Billige Solarmodule haben viele Photovoltaikanlagen aufs Land gebracht. Ein deutsches Erfinderteam zeigt: Bauern können zugleich Ernte und Solarstrom einfahren.
Unsere Reise beginnt auf dem Hof von Georg Bockmaier. Normalerweise baut er Kartoffeln und Getreide an, so wie schon sein Vater und sein Großvater. In Grasbrunn, seinem Dorf am Rand von München, ist diesmal jedoch einiges anders: Schwere Maschinen rollen an, eine Baukolonne aus der Slowakei errichtet auf dem Feld hinter dem Bockmaier-Hof eine Agri-PV-Anlage mit einem ausgeklügelten Solarpaneel-Nachführsystem.
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Es regnet in Strömen, doch weder die kräftigen Bauarbeiter noch das Team des deutschen Start-Up-Unternehmens Feld.energy lassen sich davon stören. „Wir bauen hier jetzt eine Agri-PV-Anlage mit einem Tracker-System“, erläutert Bauleiter Igor Svibovec in seinem knallgelben Regenschutz. „Wir haben eine Leistung von ungefähr 1 Megawatt und die Fläche, die wir bebauen ist zwischen 1 und 2 Hektar groß.“
Svibovec ist zufrieden mit seinem Team und dem Fortschritt der Arbeiten. Der Bauleiter hat Erfahrung aus sieben Ländern auf zwei Kontinenten, sein bislang größtes Projekt hat er in Österreich verwirklicht. Seit dem Wechsel zu Feld.energy sind die Dimensionen etwas kleiner geworden, denn das Start-up setzt nicht auf riesige Flächen voller PV-Anlagen, sondern auf eine Vielzahl kleinerer und mittlerer Anlagen in unmittelbarer Nähe zu den Bauernhöfen.
Wir sind in Bayern, einem Bundesland im Süden Deutschlands, das als Hotspot für Start-ups gilt – vor allem für innovative Smart-Farming-Lösungen. Feld.energy ist eines davon. Das ambitionierte Start-up wurde vor zwei Jahren gegründet und wächst rasant. Mehr als 800 Landwirte haben sich bereits dafür entschieden: Gemeinsam mit feld.energy installieren sie Agri-PV-Anlagen auf rund 900 Hektar. Auf der Webseite des Unternehmens ist ein Zähler installiert, der rasch nach oben klettert: mehr und mehr Bauern machen mit, die projektierte Gesamtfläche wächst und wächst.
Bauleiter Igor und Manager Nikolai gehen aus dem Baucontainer auf Bauer Bockmaiers Kartoffelacker hinaus in den strömenden Regen. An den schweren Stiefeln klebt Erde. In den Schrittspuren im Schlamm sammelt sich Wasser. Doch das muss jetzt sein, denn der Qualitäts-Check, den die beiden mit Wasserwaage und Maßband vornehmen, gehört mit zum Handwerk.
Es geht um die genauen Abstände der Metallhalterungen für die PV-Anlage. Alles muss auf den Zentimeter genau passen. Und die in den Boden gerammten Stäbe sollen perfekt senkrecht stehen. So lassen sich zwischen ihnen in einem späteren Arbeitsschritt die Antriebswellen für die Tracking-Module installieren. Denn genau darum geht es ja: dass ab Inbetriebnahme alle PV-Paneele permanent an den sich im Tagesverlauf ändernden Sonnenstand angepasst werden.
In diesem Jahr werden 55 Anlagen gebaut, Leistung: 70 Megawatt. Das ist der allererste, noch bescheidene, Anfang. Denn Feld.energy ist ein junges Unternehmen. In diesem Jahr beginnt die vielleicht wichtigste Phase für das Start-Up-Team: Die konkrete Umsetzung der ambitionierten Pläne in reale Anlagen auf dem Bauernhof. Ein agrartechnologisches Abenteuer, das seinen Ausgang genommen hat in Bayern. Schritt für Schritt expandiert das Start-Up nun auch in benachbarte deutsche Bundesländer. Dann soll der Sprung auf den europäischen Markt folgen, so das Ziel.
