Synergieeffekte von Freiflächenphotovoltaikanlagen

Rechtliche Rahmenbedingungen von Freiflächenphotovoltaikanlagen

Das Kehler Institut für Angewandte Forschung (KIAF), das Forschungsinstitut der Verwaltungshochschule Kehl beschäftigt sich in vier Forschungsprojekten mit den rechtlich-administrativen Fragen von Freiflächenphotovoltaikanlagen.
Prof. Dr. Michael Frey , Antonia Kallina · Hochschule Kehl, Ortenaukreis · 19. September 2023
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Freiflächenphotovoltaikanlagen sind nicht gleich Freiflächenphotovoltaikanlagen. Spätestens nach der neuen Gesetzesnovelle zum Erneuerbaren Energien Gesetz 2023, der Neuregelung des Bauplanungsrechts in § 35 BauGB und dem Solarpaket I aus dem August 2023 ergeben sich vielfältige Fragen für die Errichtung und den Bau von Freiflächenphotovoltaikanlagen (Freiflächen-PV).

Wobei hier bereits in fünf besondere Typen von Freiflächenphotovoltaikanlagen unterschieden werden kann: Agri-PV, Floating-PV, Moor-PV, Parkplatz-PV und Biodiversität-PV. Die Besonderheit dieser Anlagentypen liegt in der Doppelnutzung der jeweils überbauten Flächen. Wie der Name der besonderen Photovoltaikanlagentypen bereits verrät, liegt die Doppelnutzung der Flächen in der Stromerzeugung durch Photovoltaikmodule und zusätzlichen Synergieeffekten.

  • Agri-PV bezeichnet Photovoltaikanlagen, die auf landwirtschaftlichen Flächen errichtet und gleichzeitig landwirtschaftlich genutzt werden, sei es durch die Nahrungsmittelproduktion oder durch die Bewirtschaftung von Grünland
  • Floating-PV bezeichnet schwimmende Photovoltaikmodule auf Wasserflächen, wobei die Module auf einer schwimmenden Unterkonstruktion oder auf Schwimmkörpern montiert werden. Besondere Synergieeffekte entstehen für die Stromerzeugung durch die Kühlung der Photovoltaikmodule durch die relativ konstante Wassertemperatur und den hohen Eigenverbrauch des Stroms, sofern die Anlagen in Kombination mit z.B. einem Kieswerk errichtet werden.
  • Moor-PV bezeichnet Photovoltaikanlagen, die auf wiederzuvernässenden Moorböden errichtet werden. Der besondere Synergieeffekt dieser Anlagenkombination liegt darin, dass sie durch die Wiedervernässung einen Beitrag zum Klimaschutz ermöglicht und gleichzeitig die Flächen für die Stromerzeugung nutzbar macht.
  • Parkplatz-PV bezeichnet Photovoltaikanlagen, die auf bereits existierenden Parkplätzen errichtet werden, um die Flächenversiegelung zu minimieren.
  • Biodiversitäts-PV bezeichnet Photovoltaikanlagen auf Flächen, die ökologisch aufgewertet werden. Genaue Kriterien für diese Form der PV sind gesetzlich noch nicht verankert. Bereits jetzt hat sich in einem Forschungsprojekt des KIAF gezeigt, dass Freiflächenphotovoltaikanlagen einen positiven Beitrag auf die Biodiversität haben können.

Forschungsprojekte des KIAF

Das Kehler Institut für Angewandte Forschung analysiert in vier Forschungsprojekten

(1) Ein Energieprivileg für Photovoltaikfreiflächenanlagen? eine rechtliche, betriebswirtschaftlich und landschaftsökologische Untersuchung
(2) Landgewinn – Dekarbonisierungsstrategien für die Landwirtschaft
(3) Modellregion Baden-Württemberg und
(4) Floating-Photovoltaik

die rechtlichen Besonderheiten der Agri-PV, der Floating-PV und der Freiflächenphotovoltaik.

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Forschungsprojekt „Ein Energieprivileg für Photovoltaikfreiflächenanlagen?

Freiflächenphotovoltaikanlagen sollen zukünftig auch ohne Förderung nach dem EEG rentabel betrieben werden können, sehr große Anlage können auch heute schon ohne EEG Vergütung gewinnbringend betrieben werden. In Zukunft könnte der Verzicht auf zusätzliche Förderung durch Steuermittel die Akzeptanz der Photovoltaik in der Bevölkerung erhöhen. Für die Nutzung der Flächen sind jedoch Rahmenbedingungen entscheidend, die im Laufe des Forschungsprojekts „Ein Energieprivileg für Photovoltaikfreiflächenanlagen?“ aus ökologischer, rechtlicher-, betriebswirtschaftlicher und energiewirtschaftlicher Sicht erforscht und weiterentwickelt worden sind.

