Projekt
PV-Freiflächenanlagen in der Landwirtschaft
Photovoltaik auf landwirtschaftlichen Flächen: Wirtschaftlichkeit verschiedener Konzepte
Um die Energiewende umzusetzen, braucht es mehr Strom aus erneuerbaren Energien. Photovoltaikanlagen auf Landwirtschaftsflächen gewinnen hier immer mehr an Bedeutung. Um Lebensmittel und Strom auf derselben Fläche zu erzeugen, untersuchen wir neue Photovoltaik-Konzepte.
Hintergrund und Zielsetzung
Durch die Energiewende nimmt der Ausbau der Stromerzeugung in Photovoltaikanlagen (PV) stetig zu. Neben der Dachfläche werden zunehmend landwirtschaftliche Flächen für den Ausbau verwendet. Es stellt sich die Frage, wie sich dieser Ausbau auf landwirtschaftliche Betriebe und die Agrarstruktur im Allgemeinen auswirkt. Um dieser Frage nachzugehen bearbeiten wir verschiedene Themengebiete, um eine umfassende Datengrundlage zu schaffen. Neben klassischen PV-Freiflächenanlagen betrachten wir vor allem die Umsetzbarkeit und Wirtschaftlichkeit neuer Agri-Photovoltaik-Konzepte, bei denen die landwirtschaftliche Produktion mit der Stromerzeugung in Photovoltaikanlagen kombiniert wird. Hierfür befinden sich aktuell verschiedene Konzepte in der Diskussion.
Vorgehensweise
- Auf Basis des Marktstammdatenregisters werten wir den aktuellen Bestand von PV-Anlagen auf Freiflächen in Deutschland aus. Um genau zu monitoren, wie viel Fläche tatsächlich für PV-Freiflächenanlagen genutzt wird, entwickeln wir eine Methode zur Bestimmung der Fläche mit Hilfe von Fernerkundungsdaten. Darauf aufbauend ermitteln wir mithilfe von GIS-Analysen, wie stark landwirtschaftliche Flächen für die PV-Stromerzeugung aktuell in Anspruch genommen werden und wie die Flächen vorher genutzt wurden.
Eine erste Veröffentlichung zu diesem Thema finden Sie hier. - Um die aktuellen Rahmenbedingungen für die Errichtung von PV-Freiflächenanlagen darzustellen, werden bestehende Rechtsvorschriften aufgearbeitet. Die Investitionsbereitschaft in PV-Freiflächenanlagen hängt maßgeblich von der Rentabilität der Anlagen ab. Diese analysieren wir anhand von Modellkalkulationen typischer Anlagen.
Den Artikel zu diesem Thema finden Sie hier. - Für die energiepolitische Bewertung vergleichen wir die flächenbezogenen Energieerträge verschiedener PV-Konzepte mit verschiedenen Bioenergielinien und der Windenergie.
Die Studie zu dem Vergleich über die Sektoren Strom, Wärme und Verkehr können Sie hier finden.
Ein Video zu dem Thema finden Sie im Faktencheck. - Um den künftigen zu erwartenden Zubau von PV-Freiflächenanlagen auf landwirtschaftlichen Flächen abschätzen zu können, werten wir den bestehenden Ausbau und Energieszenarien für ein transformiertes Energiesystem aus. Die Abschätzung finden Sie hier.
- Um die Flächennutzungskonkurrenz zu verringern können Agri-PV Anlagen eine Lösung darstellen. Wir vergleichen verschiedene Agri-PV Konzepte bezüglich der Flächennutzung und Wirtschaftlichkeit.
- Aus unseren Rentabilitätsanalysen und der Wettbewerbsfähigkeit um die Fläche, leiten wir Schlussfolgerungen für den Bodenmarkt und die Agrarstruktur ab.
Unsere Forschungsfragen
Um die Fragen rund um Photovoltaik auf landwirtschaftlichen Flächen zu beantworten gliedert sich das Projekt in folgende Themengebiete:
- Ermittlung des Status Quo – Wie viele und welche Flächen werden aktuell durch PV-Freiflächenanlagen beansprucht?
- Wie wirken sich die aktuellen rechtlichen Rahmenbedingungen auf die Wirtschaftlichkeit von PV-Freiflächenanlagen aus?