Nikolai Voitiouk-Blum ist bei feld.energy als Vizepräsident für das operative Geschäft verantwortlich. „Unsere Vision für die nächsten vier Jahre ist klar“, sagt der Manager. „Wir wollen in weitere europäische Länder wie Italien expandieren. So können wir insgesamt ein Gigawatt Photovoltaik-Leistung ans Netz bringen – das entspricht einem kompletten Atomkraftwerk.“
Heißt das, dass die europäischen Landschaften und Agrarflächen bald unter PV-Modulen verschwinden und Landwirtschaft hier nicht mehr möglich sein wird? Ganz und gar nicht, sagt Bauer Bockmaier: „Das ist etwas Neues. Ich kann weiter Landwirtschaft betreiben. Mit meinem Mähdrescher und einer Schneidwerksbreite von 6,60 oder sogar 7,50 Metern komme ich problemlos zwischen den PV-Modulreihen hindurch. Wir können die Paneele außerdem senkrecht stellen.“ Dazu gibt es eine einfache Fernbedienung. Geht der Landwirt aufs Feld zum ackern, eggen, grubbern, spritzen oder ernten, muss er lediglich einen Knopf drücken – und die ansonsten schräg positionierten Module richten sich auf in die Vertikale. Sprich, der Bauer hat ausreichend Platz zum Arbeiten.
In Deutschland tobt seit dem jüngsten Regierungswechsel eine erbitterte Lobbyschlacht. Die Wirtschaftsministerin in Berlin gilt als eng verbunden mit Deutschlands Erdgas-Unternehmen und plant den beschleunigten Ausbau (fossiler) Gaskraftwerke. Kritik daran kommt nicht nur von Seiten der Opposition, sondern auch von Wissenschaftlern und Naturschützern.
Wird durch den Ausbau der Gaskraftwerke in Deutschland die Energiewende verzögert? Oder handelt es sich tatsächlich um eine im Sinne der Versorgungssicherheit notwendige Investition in eine „Brückentechnologie“? Und, da es auch weitreichende Änderungen und Einschnitte bei der Förderung Erneuerbarer Energien geben soll: Werden Wind und Sonne weiterhin gefördert? Oder wird hier Klimaschutz abgewürgt?
Der Konflikt ist nicht beendet, die auf beiden Seiten mit guten Argumenten ausgetragene energie- und umweltpolitische Auseinandersetzung dauert an. Feld.energy-Vizepräsident Nikolai Voitiouk-Blum bezieht klar Position: “Wir sehen ja, dass wir unabhängig werden sollten von Öl, von Erdgas, das heißt, es wäre der größte Fehler, jetzt die innovativen Konzepte in der Erneuerbare-Energien-Förderung abzuschneiden und wieder Jahre zurückzufallen.“
Zurück zu Bauer Bockmaier. Vor seiner Maschinenhalle nagelt er gerade Kartoffelkisten zusammen. Anschließend will er einen prüfenden Blick in die komplexe Mechanik seines landwirtschaftlichen Fuhrparks werfen: Mähdrescher, Häcksler… die Halle mit den grasgrünen Maschinen ist voll, denn mit dem Verleih verdient sich Bockmeier ein gutes Zubrot zu seiner Landwirtschaft.
Es waren schon immer schwierige Zeiten, die Humusdecke über dem kiesigen Boden des Münchner Umlandes ist nur dünn. Früher hatten die Bockmaiers neben der Kartoffelproduktion auch noch eine Lizenz zum Schnapsbrennen, doch das rentierte sich irgendwann auch nicht mehr so richtig.
Mit seiner Entscheidung für Agri-PV will Bauer Bockmaier einen Beitrag leisten im Kampf gegen die Klimakrise. Das ist ihm wichtig. Aber Klimaschutz hat für Landwirte auch einen willkommenen Nebeneffekt, denn mit dem Strom aus Sonne lässt sich gutes Geld verdienen. Bockmaier: „Für die Aufbesserung der Rente ist das ganz wichtig, denn unsere Landwirtschaft gibt wenig Rente aus.“
Einfach hat Bockmaier sich die Entscheidung nicht gemacht. Er überlegte hin und her, monatelang, jahrelang. Denn es stimmt ja: Hoch geständerte Agri-PV-Anlagen sind zwar vom Flächenverbrauch her gesehen sehr viel besser als dicht am Boden fest installierte Freiflächen-Photovoltaikanlagen. Doch auch Agri-PV verbraucht (etwas) Agrarfläche. Rund zwölf Prozent, schätzt Bauer Bockmaier.
