„Sun for Future“ Solarparks – Jetzt

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Einleitung

Der diesjährige Earth-Overshoot-Day fällt auf Freitag, den 2. August. Der aktuelle UN-Artenschutzbericht berichtet nichts Gutes. Zwei Gründe für unsere Kinder, Freitags zu demonstrieren, damit wir nicht nur reden, sondern handeln.

Es ist jetzt an der Zeit, mit der Energiewende ernst zu machen. Dem Übereinkommen von Paris dürfen Taten folgen.

Hier meine Argumente und Ideen, wie die Energiewende und andere Transformationen mit Solarparks möglich sein könnten.

Artenschutz im Solarpark

Auf den ersten Blick sind Solarparks technische Anlagen, welche die sie umgebende Landschaft und Natur abwerten. Auf den zweiten Blick bieten Solarparks ein gewaltiges Potential für Natur- und Artenschutz.

Besonders dann, wenn Solarparks dort entstehen, wo intensiver Ackerbau betrieben wurde. Artenarme Ackerflächen verwandeln sich in naturschutzfachlich hochwertige, artenreiche Pflanzenbestände. Solarparks bieten einen besonderen Lebensraum für Pflanzen, Insekten und Kleinsäuger, die nur noch selten in der intensiv genutzten Kulturlandschaft zu finden sind. So leisten Solarparks einen bedeutenden Beitrag zum Erhalt vieler heimischer Arten.

Hauptgrund für den Rückgang der Artenvielfalt auf Grünland ist zu hohe oder zu geringe Nutzung. Wird oft gemäht und kräftig gedüngt, verkraften das nur wenige Gräser und Kräuter. Die Bestände sind eintönig und artenarm. Werden sie überhaupt nicht gemäht, verdrängen konkurrenzstarke Gräser und Gehölze die Kräuter. Insekten verlieren so eine wichtige Nahrungsgrundlage.

Solarparks unterliegen keinem landwirtschaftlichen Nutzungsdruck. Damit die Module nicht verschatten, oder sogar Bäume und Sträucher eine Chance haben, wird mindestens einmal im Jahr gemäht und auf keinen Fall gedüngt. So entsteht in Solarparks ein gewaltiges Potenzial für Vielfalt, das sehr wertvoll für den Artenschutz sein kann.

Noch werden Solarparks oft mit Ansaatmischungen begrünt, die aus nicht heimischen Arten oder pflegeleichten Zuchtgräsern bestehen. Die daraus hervorgehenden eintönigen Graswüsten bieten Insekten weder Pollen noch Nektar.

Solarparks mit insektenfreundliche Ansaatmischungen aus heimischen Arten unterliegen jedoch einigen rechtliche Rahmenbedingungen.

Gemäß Paragraph 40 Abs. 4 des Bundesnaturschutzgesetzes (BNatSchG) bedarf „das Ausbringen von Pflanzen gebietsfremder Arten in der Natur der Genehmigung der zuständigen Behörden“. Diese Regelung dient insbesondere dem Schutz der innerartlichen Vielfalt (§7, Abs. 1 Nr. 1 BNatschG; Art.2 CBD). Ab dem 1. März 2020 dürfen in der freien Natur Pflanzen oder Saatgut nur noch innerhalb ihrer Vorkommensgebiete ausgebracht werden.

Schon vor 2020 ist das gebietseigene Saatgut von Wildpflanzen (Regiosaatgut) gemäß BNatschG bevorzugt zu verwenden. Mit der Verwendung von gebietsheimischem regionalen Wildpflanzensaatgut bei Begrünungen außerhalb des besiedelten Raumes werden demnach die geltenden rechtlichen Regelungen des Naturschutzgesetzes eingehalten.

Regiosaatgut ist rechtskonform und leistet einen hohen Beitrag zur Biodiversität. Gebietseigene Pflanzen sind die Nahrungsquelle für eine reichhaltige Insektenfauna. Sie befördern die Entwicklung artenreicher, naturschutzfachlich wertvoller Lebensräume. Diese Art von Begrünung mit hohem naturschutzfachlichem Wert führt aber nicht nur zur Aufwertung des Landschaftsbildes. Sie kann sogar die vorgeschriebene Ausgleichsmaßnahme für den Eingriff in den Naturhaushalt sein.

