Die Ausbauziele für die Erzeugung von erneuerbarem Strom aus Sonnenenergie hat die Bundesregierung im novellierten Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG 2023) bis zum Jahr 2040 festgeschrieben. Noch im laufenden Jahr sollen 9 Gigawatt (GW) neue PV-Anlagenleistung ans Netz gehen – erzeugt von Anlagen an und auf Gebäuden sowie auf Freiflächen. Ab 2026 sollen pro Jahr 22 GW neue Anlagen hinzukommen. Vorgesehen ist, dass die eine Hälfte der Anlagen als Gebäudeanlagen und die andere als Freiflächenanlagen realisiert wird.
Im § 4 des EEG 2023 schreibt der Gesetzgeber vor, in welchen Schritten die installierte Leistung von Solarstromanlagen (Photovoltaik-Anlagen, PV-Anlagen) erhöht werden soll, um die in § 1 festgeschriebenen Ausbauziele zu realisieren: Demnach soll die PV-Leistung
- 88 GW im Jahr 2024,
- 128 GW im Jahr 2026,
- 172 GW im Jahr 2028,
- 215 GW im Jahr 2030,
- 309 GW im Jahr 2035 und
400 GW im Jahr 2040 (anschließend Erhalt dieser Leistung) betragen.
Damit sind die politischen Ziele bekannt – es werden
- sowohl die angepeilte Photovoltaikleistung
- als auch das angestrebte Verhältnis zwischen den Erzeugungsanlagen auf und an Gebäuden sowie auf Freiflächenanlagen konkret beziffert.
Die Energiewende braucht Photovoltaik auf Freiflächen
Denn fest steht auch: Ohne große Solaranlagen auf freien Flächen (auch Solarparks genannt) sind die deutschen Photovoltaik-Ausbauziele
- nicht beziehungsweise nicht in der geplanten Zeit erreichbar
- und würden zudem kaum finanzierbar sein – schließlich lassen sich Freiflächenanlagen in der Regel deutlich günstiger (weniger Aufwand, weniger Kosten) errichten als Gebäudeanlagen in vergleichbarer Größe.
Die Notwendigkeit der Installation von Photovoltaik auf Freiflächen wirft sofort die Frage auf, wie groß der Platzbedarf dafür ist und welche Hürden gegebenenfalls zu nehmen sind, um deutschlandweit Platz für Freiflächenanlagen zu machen. Besitzer von Flächen, die als potentieller Standort für Solarparks in Frage kommen, darunter Landwirte, werden sich zudem fragen, wie der große Bedarf an Freiflächen-PV die Kaufpreise und Pachtpreise beeinflusst.
Platzbedarf für Freiflächen-PV: So viel landwirtschaftliche Flächen braucht die Energiewende
Eine aktuelle Studie des Johann Heinrich-von-Thünen-Instituts – Bundesforschungsinstitut für Ländliche Räume, Wald und Fischerei – lieferte Ende des Jahres 2022 mit dem „Thünen Working Paper 204“ eine „Abschätzung des zukünftigen Flächenbedarfs von Photovoltaik-Freiflächenanlagen“. Sie können das Papier als 22-seitiges PFD-Dokument hier kostenlos aus dem Internet downloaden.
In ihrer Studie erarbeiteten die beiden Verfasser, M. Sc. Joans Böhm und Dipl.-Ing. agr. Andreas Tietz, nach eigenen Angaben den möglichen zukünftigen Bedarf an landwirtschaftlichen Flächen für den Ausbau von Photovoltaik-Freiflächenanlagen (Kurz: PV-FFA) in Deutschland. Dafür haben sie einerseits die aktuellen politischen Ziele zum PV-Ausbau und andererseits verschiedene Energieszenarien herangezogen.
Am wahrscheinlichsten sei demnach die folgende Entwicklung:
- 215 GW installierter PV-Leistung bis 2030 und 400 GW für ein vollständiges transformiertes Energiesystem bis 2040,
- ein Anteil von 50 Prozent auf landwirtschaftlichen Flächen sowie eine spezifische Flächeninanspruchnahme von 1,4 Hektar pro Megawatt (ha/MW)
Auf dieser Basis ergebe sich der wissenschaftlichen Abschätzung zufolge eine sogenannte Flächeninanspruchnahme bei einem transformierten Energiesystem (Jahr 2040) von 280.000 ha. Das entspreche einem Anteil an der aktuell landwirtschaftlich genutzten Fläche von 1,7 Prozent. Die Verfasser verweisen darauf, dass die Spannweite aller betrachteten Szenarien mit Anteilen zwischen 0,3 und 4 Prozent sehr groß sei, wobei die Extremwerte als eher unwahrscheinlich einzustufen seien – was beides für die hohe Unsicherheit der Prognose spreche.