Im von Badenova und dem Innovationsfond Klima und Wasserschutz, dem Umweltministerium Baden-Württemberg und dem Wissenschaftsministerium Baden-Württemberg geförderten Forschungsprojekt wurden in einem landschaftsökologischen Gutachten vier Freiflächenphotovoltaikanlagen auf ihre ökologische Qualität und Vielfalt hin untersucht und mit vier Referenzfeldern verglichen. Die untersuchten Testflächen liegen in Donaueschingen Aasen, Mooshof nahe Wahlwies/Bodmann, Döggingen und Denkingen in Baden-Württemberg.

In dem landschaftsökologischen Gutachten wurden u.a. Untersuchungen zum Vorkommen von Schmetterlingen gemacht. Die Schmetterlings-Untersuchungen von Herrn Stefan Hafner haben gezeigt, dass Photovoltaik-Anlagen unter Beachtung einiger Rahmenbedingungen eine Funktion als Lebensraum für an Magergrünland gebundene, schutzwürdige Schmetterlingsarten übernehmen können.

Das Vorkommen von Schmetterlingen in den Freiflächenphotovoltaikanlagen wird gefördert, wenn folgende Kriterien bei der Bewirtschaftung eingehalten werden:

  • Herstellung magerwiesenähnlicher Pflanzenbestände durch extensive Nutzung, Pflege und Ausmagerung durch Biomasse-Entzug
  • Verwendung von Ansaatmischungen, welche wichtige Raupennahrungs- und Blütenpflanzen enthalten. Außer Gräsern sind dies: Hornklee (Lotus corniculatus), Esparsette (Onobrychis viciaefolia), Acker-Witwenblume (Knautia arvensis) und Wiesenflockenblume (Centaurea jacea). Je nach Ausgangszustand und benachbarter Wiesenvegetation können diese Pflanzen bereits vorhanden sein oder sich (allerdings nur langsam) auch von selbst einstellen.
  • Einplanung genügend großer Rand- und Begleitflächen außerhalb der Module, auf denen sich voll besonnte magergrünlandähnliche Vegetationsbestände entwickeln können, deren Pflege den Bedürfnissen der wertgebenden Arten angepasst werden kann. Dies beinhaltet auch, (Rand)-Bereiche dieser Photovoltaik-Flächen als temporäre Brachen einzurichten, die nur sporadisch in mehrjährigen Abständen gemäht werden.
  • Im Falle einer Verwendung von senkrecht stehenden Modulen sollten diese in Nord-Süd-Richtung angeordnet werden, so wie in der PV-Anlage in Donaueschingen-Aasen der Fall. Die Vegetation unterhalb oder zwischen den Photovoltaik-Modulen kann nur dann als Lebensraum für Schmetterlinge fungieren, wenn ausreichende Sonneneinstrahlung gewährleistet ist. Je dichter die Module stehen, desto weniger ist dies der Fall. Auch hier sollten nach Möglichkeit temporär rotierende Altgrasstreifen an den Modulreihen geduldet werden.

Bei einer fachgerechten Bewirtschaftung der Freiflächenphotovoltaikanlagen sind diese bereits oder können diese zu einem lokal bedeutsamen Habitat für Schmetterlinge (Tagfalter und Widderchen) werden, wobei die landschaftsökologische Qualität der Flächen entscheidend vom Alter der Anlagen und der vorherigen Nutzung der Flächen abhängt.

Diese Beobachtung wird durch die Darstellung des Vorkommens der Falter innerhalb und außerhalb der Freiflächen-Fotovoltaikanlagen untermauert. In den Freiflächenphotovoltaikanlagen wurden 5 rote Liste Arten entdeckt, die in den Referenzfeldern nicht vorkamen.

Auftreten der Falterarten in den Fotovoltaikanlagen und auf angrenzenden Grünland-Referenzflächen im August 2021
Auftreten der Falterarten in den Fotovoltaikanlagen und auf angrenzenden Grünland-Referenzflächen im August 2021
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Prof. Dr. Michael Frey ist Professor an der Hochschule Kehl , Antonia Kallina ist Wissenschaftliche Mitarbeiterin im Kehler Institut für Angewandte Forschung (KIAF) der Hochschule Kehl
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