Warum Solarparks?

Solarparks erzeugen schon heute Strom zu Kosten von 4-6 Euro­cent/Kilowattstunde. Sie benötigen keine finanzielle Förderung mehr und werden in Zukunft noch preiswerter Strom erzeugen. Solarparks sind also ökonomisch sinnvoll für Stromkunden. Sie erzeugen sehr preiswerten Strom und dienen zusätzlich den Zielen des Natur­­schutzes.

Im Vergleich mit anderen Bioenergieträgern sind Solarparks auch erheblich effi­zien­ter. Hier ein Vergleich mit Biogasanlagen, betrieben mit Silomais:

Ein Solarpark erzeugt ca. 700.000 Kilowattstundeelekt./Hektar, die Biogasanlage dagegen nur ca. 10.587 Kilowattstundeelekt./Hektar. Der Wirkungsgrad ist bei Photovoltaik 66-mal höher.

Wenn die Wärme bei der Biogasanlage mitgenutzt wird, bleibt der Vorteil des Solarparks immer noch beim Faktor 44.

Bis heute wurden in Deutschland auf Dächern und Freiflächen erst ca. 45 Gigawattpeak PV-Anlagen installiert.

Für die notwendige Speicherung zum Ausgleich des naturgemäß schwankenden Stromangebots aus Solar- und Windparks, rechne ich mit einem Wirkungsgrad von 50 Prozent. Um den heutigen Jahresstrombedarf von 500 Terawattstunden in Deutschland zu liefern, sollten alle „Erneuerbaren“ 1.000 Terawattstunden/Jahr erzeugen. Sektorübergreifend wird natürlich in Zukunft erheblich mehr Strom benötigt.

Solar-, Wind-, Wasser­kraft gemeinsam mit kurz-, mittel- und langfristigen Strom­speicher­technologien (Power-to-x), können bis 2050 eine voll­umfäng­liche Stromver­sorgung aus erneuerbaren Energien sichern. Diese Studie des Umweltbundesamtes sagte das schon 2013.

Problemstellung Flächenbedarf

Solarparks benötigen allerdings Fläche und stehen somit in Konkurrenz zur Land­wirt­schaft, die dort Nahrungs-, Futtermittel und nachwachsende Rohstoffe anbaut.

Lösungsvorschlag 1: Bioenergieflächen

Wegen der erheblich besseren Effizienz von Solarparks sollte man künftig die Flächen  nutzen, welche heute für den Anbau von Silomais für Biogasanlagen dienen. Dies könnte mit dem Auslaufen der EEG-Förderung für die betroffenen Biogasanlangen Schritt für Schritt geschehen.

2018 wurden insgesamt 1,35 Millionen Hektar Land für Biogas verwendet. Davon ca. 900.000 Hektar für den Anbau von Silomais.

Nach heutigem Stand der Technik können auf 900.000 Hektar Fläche 600 Gigawatt Photo­voltaik-Leistung gebaut und damit jährlich 630 Terawattstunden Strom erzeugt werden. Biogasanlagen mit Silomais betrieben, schaffen auf derselben Fläche nur knapp 10 Terawattstunde.

Biogasanlagen können im  Kombination mit Solarparks sogar weiter genutzt werden. Das ermöglicht kommende Power-to-Gas Technologie: Gasspeicherung, bedarfsgerechte Strom- und Wärmebereitstellung, die Nutzung der installierten Technik, samt Nahwärmenetz, Transformatoren und Netzanschluß bieten sich an. Es müssten in der Umgebung nur ausreichend Solarparks mit Power-to-Gas-Technik angesiedelt werden.

Natürlich wäre es im Sinne des Tierwohls und einer gesunderen Ernährungweise auch sinnvoll, auf Massentierhaltung zu verzichten und damit einhergehend erheblich weniger Fleisch zu produzieren und konsumieren. Die Agrarfläche für die Produktion von Futtermitteln ist um ein vielfaches größer, als die oben genannte Fläche von Silomais für Biogas.

