung ist erfüllt, sofern ein Viehbesatz von mindestens 1,0 Großvieheinheiten je Hektar Gesamtfläche erreicht wird (1,0 GVE/ha).

Um die Vorgabe von 1,0 Großvieheinheiten bzw. GVE pro Hektar aus dem EAG zu erfüllen, muss innerhalb der Agri-PV-Anlage beispielsweise die folgende Anzahl an Tieren je Hektar gehalten werden:

  • 7 Mutterschafe älter als 1 Jahr
  • 15 Lämmer und Jungschafe jünger als 1 Jahr
  • 250 Legehennen älter als 1 Jahr
  • 125 Gänse
  • 250 Enten
  • 1 Rind älter als 2 Jahre
  • 3 Kälber und Jungrinder jünger als 6 Monate
  • 2 Kälber und Jungrinder im Alter von 6 bis 12 Monaten
  • Etc.

Der klassische und bisher am häufigsten umgesetzte Anwendungsfall der Agri-PV ist die Schafhaltung. Hier gibt es umfangreiche Erfahrungswerte, auch wir halten bereits Schafe in mehreren unserer Photovoltaik-Freiflächenanlagen.

Im Vergleich zu einer konventionellen PV-Freiflächenanlage setzen wir in der technischen Umsetzung einer Agri-PV-Anlage diverse Maßnahmen, um der Tierhaltung Rechnung zu tragen. Insbesondere werden die Modultische deutlich höher ausgeführt, an der Modulunterkante befinden sich die Tische meist in einem Bodenabstand von 120 cm, auf der Rückseite befinden sich die Module – in der Ebene – auf einer Höhe von knapp 300 cm. Dies führt zu deutlichen Mehrkosten in der Ausführung, bringt aber wesentliche Vorteile in der Tierhaltung.

Die Schafe können so die gesamten Flächen unter den Modultischen zur Beweidung nutzen, ohne dass die Gefahr einer Verletzung besteht. Es kommt ein Zwei-Fuß-System ohne Querstreben zum Einsatz, da bei Einfuß-Systemen mit Querstreben der Weidebereich der Schafe stärker eingeschränkt wird. Der Pfostenabstand in Ost-West Richtung beträgt über 3 Meter und ist somit ausreichend weit, um den Schafen ein Passieren und ein Beweiden der Flächen unter den Modultischen zu ermöglichen. Das Ziel wird erreicht: wie auf den Fotos zu sehen ist, nützen Schafe die gesamten Flächen, sogar die Flächen direkt unter der Modulunterkante.

Ziel unseres Konzepts ist es aber, nicht nur die Weiternutzung der landwirtschaftlichen Flächen zu ermöglichen, sondern die landwirtschaftliche Nutzbarkeit so weit wie möglich zu verbessern. Unsere Schafbauern erhoffen sich von Ihrer Agri-PV-Anlage einen Witterungsschutz für ihre Tiere, nicht nur bei Starkregen- oder Hagelereignissen, vor allem auch gegen die zunehmende Hitze im Sommer, die immer mehr zu einem Problem der Landwirtschaft und Tierhaltung wird. Das Angebot wird von den Schafen in der Praxis angenommen.

Auch bei der Verkabelung muss der geplanten Tierhaltung Rechnung getragen werden. So werden die Kabel im Bereich der Wechselrichter mit einem Gitter gegen potenziellen Tierverbiss geschützt. Selbstverständlich werden alle Modulkabel sehr sorgfältig hochgebunden.

Im Frühjahr 2023 errichten wir die erste Agri-Photovoltaikanlage für die Haltung von Kälbern. Hier werden wir aufgrund der Größe und des Gewichts der Tiere die Tische noch etwas höher ausführen. Zusätzlich werden an einigen Stellen, insbesondere an der Modulunterkante, elektrische Weidezäune installiert, um ein Reiben der Rinder an den Modulen zu verhindern und insbesondere die Modulkabel noch besser zu schützen. Diese zusätzlichen Schutzmaßnahmen wurden auch deswegen gewählt, da zur Rinderhaltung innerhalb von Agri-PV-Anlagen bisher kaum Erfahrungswerte vorliegen.