Wie viel Flächen von Deutschland sind aktuell mit Photovoltaik-Freiflächenanlagen besetzt?
Laut der aktuellen Abschätzung des Thünen-Instituts zum künftigen Flächenbedarf von PV-FFA stünden derzeit (mit Stand 2018) auf 25.500 ha PV-Freiflächenanlagen. Zum Vergleich: Das ist die Fläche, die 35.714 Fußballfelder einnehmen würden.
Von diesen 25.500 ha seien 17.100 ha vormalig landwirtschaftlich genutzte Flächen gewesen, heißt es in der Flächenbedarfsabschätzung.
Mit deutschlandweit nur 0,1 Prozent sei der prozentuale Anteil von PV-Freiflächenanlagen an der hierzulande derzeit landwirtschaftlich genutzten Fläche verhältnismäßig klein, bewerten die Verfasser der Abschätzung. Aber: Trotz dieses vergleichsweisen kleinen Anteils rücke ihnen zufolge die Flächennutzungskonkurrenz zwischen solarer Stromerzeugung mit PV-Freiflächenanlagen und der landwirtschaftlichen Produktion zunehmend in den gesellschaftlichen Fokus. Sie erwarten für die kommenden Jahre einen starken Zuwachs an PV und damit eine zunehmende politische Diskussion um steigende Flächennutzungskonkurrenz.
Wie hoch ist der Anteil der PV-Freiflächenanlagen an der insgesamt installierten PV-Leistung?
Diese Frage beantworten die Autoren der Flächenbedarfsabschätzung so: Demnach liege der Anteil von PV-Freiflächenanlagen bei knapp einem Drittel (28 Prozent) der gesamten installierten PV-Leistung.
Gut zu wissen: Für eine Verschiebung dieses Verhältnisses zwischen Gebäude- und Freiflächen-PV-Anlagen von zwei Dritteln zu einem Drittel hin zu halbe halbe spreche auch, dass die Kosten der Erzeugung des PV-Stroms (sogenannte Stromgestehungskosten) bei Freiflächenanlagen nur etwa halb so hoch sind wie bei Dachanlagen.
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Die plausibelsten Ergebnisse der Flächenbedarfsabschätzung: So viel landwirtschaftliche Fläche braucht Deutschland für PV-Freiflächenanlagen
Angesichts der derzeitigen Rahmenbedingungen scheint es für die Autoren der Flächenbedarfsabschätzung am wahrscheinlichsten,
- dass künftig 50 Prozent des deutschen Bedarfs an Photovoltaikstrom mit Freiflächenanlagen gedeckt werde.
- dass die mittlere spezifische Flächeninanspruchnahme in der Größenordnung von 1,4 ha/MWp liege.
Daraus resultiere bei einem Ausbauziel von 215 GW, was laut Energieszenarien eine realistische Annahme und bis 2030 als politisches Ziel ausgewiesen sei, ein Flächenbedarf von insgesamt 150.500 ha (inklusive des aktuellen Bestands) beziehungsweise 0,9 Prozent der aktuell landwirtschaftlich genutzten Fläche.
Für das Ausbauziel von 400 GW bis zum Jahr 2040 bestünde demnach ein Flächenbedarf von 280.000 ha bzw. 1,7 Prozent der aktuell landwirtschaftlich genutzten Fläche.
Wie sind diese Flächenbedarfe zu bewerten?
Die Verfasser der Flächenbedarfsabschätzung schreiben, dass diese Ergebnisse zeigen würden, dass sich selbst dann,
- wenn Deutschland den PV-Ausbau forciere und
- wenn vergleichsweise pessimistische Annahmen getroffen würden,
der Flächenbedarf für PV-Freiflächenanlagen auf weniger als 4 Prozent der aktuell landwirtschaftlich genutzten Fläche beschränkt bliebe.
Mit Blick auf die Erzeugung von Biogas aus Energiepflanzen, deren Anbau aktuell 9,4 Prozent der Fläche einnehme, sei der benötigte Flächenanteil für PV verhältnismäßig gering. Und weil PV-FFA auf die Fläche bezogen deutlich effektiver Strom erzeugen könnten, nämlich 29 bis 76 Mal mehr, ließe sich mit einer Substitution der Energieerzeugung von Biogasanlagen mit PV-Freiflächenanlagen perspektivisch deutlich mehr landwirtschaftliche Fläche für die Nahrungsmittelproduktion verwenden.