Lösungsvorschlag 2: Agrar-Photovoltaik

Weltweit gibt es vielversprechende Ansätze, Solarparks und landwirt­schaft­liche Nut­zung auf einer Fläche zu kombinieren. Steht dabei allerdings die landwirtschaftliche Nutzung im Vordergrund, bedingt das höhere Aufwendungen für die Technik. Ebenso folgt daraus, dass es, je nach Art der landwirtschaftlichen Nutzung, verschiedene Ausprägungen gibt. Beide Aspekte bedingen höhere Kosten für den Bau und Betrieb des Solarparks und folglich höhere Strompreise, die keiner bezahlen möchte!

Ich plädiere dafür, die landwirtschaftliche Nutzung der Stromerzeugung  in Solarparks unter zu ordnen. So bleibt es bei wettbewerbsfähigen Kosten für Bau, Betrieb und erzeugtem Strom.

Menschen in einem Solarpark sind immer ein Risiko für Beschädigungen der Technik. Der Einsatz von selbständig agierenden Landmaschinen innerhalb eines Solarparks ist eine Alternative. Angepasst an die mikroklimatischen Bedingungen unter und neben den Modultischen können Agrarroboter Mischkulturen anbauen, die auch mehr Ertragssicherheit versprechen, als Monokulturen. Die Landtechnik wird diese Farmroboter sicherlich in 5 bis 10 Jahren entwickeln können, wenn es einen Markt dafür gibt.

Schlussfolgerung

Solarparks sind in Deutschland ein wesentlicher Bau­­stein zur Erzeugung von erneuerbarer Energie. Sie sind erheblich effi­zienter und ökologisch sinnvoller als der Anbau von nachwachsenden Agrarrohstoffen für Biogas­anlagen.

Folglich ist es sinnvoll, schrittweise Bioenergie-Agrarfläche für den Bau von Solarparks verwenden.

Anforderungen des Artenschutzes und der Nahrungsmittelproduktion werden durch Bio­diver­si­­täts­­­konzepte und künftige Nutzung mit Farm­robotik berücksichtigt.

Wenn wir in den nächsten 20 Jahren 600 GWp-PV-Leistung installieren wollen, dann könnte sich sogar eine heimische Modul­pro­duk­tion lohnen.

Es ist nun die Aufgabe des Gesetzgebers, jetzt die notwendigen Rahmenbedingungen zu schaffen.

Wünschenswerte Rahmenbedingungen

  • Räumliche gleichmäßige Verteilung der Anlagen im gesamten Bundesgebiet, um ein Biodiver­sitäts­­netz zu schaffen, dass für Insekten, Kleinsäuger und Vögel gut nutzbar ist (Trittsteinkonzept).
  • Schaffung von finanziellen Beteiligungsmöglichkeiten für Bürger in der Umgebung von Solarparks.
  • Vereinfachung des Genehmigungsverfahrens, wenn Mehr­fachnutzung gewährleistet ist. Mehrfachnutzung bedeutet: Artenschutz mit Bio­di­ver­si­tätskonzept oder Nut­zung für Pflanzenbau und Tier­pro­duk­tion.
  • Entsprechende Anpassungen des EEG, der Raumordnung (Regionalplan, Landes­entwicklungs­plan) und der Genehmigungsverfahren.
  • Anpassung der rechtlichen Vorgaben zur Nutzung von landwirtschaftlicher Fläche in Verbindung mit Solarparks.
  • Anpassung des Systems der EU-Agrarsubventionen an diese kommende Art der mehr­fachen Landnutzung.

Ausblick

Die Zukunft ist immer unsicher und ich bin für ein schrittweises Vorgehen, dass Fehler erlaubt, sowie offen und ehrlich alle Bürger informiert und einbezieht. Mit neuen Erkenntnissen ergeben sich in ein paar Jahren vielleicht völlig andere Wege, die jetzt noch unvorstellbar sind?