Exkurs: Agri-Photovoltaik mit Hühnerhaltung (gemäß Vorgaben der AMA)

Den größten Mehrwert für die Tierhaltung stiftet eine PV-Freiflächenanlage bei Geflügelbetrieben. Wenn die Agri-Photovoltaikanlage direkt im Anschluss an den Geflügelstall errichtet wird, stellt sie eine wesentliche Ergänzung für den landwirtschaftlichen Betrieb dar, da sie den Tieren im Auslauf zum Schutz gegen Greifvögel und zur Verschattung dient.

Aufgrund der großen Synergien zwischen Geflügelhaltung und Agri-PV-Anlagen hat die AMA einen Leitfaden für Agri-PV-Anlagen bei Legehennenbetrieben mit dem AMA-Gütesiegel veröffentlicht. Dieser Leitfaden enthält detaillierte Vorgaben zur Pflanzung von Hecken, Belegrate mit Modulen, Mindesthöhe der Tische, maximale Tischtiefe etc.

Wir haben bereits gemeinsam mit mehreren Hühnerbauern Agri-PV-Konzepte entwickelt, die sowohl die Anforderungen der AMA und aus dem EAG erfüllen. Die erste Anlage werden wir im Sommer 2023 errichten.

Option 2: Produktion von pflanzlichen Erzeugnissen in Agri-PV-Anlagen

Die landwirtschaftliche Produktion von pflanzlichen Erzeugnissen als Hauptnutzung ist im EAG definiert als die Gewinnung jeglicher Art von pflanzlichen Erzeugnissen, sofern diese von der Fläche abtransportiert und einem wirtschaftlichen Nutzen zugeführt werden.

Als wirtschaftlich sinnvolle Lösung sehen wir hier eine Agri-Photovoltaikanlage mit Trackern. Die Module werden in Nord-Süd-verlaufenden Reihen montiert, wobei die Module auf Basis eines Tracker-Systems dem Sonnenverlauf von Osten nach Westen folgen. Der Bereich zwischen den Modulreihen wird weiter für die Produktion landwirtschaftlicher Erzeugnisse genutzt. Die Bewirtschaftung sollte biologisch in Form einer 4-Felder-Wirtschaft erfolgen.

Photovoltaik-Tracker-Systeme werden in südlichen Regionen bzw. im Bereich des Äquators bereits seit vielen Jahren standardmäßig eingesetzt, haben sich bewährt und entsprechen dem Stand der Technik. Seit kurzem werden solche Tracker-Systeme vereinzelt auch in Mitteleuropa im Bereich der Agri-Photovoltaik eingesetzt, wobei sie für die Anwendung in der Agri-PV entsprechend adaptiert wurden:

  • Die Höhe der Aufständerung wurde von ca. 2,2 Meter auf 2,8 Meter erhöht, damit eine Bewirtschaftung mit Maschinen unter den Modulen leichter möglich ist
  • Der maximale Aufständerungswinkel wurde von 60° auf 70° erhöht, damit zusätzlich Platz für die Maschinen geschaffen wird
  • Dem Landwirt wird eine App zur Verfügung gestellt, mit der er die Einstellung bzw. Ausrichtung der Module in jeder Reihe einzeln verändern und so an seinen Bewirtschaftungszyklus anpassen kann

In der Mitte der Nord-Süd-verlaufenden Modulreihen befinden sich Pfosten, die in die Erde gerammt werden. Links und rechts von den Pfosten wird jeweils ein Modul hochkant montiert, das Maße von ca. 1 x 2,3 Meter aufweist. Zwischen den Rammpfosten der Modulreihen wird ein Abstand von 8 bis 10 Metern freigelassen.