Die Verfasser der Flächenbedarfsabschätzung schlagen zudem eine Möglichkeit vor, wie sich der weitere Flächenentzug für die Nahrungsmittelerzeugung begrenzen lasse: So könnten die PV-Freiflächenanlagen ihnen zufolge als Stilllegungsoptionen im Rahmen der flächenbezogenen Agrarförderung anerkannt werden. Dort werde in Zukunft im Rahmen der Konditionalität ein Mindestanteil von 4 Prozent angestrebt.
Verschiedene Seiten würden in diesem Zusammenhang fordern, dass als Voraussetzung für die Anerkennung eine gezielte Förderung der Artenvielfalt (sogenannte Biodiversität) innerhalb der PV-Freiflächenanlagen erfolgen sollte. Zu beachten sei demnach zudem, dass laut dem Umweltbundesamt (UBA) bis zum Jahr 2030 der Flächenverbrauch für Siedlungs- und Verkehrsflächen auf weniger als 30 ha pro Tag gesenkt werden soll.
Hierzu sollte man auch wissen, dass PV-Freiflächenanlagen trotz der mit ihnen verbundenen geringeren Flächenversiegelung von 0,5 bis 1 Prozent derzeit statistisch als Industriefläche erfasst – und deshalb zur Siedlungs- und Verkehrsfläche gezählt würden. Bis zum Jahr 2040 ergäbe sich ein extra Flächenbedarf (Anstieg von 25.500 auf 280.000 ha), der sich pro Tag auf 32 ha belaufe. Das bedeute, dass das politische Ziel einer deutlichen Verringerung des Flächenverbrauchs für Siedlungs- und Verkehrsfläche alleine mit dem in der Studie beschriebenen Ausbau überstiegen würde.
Auch deshalb empfehlen die Autoren der Flächenbedarfsabschätzung, die statistische Erfassung von PV-FFA als Industriefläche zu überdenken, zumal diese nur äußerst geringe Flächenversiegelungen mit sich bringen würden und sich vergleichsweise leicht zurückbauen ließen.
Die dargestellten Ergebnisse würden darüber hinaus unberücksichtigt lassen, dass in den meisten Gemeinden Ausgleichsflächen für die Errichtung von PV-Freiflächenanlagen benötigt würden. Die Studienautoren verweisen darauf, dass ein steigender Bedarf an Flächen
- für PV-Freiflächenanlagen
- und gegebenenfalls Ausgleichsflächen
den Bodenmarkt beeinflussen könne.
Wie beeinflusst der künftig steigende Flächenbedarf für PV den Bodenmarkt?
Vor allem die teils sehr gute Wirtschaftlichkeit von PV-Freiflächenanlagen und die sich daraus ergebende hohe Zahlungsbereitschaft für die Fläche seien laut den Verfassern der Flächenbedarfsabschätzung für den Bodenmarkt von Bedeutung.
- Bei großen Freiflächenanlagen seien demnach durchaus jährliche Pachten (Grundrenten) von 10.000 bis 19.000 Euro (€) pro ha möglich.
- Ackerbaubetriebe dagegen hätten im Durchschnitt der letzten Jahre Pachten von 270 €/ha/Jahr erwirtschaftet.
Allein dieser Vergleich offenbare eine erheblich höhere Rentabilität von PV-Freiflächenanlagen.
Diese zeige sich an den aktuellen Pachtgeboten von über 2.500 €/ha/Jahr, die für PV-Freiflächenanlagen gezahlt würden, sehr deutlich.
Verglichen mit der deutschlandweiten durchschnittlichen Pacht von 274 €/ha/Jahr zeige sich, dass die Verpächter große finanzielle Anreize hätten, ihre freien Flächen für eine PV-Freiflächenanlage zu verpachten.
Die Ergebnisse der Studie würden aber auch zeigen, dass zum Erreichen der PV-Ausbauziele nur auf 1,7 Prozent der Fläche überhaupt PV-Freiflächenanlagen errichtet würden. Deshalb sei laut den Autoren derselben zu erwarten, dass es nur zu regional begrenzten Konkurrenzsituationen kommen würde.
Kleine landwirtschaftliche Betriebe im Süden Deutschlands hemmen große PV-Freiflächenanlagen
Wegen der guten Sonneneinstrahlung im Süden Deutschlands sei dort der wirtschaftliche Anreiz größer, PV-Freiflächenanlagen zu errichten, ist in der Flächenbedarfsabschätzung weiter zu lesen.