Letztendlich ist es eine einfache Rechnung, die auch auf einen Bierdeckel passt. Man nehme die (geringen) Ertragseinbußen bei der landwirtschaftlichen Produktion und stellt eine Gegenrechnung auf, in die (satte) Gewinne aus der Stromerzeugung einkalkuliert werden. Je nach landwirtschaftlichem Betrieb, Bodengüte, guter/schlechter Ernte und lokaler Sonnenscheindauer fällt die Rechnung zwar von Hof zu Hof unterschiedlich aus, doch in den allermeisten Fällen macht Agri-PV betriebswirtschaftlich gesehen durchaus Sinn. Es rentiert sich.
Die Reportagereise führt weiter nach Wessling, ein kleines Dorf mit Pferdehaltern und idyllischer Seenlandschaft vor der Haustüre. Projektmanager Mathis Kremling zeigt mir die soeben fertiggestellte Agri-PV-Anlage über einer Heuwiese. Der Steuer-Computer für die nachführenden Paneele kennt den Sonnenstand für jede Minute im Jahr. Ständig wird nachgeregelt. “Tracking” eben.
Der junge Manager erläutert das Prinzip direkt neben den metergroßen Zahnrädern des Nachführsystems unter den PV-Modulen: “Tracking bedeutet, dass die Anlage sich nach dem Stand der Sonne ausrichtet. Das heißt morgens, wenn die Sonne aufgeht, dreht sich die Anlage Richtung Osten. Ein 55-Grad-Winkel, der ist ideal. Und abends, wenn die Sonne im Westen untergeht, dreht die Anlage sich im 55-Grad-Winkel nach Westen.“
Und was ist der Vorteil von so viel Beweglichkeit? Kremling: „Der Vorteil besteht darin, dass die Anlage über den gesamten Tag gerechnet mehr Energie erzeugen kann, verglichen mit unbeweglichen Freiflächenanlagen.“
Doch das wesentliche Argument, das für nachführende Agri-PV-Module spricht, ist der stark schwankende Energieverbrauch der Bevölkerung. Morgens, kurz nach dem Aufstehen, springt die Kurve des Stromverbrauchs scharf nach oben, dann erneut in den frühen Abendstunden: Duschen, Kochen, Wäsche waschen und trocknen, Geschirrspüler, Staubsauger, nach der Arbeit abends das E-Auto zum Aufladen anschließen… all das addiert sich zu Spitzenverbrauchszeiten, die nicht identisch sind mit der Sonnen-Intensität.
Doch weil sich die nachführenden Agri-PV-Paneele eben zu jeder Tageszeit in den perfekten Auffangwinkel drehen, produzieren sie eben auch (gut bezahlten) Sonnenstrom in genau den Stunden, in denen jede Kilowattstunde dringend benötigt wird, während unbewegliche Freiflächenanlagen hauptsächlich über die Mittagszeit Maximalstrom produzieren, also zu einem Zeitpunkt, wo der Preis üblicherweise im Keller ist.
Projektmanager Kremling ist stolz auf seine Arbeit und seinen Beitrag zur Rettung des Planeten: „Ich glaube die Klimakrise betrifft uns alle und es ist sehr wichtig, dass wir jetzt handeln. Und da geht es darum, dass wir jetzt Lösungen finden für erneuerbare Energien, die auch verträglich sind mit der Landwirtschaft.”
Weiter geht’s nach Neuhub bei Osseltshausen, im Herzen der Hallertau, dem größten zusammenhängenden Hopfenanbaugebiet der Welt. Ein Drittel der weltweiten Produktion kommt von hier. Doch da weniger Bier getrunken wird, verfällt der Preis. Hinzu kommt die Klimakrise. Hopfenbauer Wimmer und Feld.energy-Ingenieur Bernhard Gruber beugen vor: mit Sonnenstrom.
In den kommenden zwei Jahren will Wimmer alle seine Hopfengärten mit PV-Paneelen überdachen: 20 Hektar Agri-PV, das ergibt 8 Megawatt. Josef Wimmer: “Das Ziel von der ganzen Geschichte war eigentlich der Klimawandel. Weil die Jahre werden immer heißer und trockener und wir wollten dem Hopfen Beschattung geben. Der Hopfen ist ja eine Schattengewächs. Was wir festgestellt haben: Es ist auf alle Fälle feuchter auf der Fläche, die Verdunstung ist geringer, wir können das Wasser länger im Boden halten. Und das ist gut für den Hopfen.”