Ich erlaube mir schon heute einen tiefen Blick in die Glaskugel:

Landwirtschaft 5.0 im Jahr 2050 in Deutsch­land

Im Jahr 2018 gab es ca. 16,6 Millionen Hektar Agrarfläche. Im Jahr 2050 werden davon ca. 2 bis 4 Millionen Hektar für Solarparks genutzt. Diese erzeugen ca. 2.000 bis 4.000 Terawattstunden elektrische Energie pro Jahr. Gemeinsam mit Wind-, Wasserkraft, Stromspeicherung und intelligenten Netzen wird der gesam­te sektor­übergreifende Energiebedarf kostengünstig und mehr als ausreichend gedeckt. Stromerzeugung und Speicherung geschehen möglichst lokal. Die Ausgaben für Strom bleiben so in der Region. Riesige Stromtrassen sind überflüssig.

In Gewächshäusern – auch auf sehr vielen Dächern – gedeihen Gemüse und Kräuter. Wer keinen grünen Daumen hat, dem helfen Farmbots bei der Arbeit.

Der Großteil der Nahr­ungs­­mittel wird in Bioreaktoren erzeugt. Das ist eine alte Idee der NASA zur Versorgung auf langen Weltraumflügen, umgedacht auf das Raumschiff Erde. Bakterien kürzen den Kohlenstoffkreislauf ab und erzeugen direkt aus CO2 Kohlenhydrate, Proteine und Fette. Lebensmittel­technologen ergänzen das mit Mikro­nährstoffen und Spuren­elementen und bringen es in essbare, appetit­liche Formen. Wie das aussehen könnte, erklärt der bayerische Rundfunk sehr anschaulich.

Die restliche Fläche von 12-14 Millionen Hektar wird extensiv und nachhaltig mit Agroforstsystemen bewirtschaftet, aufgeforstet oder in Naturparks umgewandelt. Wer mehr auf dem Teller haben möchte, der hat einen Angel- und oder Jagdschein. Essbare Wildpflanzen gibt es im Wald in Hülle und Fülle.

So könnte es im Jahr 2050 aussehen, wenn wir schrittweise und konstruktiv mit den viel­­fäl­tigen Anfor­derungen des Natur- und Artenschutzes, der En­er­gie­wende, den Folgen des Klima­wandels und einer steigenden Weltbe­völk­er­ung umgehen.

Die Projekte Energiewende, Agrarwende, Naturschutz und damit der Erhalt einer lebens­werten Biosphäre stellen die gesamte Menschheit vor eine gewaltige Aufgabe. Es ist gewiss eine lohnende Herausforderung.

Nachwort

Meine Gedanken mögen auf den ersten Blick schwer verdaulich erscheinen. Dass wir einen Paradigmenwechsel in vielen Bereichen unseres Lebens benötigen, ist eigentlich keine Frage. Die Biosphäre so zu erhalten, damit alle heutigen Bewohner der Erde gut darin leben können, wird es nicht ohne Veränderungen unserer Lebensweise geben.

Nahrung ohne Umweg über Pflanzenbau und Tierhaltung direkt von Bakterien produzieren. Das erscheint vernünftiger, als alte Ideen und Vorgehensweisen zu optimieren und ist eigentlich nichts Besonderes. Bier und Wein werden schon heute mit der Hilfe von Bakterien in Bioreaktoren erzeugt. Nahrung und Bakterien hatten schon immer ein sehr enges Verhältnis. Es waren und sind immer Bakterien, die Nahrung sowohl produzieren als auch verdauen:

  • Bodenbakterien machen Nährstoffe pflanzenverfügbar
  • Bei der Photosynthese sind es auch Bakterien, die Licht in Energie umwandeln. Chloroplasten waren einmal freilebende phototrophe Bakterien, die nun im Innern von Pflanzenzellen leben.
  • Am Ende der Nahrungskette sitzen wiederum Bakterien. Diesmal im Verdauungstrakt und in den Körperzellen.
  • Mitochondrien sorgen dort für Energie. Mitochondrien waren auch einmal freilebende Bakterien, welche jetzt in allen Körperzellen leben. (Zur Info: Chloroplasten und Mitochondrien sind sogenannte Endosymbionten)

Photovoltaik ist effizienter als Photosynthese, um Energie aus Sonnenlicht zu erzeugen. Bioreaktoren sorgen für den Hauptteil der Nahrung. Das bedeutet, weniger Flächenbedarf und keine Monokulturen auf dem Acker, bzw. Massentierhaltung.