Für die landwirtschaftliche Bewirtschaftung bedeutet dies Folgendes:

Links und rechts von den Rammpfosten wird jeweils 1 Meter freigelassen, der aufgrund von Verschattung, fehlender Feuchtigkeit und als Sicherheitsabstand von den Rammpfosten nicht agrarisch, sondern als Grün- bzw. Blühstreifen genutzt wird. Dies trägt zu einer deutlichen Verbesserung der Biodiversität am Standort bei. Alternativ können auch Beeren angepflanzt werden.

Zwischen den Modulreihen wird ein Streifen mit einer Breite von 6 bis 8 Metern für die landwirtschaftliche Bewirtschaftung genutzt. Hierfür bieten sich insbesondere niedrigwachsende C3-Pflanzen an, die weniger Sonneneinstrahlung benötigen und zu keiner Verschattung der PV-Module führen. Beispiele sind Weizen, Roggen, Gerste, Hafer, Kartoffeln, Sojabohnen, Kürbis oder Hanf. Auch Feldfrüchte wie Kartoffeln, Salat, Spinat, Ackerbohnen, Zwiebeln, Pflückbohnen, Gurken, Zucchini, Raps, Erbsen, Spargel, Karotten, Rettich werden in der Praxis eingesetzt.

Der Ackerstreifen mit 6 bis 8 Metern Breite kann bei entsprechender Einstellung der Modultische voll und uneingeschränkt bewirtschaftet werden. Umgerechnet bedeutet dies eine Fortsetzung der landwirtschaftlichen Nutzung auf 6/8 bzw. 75% der Fläche.

In Bezug auf die energetische Flächenausnutzung bedeutet dies Folgendes:

  • Wir installieren bei unserer Montage in etwa die gleiche Leistung auf der Fläche wie bei einer konventionellen Freiflächenanlage, also etwa 1.200 kWp / Hektar
  • Durch die Nachführung der Module entsprechend dem Sonnenverlauf liegt die erwartete Stromerzeugung in unseren Breitengraden zwischen 13-15% höher als bei einer Anlage mit einer fixen Südaufständerung von 15°
  • Durch den Einsatz bifacialer Module wird die erwartete Erzeugung noch weiter gesteigert, wobei zu den absoluten Werten bei Einsatz eines Ost-West-Trackers in unseren Breitengraden noch wenig Erfahrungswerte vorliegen
  • Bei Schneefall dreht ein Schneesensor die Module automatisch in die vertikale Position. Dies ermöglicht ein Abrutschen des Schnees und eine rasche Fortsetzung der Stromerzeugung nach Ende des Schneefalls. Wochenlange Erzeugungsausfälle unter einer Schneedecke werden vermieden
  • Durch die Funktion des Trackers wird die Stromerzeugung in die Morgen- und Abendstunden verschoben, also wenn konventionelle Süd-aufgeständerte PV-Freiflächenanlagen deutlich weniger Strom erzeugen. Die gefürchtete Kannibalisierung der PV-Stromerzeugung um die Mittagszeit im Sommer wird entschärft

Zusammengefasst erzeugen wir also auf der Fläche bis zu 20% mehr Strom als bei einer konventionellen PV-Freiflächenanlage, nutzen aber gleichzeitig ca. 75% der Flächen weiter landwirtschaftlich. Zusätzlich führt der Grün- / Blühstreifen im Vergleich zu einer rein agrarischen Nutzung zu einer Stabilisierung der biologischen Vielfalt und einer Erhöhung der Biodiversität. Dies gilt für Flora und Fauna in gleichem Maße.

 

Exkurs: Innovative Agri-Photovoltaik

Bei der Investitionsförderung ist im EAG ein Zuschlag von 30% für innovative Anlagenkonzepte vorgesehen. Im Bereich der Agri-PV wurden Anlagenkonzepte mit vertikal montierten Modulen oder aufgeständerten Modulen mit einer Höhe der Modultischunterkante von mindestens 2 Metern über ebenem Boden als innovativ definiert.