- Wie hoch sind die Flächenenergieerträge von PV-Freiflächenanalgen im Vergleich zu anderen erneuerbaren Energien auf landwirtschaftlichen Flächen?
- Wie viel Fläche wird zukünftig für PV-Freiflächenanlagen in Deutschland benötigt?
- Wie können PV-Anlagen und eine landwirtschaftliche Nutzung wirtschaftlich tragfähig kombiniert werden um Nutzungskonkurrenzen zu verringern?
- Welche Rückwirkungen ergeben sich aus dem steigenden Flächenbedarf für die PV-Stromerzeugung auf den Agrarsektor?
Links und Downloads
Das Dossier „Photovoltaik auf Agrarflächen – für eine schnelle Energiewende“ unseres Präsidenten Prof. Dr. Folkhard Isermeyer können Sie hier einsehen.
Eine Auswertung des Flächenpotenzials für PV-Freiflächenanlagen entlang von Autobahnen und doppelgleisigen Schienenwegen (privilegiert nach BauGB) finden Sie hier.
Expertisenbeitrag
> PV-Strom vom Acker: Im Einklang mit oder in Konkurrenz zur Landwirtschaft?
Thünen-Ansprechperson
Thünen-Beteiligte
Zeitraum
8.2020 - 3.2025
Weitere Projektdaten
Projektstatus:
läuft
Publikationen zum Projekt
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Böhm J (2024) Key advantages of agrivoltaic systems in Germany - A comparison of the electricity yield of different systems. AgriVoltaics Conf Proc 2/2023:, DOI:10.52825/agripv.v2i.986
- 1
Böhm J, Holzheid FM, Schäfer M, Krexner T (2024) Life cycle assessment of electricity from wind, photovoltaic and biogas from maize in combination with area-specific energy yields - a case study for Germany. Environ Res Commun 6(10):105022, DOI:10.1088/2515-7620/ad7dd9
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Hannen P (2023) Das Solarbiotop. Energiewende-Magazin(15/2023)
- 3
Kraft N, Böhm J (2023) Energie vom Acker - lohnt sich das? [Präsentation] [online]. Braunschweig: Johann Heinrich von Thünen-Institut, zu finden in <https://www.thuenen.de/de/newsroom/mediathek/faktencheck/energie-vom-acker-lohnt-sich-das> [zitiert am 06.07.2023]
- 4
Böhm J (2023) Energie vom Acker: Was liefert den meisten Strom? [Blog-Beitrag] [online]. Gütersloh: Bertelsmann Stiftung, Transforming economies : Blog, zu finden in <https://transforming-economies.de/energie-vom-acker-was-liefert-den-meisten-strom/> [zitiert am 24.08.2023]
- 5
Osterburg B, Ackermann A, Böhm J, Bösch M, Dauber J, Witte T de, Elsasser P, Erasmi S, Gocht A, Hansen H, Heidecke C, Klimek S, Krämer C, Kuhnert H, Moldovan A, Nieberg H, Pahmeyer C, Plaas E, Rock J, Röder N, Söder M, Tetteh GO, Tiemeyer B, Tietz A, Wegmann J, Zinnbauer M (2023) Flächennutzung und Flächennutzungsansprüche in Deutschland. Braunschweig: Johann Heinrich von Thünen-Institut, 98 p, Thünen Working Paper 224, DOI:10.3220/WP1697436258000
- 6
Böhm J (2023) Flächennutzung von PV-Freiflächenanlagen - Flächenbedarf und Flächenenergieerträge. IÖR Schr 81:207-216, DOI:10.5281/zenodo.10688139
- 7
Böhm J (2023) Flächennutzung von PV-Freiflächenanlagen [Präsentation] [online]. In: DFNS 2023 - Dresdner Flächennutzungssymposium am 13. und 14. Juni 2023 im Steigenberger Hotel de Saxe., zu finden in <https://zenodo.org/record/8096042> [zitiert am 07.07.2023], DOI:10.5281/zenodo.8096042
- 8
Pahmeyer C, Gocht A, Böhm J (2023) Freiflächen-PV an Autobahnen & Schienen in Deutschland (200m BGBl 2023) [interaktives Dokument] [online]. Observable, zu finden in <https://observablehq.com/@thuenen-institute/freiflachen-pv-an-autobahnen-schienen-in-deutschland-200m> [zitiert am 06.07.2023]
- 9
Böhm J (2023) Photovoltaik und Wind deutlich flächeneffizienter als Biogas : Thünen Studie. Agra Europe (Bonn) 64(19):8-9
- 10