Die geschundene Natur (Böden, Pflanzen und Tiere) wird sich bedanken und kann sich erholen. Freiwerdende Fläche nutzen wir für Solarparks und für Agroforstsysteme, Aufforstung, Naturparks. Das würde den CO2-Gehalt der Luft zusätzlich reduzieren.

Es könnte also in mehrfacher Hinsicht eine gute Strategie sein, Strom in Solarparks und Nahrungsmittel mit Bakterien in Bioreaktoren zu erzeugen:

  • Extreme Wetterlagen werden künftig Landwirtschaft aufwendiger, riskanter und teilweise unmöglich machen. Für die Sicherheit der Nahrungsmittelversorgung bei jedem Wetter dienen Bioreaktoren, Gewächshäuser sowie Indoor-Farming.
  • Agroforstsysteme und das Aufforsten sorgen für eine Verringerung des CO2-Gehaltes in der Atmosphäre. Flora und Fauna erholen sich und bieten Ökosystemdienst­leistungen ohne Ende.
  • Zusatznutzen: Wenn wir so mit dem Klimawandel umgehen, dann wäre es leichter zu verschmerzen, wenn wir das 2-Grad-Ziel verfehlten.
  • Last but not least: Es gäbe eine sichere Energieversorgung aus erneuerbaren Quellen.

Weiterführende Links

Gold wert scheinen mir in diesem Zusammenhang diese Bücher von Stefan Brunn­huber:
Wie der Übergang Schritt für Schritt und unter Einbeziehung der kritischen Öffentlichkeit gelingen kann, beschreibt Stefan Brunnhuber in seinem neuesten Buch: „Die offene Gesellschaft: Ein Plädoyer für Freiheit und Ordnung im 21. Jahrhundert“ (erschienen im Februar 2019)

Schon 2016 hat Stefan Brunnhuber in: „Die Kunst der Transformation, Wie wir lernen, die Welt zu verändern“ einen Weg beschrieben, um den globalen Herausforderungen als Ge­sell­schaft zu begegnen.

Hörenswert ist auch der Leiter der Wuppertal-Institutes, Prof. Dr. Uwe Schneidewind im philosophischen Radio des WDR zur Fragestellung: Welche Möglichkeiten gibt es, um mit den fast unlösbar scheinenden Problemen der ökologischen Krise umzugehen – und den Prozess möglichst sinnvoll zu gestalten?

Der Deutschlandfunk berichtet in „Forschung aktuell“ vom 06.05.2019 in einem Radiobeitrag sowohl über den UN-Bericht zur globalen Artenvielfalt, als auch über das Thema Agrarphotovoltaik. Hier geht es direkt zum Podcast.

Lucius Burckhardt war Dozent im Fachbereich Architektur, Stadt- und Landschaftsplanung der Universität Kassel. Bei den anstehenden Veränderungsprozessen ein wichtiger Impulsgeber. Der Deutschlandfunk wiederholt gerade eine dreiteilige Sendung über ihn. Hörenswert!

Mit dem »Barometer der Energiewende« bewertet das Fraunhofer IEE jährlich den Stand der deutschen Energiewende. Die hierfür ausgewählten Indikatoren beschreiben das Energiesystem in seinen verschiedenen technischen Dimensionen Endenergie, Windenergie, Photovoltaik, Ausgleichskraftwerke, Bioenergie, Power-to-Gas, Batterien, Wärmesektor, Mobilitätssektor und Investitionstätigkeit.
Auf Basis der Ist-Werte vom Dezember des Vorjahres werden mit Hilfe von Szenario-Modellierungen Zielwerte für 2050 berechnet und Zielpfade aufgezeigt, die eine Transformation des Energiesystems hin zu einer 100 Prozent regenerativen Energieversorgung ermöglichen.

