Eine bessere Zukunft für die Landwirtschaft und erneuerbare Energien

Von Gina Wynn.

Klimawandel, Globalisierung und eine Generation von Landwirten, die sich dem Rentenalter nähert, sind nur einige der Trends, die in den letzten Jahren viele landwirtschaftliche Betriebe aus dem Geschäft getrieben haben. Der zunehmende Einsatz von Photovoltaik in der Landwirtschaft ist jedoch zumindest eine Entwicklung, die immer mehr Landwirte als Trend zu ihren Gunsten betrachten. Die Technologie könnte den Weg in eine neue Ära der Nutzung erneuerbarer Energien, des verbesserten Wasserschutzes und der Schaffung eines nachhaltigeren Lebensmittelsystems ebnen.

Bei der Agrivoltaik werden landwirtschaftliche Nutzpflanzen unter photovoltaischen Solaranlagen angebaut. Es handelt sich um eine Art der umweltfreundlichen Solarentwicklung, die unter anderem vom National Renewable Energy Lab (NREL) des US-Energieministeriums in den letzten 10 Jahren untersucht wurde. Im Rahmen des InSPIRE-Projekts (Innovative Site Preparation and Impact Reductions on the Environment) hat das NREL die wirtschaftlichen und ökologischen Auswirkungen dualer Landnutzungspraktiken untersucht, einschließlich der Kopplung von Solaranlagen mit landwirtschaftlichen Kulturen, dem Wachstum einheimischer Vegetation und der Schaffung von Lebensräumen für Bestäuber, so nrel.gov.

Ein Modell für kleine Bauernhöfe

Als einer von etwa einem Dutzend NREL-Standorten in den USA hat Jack's Solar Garden in Boulder County, Colorado, Reihen von 3.200 Solarmodulen auf einem vier Hektar großen Feld installiert. Rund 40 Pflanzenarten, darunter Tomaten, Knoblauch, Salat, Radieschen, Paprika, Rüben und Grünkohl, wachsen unter den Paneelen, die auf sechs bis acht Fuß hohen Pfosten montiert sind, die weit genug auseinander stehen, dass ein Traktor zwischen ihnen hindurchfahren kann.

Byron Kominek, ehemaliger Freiwilliger des Friedenskorps und Mitarbeiter der US-Behörde für internationale Entwicklung im Bereich natürliche Ressourcen, ist Eigentümer des 24 Hektar großen Familienbetriebs, auf dem fast fünfzig Jahre lang Luzerne und Heu angebaut wurde. Als diese Kulturen keinen Gewinn mehr abwarfen, sah Kominek in der Photovoltaik eine Möglichkeit, seine Familie zu unterstützen und gleichzeitig die Umwelt zu schonen. Er arbeitete mit dem NREL und Forschern der Colorado State University (CSU) zusammen, "um ein Modell für andere kleine Bauernhöfe zu entwickeln, die ihre Böden produktiv halten und gleichzeitig die wirtschaftlichen Vorteile nutzen wollen, die die Erzeugung sauberer Energie bieten kann", so der Artikel "Largest agrivoltaic research project in U.S. advances renewable energy while empowering local farmers" von RE Hansen in der Solar Power World.

Die Herausforderung ist es wert

Die Umstellung auf Agri-Photovoltaik war jedoch nicht einfach. Die CSU und das NREL halfen Kominek bei der Zusammenarbeit mit den Bezirksbehörden, um die Bezeichnung seines Landes zu ändern, damit er die Genehmigung für die Installation der Solaranlage erhielt. Um die 2 Millionen Dollar teure Anlage zu finanzieren, musste Kominek seine Farm und die Anlage als Sicherheiten hinterlegen. Seine Investition hat sich jedoch bisher ausgezahlt, und laut dem npr.org-Artikel "ist dieser 'Solargarten' in Colorado buchstäblich ein Bauernhof unter Sonnenkollektoren."

Kominek und die Forscher fanden heraus, dass viele der Pflanzen unter den Paneelen aufgrund des intermittierenden Schattens, den die Strukturen spendeten, gut gediehen. Dieser Schatten half auch, die Verdunstung des Bewässerungswassers zu verringern. Das verdunstete Wasser trug dazu bei, die brennenden Sonnenkollektoren zu kühlen und sie effizienter arbeiten zu lassen.

Da auch andere landwirtschaftliche Betriebe mit Photovoltaik denselben Rückgang des Wasserverbrauchs verzeichnen konnten, sind die westlichen Staaten, die mit der Dürre zu kämpfen haben, besonders an der Photovoltaik interessiert. Eine Studie der Universität von Arizona zeigte, dass einige Kulturen, die unter Solarpanelen angebaut wurden, 50 Prozent weniger Wasser benötigten. Der geringere Wasserverbrauch kommt der Umwelt zugute und senkt auch die Bewässerungskosten.

Eine sauberere, grünere Energiequelle

Was die Wirtschaftlichkeit angeht, so verkauft Kominek 1,2 Megawatt Strom an das örtliche Netz, genug, um 300 Haushalte ein Jahr lang zu versorgen. Die Möglichkeit, Strom zu erzeugen und zu verkaufen, bietet Landwirten wie Kominek eine stabile, zusätzliche Einkommensquelle in einer unberechenbaren Agrarindustrie. Außerdem trägt Kominek durch die Nutzung von Solarenergie zur Energieerzeugung anstelle von fossilen Brennstoffen dazu bei, die Ziele des Landes für erneuerbare Energien zu erreichen.

Mit fast 2 Milliarden Dollar, die im Rahmen des Bipartisan Infrastructure Deal für erneuerbare Energien bereitgestellt wurden, wollen die USA die Nutzung erneuerbarer Energien, einschließlich der Solarenergie, ausbauen. Eine kürzlich durchgeführte Studie der Oregon State University (OSU) hat ergeben, dass landwirtschaftliche Betriebe 20 Prozent des US-Stroms erzeugen könnten, wenn 1 Prozent oder 13.000 Quadratmeilen landwirtschaftlicher Nutzfläche (eine Fläche von der Größe Marylands) in die Photovoltaik umgewandelt würden.
today.oregonstate.edu/news.

Außerdem werden nicht-landwirtschaftliche Flächen für die Entwicklung von Solaranlagen immer knapper. Bis 2030 könnten laut NREL fast 2 Millionen Hektar Land in den USA für Solaranlagen genutzt werden.

Die Vorteile der Agro-Photovoltaik liegen für die Forscher klar auf der Hand. Sie bietet nicht nur eine praktische Alternative zur Monopolisierung von Land für die Energieerzeugung oder die Nahrungsmittelproduktion, sondern auch einen Hoffnungsschimmer für kleine bis mittelgroße landwirtschaftliche Betriebe, die ihre Gewinne steigern wollen.

Gina Wynn ist Texterin für Inhalte bei Thermo Fisher Scientific.