Böhm J (2023) Vergleich der Flächenenergieerträge verschiedener erneuerbarer Energien auf landwirtschaftlichen Flächen - für Strom, Wärme und Verkehr. Ber Landwirtsch 101(1), DOI:10.12767/buel.v101i1.462
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Böhm J, Preuße T (2023) Welche Zukunft hat Agri-PV? [Interview]. DLG Mitt(5, SH. Energie vom Betrieb):16-17
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Kokenbrink A (2023) Wenn Landwirte ihren Acker für einen Solarpark hergeben [online]. FAZ, zu finden in <https://www.faz.net/aktuell/wirtschaft/klima-nachhaltigkeit/energiewende-wenn-landwirte-ihren-acker-fuer-einen-solarpark-hergeben-19177171.html> [zitiert am 18.09.2023]
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Böhm J (2023) Wie viel Strom kann mit erneuerbaren Energien auf einem Hektar erzeugt werden? [Infografik] [online]. Bonn: Bundesanstalt für Landwirtschaft und Ernährung, zu finden in <https://www.praxis-agrar.de/service/infografiken/wie-viel-strom-kann-mit-erneuerbaren-energien-auf-einem-hektar-erzeugt-werden> [zitiert am 06.07.2023]
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Böhm J, Tietz A (2022) Abschätzung des zukünftigen Flächenbedarfs von Photovoltaik-Freiflächenanlagen. Braunschweig: Johann Heinrich von Thünen-Institut, 22 p, Thünen Working Paper 204, DOI:10.3220/WP1669630417000
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Böhm J (2022) Die Konflikte entschärfen. DLG Mitt(4):14-17
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Böhm J (2022) Freiflächen-Solaranlagen: Kosten unter der Lupe [online]. Bayer Landwirtsch Wochenbl, zu finden in <https://www.wochenblatt-dlv.de/feld-stall/energie/freiflaechen-solaranlagen-kosten-lupe-570620> [zitiert am 06.07.2023]
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Böhm J, Witte T de, Michaud C (2022) Land use prior to installation of ground-mounted photovoltaic in Germany - GIS-analysis based on MaStR and Basis-DLM. Z Energiewirtsch 46(2):147-156, DOI:10.1007/s12398-022-00325-4
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Böhm J (2022) Nach dem Mais nun die Solaranlagen? DLG Mitt(2):80-81
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Böhm J, Witte T de, Plaas E (2022) PV-Freiflächenanlagen: Rahmenbedingungen und Wirtschaftlichkeit. Ber Landwirtsch 100(2), DOI:10.12767/buel.v100i2.421
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Zinke O, Böhm J, Tietz A (2022) Solaranlagen auf Ackerland: Flächenfraß und explodierende Pachtpreise? [online] Agrarheute, zu finden in <https://www.agrarheute.com/management/finanzen/solaranlagen-ackerland-flaechenfrass-exorbitante-pachtpreise-600993> [zitiert am 06.07.2023]
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Böhm J (2022) Wert von Agrarflächen kann sich durch PV-Freiflächenanlagen vervielfachen. Agra Europe (Bonn) 63(20):20
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Böhm J (2022) Wie viele landwirtschaftlichen Flächen sind bereits durch PV-Freiflächenanlagen aus der Produktion genommen? DLG Mitt(04.01.2022):1-5
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Böhm J (2022) Wirtschaftlichkeit von PV-Freiflächenanlagen kein Selbstläufer. Agra Europe (Bonn) 63(36):20-21
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Trommsdorff M, Berwind M, Schwenke J, Kammann C, Stoll M, Kärtner T, Hannus V, Müller K, Schurr U, Meier M, Pataczek L, Schweiger A, Wydra K, Heintze G, Eisel D, Feistel U, Wild K, Böhm J, Gerhards C, Schneider J, et al (2021) Begleitforschung im Forschungsnetzwerk erneuerbare Energien - Photovoltaik : Themensteckbrief der Arbeitsgruppe Agri-Photovoltaik. 20 p