Ingenieur Gruber rechnet vor: “Jetzt haben wir ungefähr 17.000 ha Hopfen in der Hallertau. Wenn man 20 Prozent davon mit Agri-PV bebauen könnte, hätte man etwa die Leistung von einem Fünftel Kernkraftwerk.”
Und lohnt sich das auch betriebswirtschaftlich? Gruber: “Wir sind ungefähr noch bei 14 Jahren Amortisation und die Anlage steht 30 Jahre – da kann man sich vorstellen, wieviel damit verdient wird.”
Die Menschen in der Hallertau wollen ihre jahrhundertealte Anbautradition bewahren. Auch Josef Wimmer, er ist Hopfenbauer in vierter Generation: “Mein Sohn ist jetzt 17 Jahre alt, der ist jetzt auch in der Ausbildung zum Landwirt, der ist jetzt im zweiten Lehrjahr, der wird den Betrieb mal übernehmen. Eigentlich mache ich die Investition für ihn schon. Weil bis das ganze abbezahlt ist gehe ich in Rente und mein Sohn soll das dann weitermachen.”
Letzte Station unserer Reportage-Reise: Dürnast, die landwirtschaftliche Forschungsstation der Technischen Universität München. TU-Professor Heinz Bernhardt ist eine Koryphäe auf den Gebieten Agrarsystemtechnik und Energiemanagement. Auf den leicht abfallenden Anbauflächen der Versuchsanstalt stehen unterschiedliche Agri-PV-Modelle. Nachführende PV-Paneele, aber auch feste, vertikale Anlagen.
TU-Professor Bernhardt betont, dass auch diese senkrechten Anlagen bei einigen landwirtschaftlichen Kulturen, beispielsweise Getreide, von Vorteil sein können für die Bauern: “Es sind einfache, feststehende Module. Das heißt, man kann nahe mit der Arbeitsmaschine dran und bleibt nirgendwo hängen.“
Auch Ingenieur Bernhard Gruber findet vertikal nicht schlecht: „Was man nicht vergessen soll, ist, dass der Erosionsschutz durch so eine vertikale Anlage enorm ist. Gerade auch in der Zeit, wo keine Frucht auf dem Feld ist, also im Winter, wird durch Reduktion der Windgeschwindigkeit die Erosion deutlich verringert.“
Und im Prinzip können ja auch vertikale PV-Paneelreihen mit Nachführtechnik ausgestattet werden. Allerdings sind die anfänglichen Investitionskosten höher – was sich durch den höheren Sonnenstrom-Ertrag aber langfristig dann doch rechnen kann.
Ingenieur Gruber und TU-Professor Bernhardt zählen gewissermaßen zur Elite unter den Agri-PV-Machern und sie wissen: Agri-PV MADE IN EUROPE ist nach wie vor Weltspitze – vor den USA und China. Gruber: “Für uns ist ja ein Glücksfall, dass wir die TU München als Begleiter haben im wissenschaftlichen Bereich, um das auch auswerten zu können, weil was wir vorhaben, mit der feld.energy, dass wir das als Blaupause verwenden, um das dann auch deutschlandweit machen können.“
TU-Professor Bernhardt betont ebenfalls die Vorzüge: „Es ist quasi ein Kraftwerk auf dem Feld und gleichzeitig wird auch noch die Fläche als Feld genutzt in der Landwirtschaft.“ Denn darum geht es ja, zu verhindern, dass großflächig expandierende PV-Anlagen zu einer signifikanten Verringerung landwirtschaftlicher Anbauflächen führen. Ingenieur Gruber: „Für mich ist wichtig, dass Energie nie gegen Nahrung antritt.“
Wissen wir schon alles über Innovations- und Anwendungspotentiale von Agri-PV? Oder geht noch mehr? Höher? Weiter? Größer? Wohin geht die Reise? TU-Professor Heinz Bernhardt hat sich einige Leitfragen für seine kommenden Forschungsjahre zurechtgelegt: „Wie können wir Agri-PV auch für den Robotereinsatz nutzen? Wie können wir den Strom, der dort vor Ort entsteht, über Batterien wieder für die Fahrzeuge, die dazwischen arbeiten, nutzen? Das sind so Fragestellungen, die uns die nächsten zwei, drei Jahre begleiten werden.“