Das Fraunhofer Institur für Grenzflächen und Bioverfahrenstechnik (IGB) forscht zur Methanol-Produktion aus CO2. Das Projekt nennt sich Innovative Kaskadenprozesse zur Umwandlung von CO2 in Kraftstoffe und Chemikalien

Klima-und Lüftungsanlagen, die aus Kohlendioxid (CO2) und Wasser aus der Umgebungsluft synthetische Kraftstoffe herstellen –ein Verfahren, das dies möglich machen soll, haben nun Forscher des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) und der University of Toronto vorgeschlagen. Dabei sollen kompakte Anlagen direkt in Gebäuden CO2aus der Umgebungsluft abtrennen und synthetische Kohlenwasserstoffe herstellen, die sich dann als erneuerbares synthetisches Öl nutzen lassen.

Der Deutschlandfunk berichtete am 4. Juni 2019 über CO2-Recycling. Herstellung von Treibstoffen mit Hilfe von Bakterien. Das Potential der im Beitrag erwähnten Firma Lanzatech hat BASF erkannt. Bei der anderen genannten Firma Electrochaea GmbH arbeiten auch Bakterien am gleichen Thema.

Daten und Fakten zur Landwirtschaft aus dem Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft

Aktuelle Fakten zur Photovoltaik in Deutschland vom Fraunhofer ISE, 18. März 2019

Für den Blick über den Tellerrand bietet sich diese Studie der Forschungsstelle für Energie­netze und Energiespeicher (FENES) an der Ostbayerischen Technischen Hochschule Regens­burg (OTH Regensburg) aus 2016 an:
METASTUDIE, Analyse sektorenübergreifender Studien zur Dekarbonisierung des deutschen Energiesystems, Im Auftrag der Deutschen Energie-Agentur GmbH
Anmerkung des Autors: Die Verfasser dieser Studie haben 2016 vielleicht nicht ahnen können, das Solarparks in Deutschland schon heute mit Stromverkaufspreisen von 4-6 Cent / KWh rentabel betrieben werden können und dass in 5-10 Jahren unter, zwischen und neben den PV-Modultischen, Landwirtschaft mit Farmrobotern möglich sein kann.

Warum wir moralisch verpflichtet sind zu helfen, wenn jemandes Existenz bedroht ist, der lese und höre den beiden politischen Philosophen Christian Neuhäuser und Arnd Pollmann in einem Beitrag des Deutschlandfunk Kultur vom 05.05.2019 zu. In vielen Lebenslagen ist die Frage nach einer Pflicht zu helfen jedoch komplizierter als in philosophischen Modellfällen. Wie verhält es sich, wenn wir von Not und Ungerechtigkeit anderswo erfahren? Wie weit reicht dann die persönliche Verantwortung jedes und jeder Einzelnen? Woran bemisst sie sich, und wie hoch rangiert das Allgemeinwohl gegenüber individuellen Ansprüchen und Rechten? Sollte man diese moralische Pflicht auf jede Art von Existenz – also auch auf die Biosphäre erweitern? Ich sage: Ja!

— Der Autor Ralf Schnitzler wurde 1961 in Düren geboren, ist in der Eifel aufgewachsen, lebt und arbeitet in Köln. Eine erste Berührung mit der Welt der erneuerbaren Energien hatte er 1982 beim Bau einer Biogasanlage anlässlich seiner Ausbildung zum Landwirt. Als Teamleiter Deutschland für Photovoltaik Freiflächen-Projekte war von 2009 bis 2012 bei Juwi Solar aktiv. Neben seiner aktuellen Tätigkeit als Projektentwickler für Solarparks bei der Bejulo GmbH ist er auch Tänzer, Triathlet, Golfspieler, Landwirt, Diplom-Agraringenieur, Körper-Philosoph, Vater von 4 Kindern. https://zeitistjetzt.wordpress.com/

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