Wir haben in diesem Bereich noch keine Projekte realisiert. In Nord-Süd-Verlauf senkrecht aufgestellte bifaciale Module sollten im Vergleich zu konventionellen PV-Freiflächenanlagen mit einer Südaufständerung geringere Erträge bringen, wobei dieser Effekt aufgrund der Erzeugung von beiden Seiten und des Verschiebens der Stromerzeugung in die Randzeiten Umsatz-gesehen überschaubar sein sollte. Kritischer sehen wir die Aufständerung der Module auf über zwei Metern, da dies signifikante Mehrkosten in der Investition (insbesondere Unterkonstruktion und Montageaufwand) bedeutet. Der Förderzuschlag von 30% bedeutet beim derzeitigen Förderniveau Mehrerlöse von knapp 30 EUR/kWp, die die Mehrkosten in der Investition bei weitem nicht kompensieren.

 

Maßnahmen zur Steigerung der Biodiversität

 Es gibt zahlreiche Studien, die belegen, dass sich Photovoltaik-Freiflächenanlagen insgesamt positiv auf die Biodiversität und somit auf den Bestand von Pflanzen und Tieren auswirken. Wir setzen in Planung, Errichtung und Betrieb noch zusätzliche Maßnahmen zur Steigerung der Biodiversität, wobei wir uns wiederum an den Vorgaben aus dem EAG orientieren: 

  • Ansähen der Fläche mit einer standortgerechten, regionalen Saatgutmischung bzw. Schaffung von Blühstreifen auf der Fläche (insbesondere in landwirtschaftlich nicht direkt nutzbaren Bereichen)
  • Einhaltung eines Mindestabstands zwischen den Modultischen von mindestens 3,5 Metern
  • Einsatz von lichtdurchlässigen Doppelglasmodulen zur Optimierung des Lichteintrags unter den Modultischen
  • Keine Versiegelung des Bodens (die Pfosten werden lediglich in den Boden gerammt, die Wechselrichter werden an die Rücken der Modultische in den Schatten gehängt)
  • Regelmäßige Kontrolle der Flächen hinsichtlich des Aufkommens von invasiven Neophyten bzw. Entfernung und Entsorgung der Neophyten bei Aufkommen
  • Einsatz eines weitmaschigen Weidezauns mit einem Mindestabstand vom Boden, um Klein-Lebewesen ein Passieren zu ermöglichen
  • Bereitstellung von Nisthilfen für Vögel, Fledermäuse und Insekten
  • Einbringung von Totholzhäufen als Versteckmöglichkeit für Tiere
  • Einhaltung eines Mindestabstands von bestehenden Biotopstrukturen

Agri-Photovoltaik – eine Win-Win-Win-Situation

Die Umsetzung von Agri-Photovoltaik bedeutet eine echte Doppelnutzung der Flächen und somit eine Win-Win-Win-Situation:

  • Die landwirtschaftliche Nutzung wird nicht nur erhalten, sondern bestmöglich unterstützt (z.B. durch Schaffung von Schatten und Schutz für die Tiere)
  • Der Landwirt erhält attraktive, von der Witterung und Extremwetterereignissen unabhängige Zusatzeinkünfte, die die dauerhafte Fortsetzung seines landwirtschaftlichen Betriebs sicherstellen
  • Die Biodiversität innerhalb der Fläche wird deutlich gesteigert

Daher wird Agri-PV in Widmungsverfahren sehr positiv gesehen, in der Steiermark können sogar Flächen von bis zu 5.000 m2 vom Landwirt ohne Umwidmung für eine Agri-PV-Anlage genutzt werden. Auch in Oberösterreich spielt die Agri-PV eine wesentliche Rolle im Kriterienkatalog der oberösterreichischen Landesregierung, die Kombination der Agri-PV mit Geflügelhaltung wird besonders positiv hervorgehoben.

Bei Interesse stehen wir jederzeit für eine Prüfung und Besichtigung Ihrer Flächen zur Verfügung. Auch prüfen wir gerne gemeinsam die Möglichkeit für neue landwirtschaftliche Nutzungsformen, so sind schon Halter von Alpakas oder Mangalitza-Schweinen auf uns zugekommen – jeweils erfolgsversprechende Nutzungskonzepte, die wir derzeit gemeinsam mit den Landwirten ausarbeiten.

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