Bei der Bewertung des Potenzials einer innovativen Technologie werden prinzipiell vier Dimensionen unterschieden: Theoretisches, technisches, wirtschaftliches und erschließbares Potenzial ("Erneuerbare Energien", Kaltschmitt 2005). Für Agri-PV wurden bisher das theoretische, technische und erschließbare Potenzial abgeschätzt. Das theoretische Potenzial ergibt sich aus der maximal zur Verfügung stehenden Fläche ohne jegliche Eingrenzung. Für Agri-PV umfasst das die gesamte landwirtschaftliche genutzte Fläche Deutschlands. Aus technischen Gesichtspunkten ist es jedoch nicht empfehlenswert, die gesamte Fläche für Agri-PV zu nutzen. Es werden daher nur Flächen in Betracht gezogen, auf denen Pflanzen der Kategorie „Plus“ und „Null“ (von dieser Kategorie nur Sommerkulturen) kultiviert werden.
Potenziale
Technisches Potenzial in Deutschland
Das erschließbare Potenzial berücksichtigt weitere Einschränkungen, wie beispielsweise Neigung und Ausrichtung der Fläche, rechtliche und administrative Restriktionen, wie Flurstücke in Schutzgebieten für Natur- und Landschaftsschutz, Lagen mit ungünstiger Exposition, stark geneigte und steile Lagen, etc. Das erschließbare Potenzial wurde auf 10% des technischen Potenzials geschätzt. Für Deutschland wird das technisch erschließbare Agri-PV-Potenzial auf 124.000 ha landwirtschaftliche Fläche mit einer installierten Leistung von 430 kWp pro ha, was eine gesamte Agri-PV-Leistung von ca. 53 GWp ergibt. Die gesamte landwirtschaftlich genutzte Fläche in Deutschland umfasst ca. 13,45 Mio. ha. Agri-PV würde demnach ca. 0,9% an landwirtschaftlicher Fläche beanspruchen, ohne dass diese relativ geringe Fläche der Nahrungsmittelproduktion entzogen bzw. versiegelt würde. Im Verhältnis zur bis Ende 2015 installierten PV-Leistung von knapp 40 GWp in Deutschland könnte Agri-PV demnach die solare Stromproduktion mehr als verdoppeln.
Technisches Potenzial in der ariden Klimazone (Food-Energy-Water-Nexus)
Besonders in der ariden und semi-ariden Klimazone könnte Agri-PV sein technisches Potenzial entfalten und von großer Bedeutung sein, denn in Entwicklungsländern (von denen viele in diesen Klimazonen liegen) haben große Teile der Landbevölkerung keinen Zugang zu bezahlbarer Energie. Außerdem werden in diesen Regionen häufig wertvolle Trinkwasserressourcen für die Bewässerung von landwirtschaftlichen Kulturen verwendet, obwohl diese ohnehin limitiert sind. Agri-PV könnte in solchen Regionen ein Lösungsansatz sein, da gleichzeitig Energie bereitgestellt und der Bewässerungsbedarf durch die Agri-PV-Verschattung reduziert werden kann. Ohnehin leiden Ackerkulturen in ariden und semi-ariden Regionen oftmals unter zu starker Sonneneinstrahlung, Hitze und Transpiration und würden von partieller Beschattung profitieren. Auch Arten, die normalerweise aufgrund des trockenheißen Klimas dort nicht wachsen würden, könnten in einem Agri-PV-System kultiviert werden. Die elektrische Energie steht neben der Entsalzung und Bewässerung für weitere Anwendungen zur Verfügung. Dadurch wird die Bevölkerung unabhängiger von fossilen Rohstoffen – meist kommen in diesen Regionen Dieselgeneratoren zum Einsatz. In abgelegenen Regionen könnte der Zugang zu Energie durch Agri-PV überhaupt erst ermöglicht werden. Wirtschaftlich rentabel ist die Energie aus Agri-PV, wenn Strom zu seinem wahren Preis verkauft und nicht subventioniert wird, wie es in vielen Ländern der Fall ist.
Das Sahara Forest Project beschäftigt sich ebenfalls mit den Problemen des Food-Water-Energy-Nexus und bietet einen innovativen Lösungsansatz: Das Projekt hat sich zum Ziel gesetzt, durch die Rekultivierung von Wüsten-regionen der Desertifikation entgegenzuwirken. Durch die Kombination von salzwassergekühlten Gewächshäusern, Solarthermie, Photovoltaik und Methoden der Rekultivierung soll eine nachhaltige und profitable Quelle für Frischwasser, Lebensmittel und erneuerbare Energien in ariden Regionen geschaffen werden. Zusätzlich entstehen Arbeitsplätze vor Ort. Das durch spezielle Pipelines zu der Anlage transportierte Meerwasser wird verdunstet, die entstehende Verdunstungskälte dient der Kühlung der Gewächshäuser. Die Sonnenenergie wird sowohl zur direkten Energieerzeugung als auch zum Betreiben einer Dampfturbine genutzt, mit der wiederrum eine Entsalzungsanlage für Frischwasser betrieben werden kann. Zahlreiche Synergien zwischen den eingesetzten Technologien ermöglichen eine effiziente Kreislaufwirtschaft.
Das Sahara Forest Project beschäftigt sich ebenfalls mit den Problemen des Food-Water-Energy-Nexus und bietet einen innovativen Lösungsansatz: Das Projekt hat sich zum Ziel gesetzt, durch die Rekultivierung von Wüsten-regionen der Desertifikation entgegenzuwirken. Durch die Kombination von salzwassergekühlten Gewächshäusern, Solarthermie, Photovoltaik und Methoden der Rekultivierung soll eine nachhaltige und profitable Quelle für Frischwasser, Lebensmittel und erneuerbare Energien in ariden Regionen geschaffen werden. Zusätzlich entstehen Arbeitsplätze vor Ort. Das durch spezielle Pipelines zu der Anlage transportierte Meerwasser wird verdunstet, die entstehende Verdunstungskälte dient der Kühlung der Gewächshäuser. Die Sonnenenergie wird sowohl zur direkten Energieerzeugung als auch zum Betreiben einer Dampfturbine genutzt, mit der wiederrum eine Entsalzungsanlage für Frischwasser betrieben werden kann. Zahlreiche Synergien zwischen den eingesetzten Technologien ermöglichen eine effiziente Kreislaufwirtschaft.
Fotos: Sahara Forest Project