Wichtig: Weil die landwirtschaftlichen Betriebe im Süden der Bundesrepublik strukturell jedoch deutlich kleiner seien, könne es bei Verlust von Pachtflächen infolge des Baus einer größeren PV-Freiflächenanlage sogar zur Existenzgefährdung einzelner Betriebe kommen.
Die kleinflächige Eigentümer- und Betriebsstruktur in Süddeutschland hemme demnach den Bau größerer Anlagen mit höherer Flächeneffizienz.
Sehr große landwirtschaftliche Betrieb im Osten Deutschlands nutzen große PV-Freiflächenanlagen als weitere Einkommensquelle
In Ostdeutschland gebe es dagegen überwiegend sehr große landwirtschaftliche Betriebe. Diese würden sich eher am Bau einer PV-Freiflächenanlage beteiligen, weil sie dies als Diversifizierungsmöglichkeit ansähen, um ihr Einkommen zu stabilisieren – und nicht als Existenzgefährdung.
Große PV-Anlagen schützen das Klima und sichern betriebliche Existenz: Moor-PV und andere Konzepte zur Flächenersparnis
Der Bau einer PV-Freiflächenanlage könne darüber hinaus auch zum Erreichen von Klimaschutzzielen beitragen. Beim Wiedervernässen von Mooren würden sie eine wirtschaftliche Möglichkeit der Flächennutzung darstellen. Die Autoren der Flächenbedarfsabschätzung verweisen an dieser Stelle darauf, dass der Gesetzgeber mit dem novellierten EEG 2023 gezielt sogenannte Moor-PV fördere. Mit Blick auf die ehrgeizigen Ziele von Bund und Ländern zum Wiedervernässen trockengelegter und als landwirtschaftliche Fläche genutzter Moore, die sich auf eine spezifische Gebietskulisse konzentrieren würden, könne die Kombination von Moorschutz und Photovoltaik ein realistischer Beitrag sein, um die Existenz landwirtschaftlicher Betrieben dort zu sichern.
Ebenfalls neu gefördert würden demnach Agri-PV, Floating-PV und Parkplatz-PV. Setze man diese Kombi-Konzepte künftig großflächig um, ließe sich damit der Bedarf an landwirtschaftlicher Nutzfläche für die PV-Stromerzeugung deutlich reduzieren.
Wegen der höheren Stromgestehungskosten im Vergleich zu den günstigeren PV-Freiflächenanlagen hätten sich diese Konzepte marktgetrieben bislang allerdings noch nicht durchgesetzt. Vor allem bei Agri-PV bestünde noch großer Forschungsbedarf, um die Wechselwirkungen mit der landwirtschaftlichen Produktion zu verstehen und zu optimieren, halten die Autoren der Flächenbedarfsabschätzung fest.
Ein weiteres Hemmnis dieser flächensparenden PV-Konzepte seien fehlende rechtliche Rahmenbedingungen. Zudem gebe es derzeit noch keine Norm, mit der sich eine Agri-PV-Anlage klar von einer herkömmlichen PV-Freiflächenanlagen ohne Doppelnutzung mit intensiver landwirtschaftlicher Nutzung abgrenzen lasse.
Fazit und Ausblick
Dier für die Energiewende dringend nötige Ausbau der PV müsse wegen der stark begrenzten Installationskapazitäten auf Dachflächen auch auf Freiflächen stattfinden. Die gute Skalierbarkeit der Installationskapazitäten von PV-Freiflächenanlagen könne daher zunehmend bedeutsamer werden, schreiben die Verfasser der Flächenbedarfsabschätzung in ihrem Fazit.
Wie hoch der künftige Flächenbedarf von PV-Freiflächenanlagen sei, das machen sie an drei Faktoren fest:
- an der tatsächlich benötigten PV-Leistung
- am Anteil, der auf der Freifläche errichtet werde
- am spezifischen Flächenbedarf
Der stärkere Ausbau von PV-Freiflächenanlagen gehe demnach mit einer stärkeren Nachfrage nach landwirtschaftlicher Fläche einher. Diese werde den Bodenmarkt beeinflussen. Vor allem wegen der hohen Pachtzahlungsbereitschaft sei dies zu erwarten. Weil sich PV-Freiflächenanlagen nicht überall bauen ließen, sei mit regionalen Unterschieden im Pachtmarkt zu rechnen.
Hinsichtlich der Konkurrenzsituation zur Nahrungsmittelerzeugung seien PV-Freiflächenanlagen wegen ihrer 29- bis 76-fach höheren Flächenenergieerträge deutlich der Energieerzeugung mit Biogas überlegen.
Kämen Batteriespeicher zum Ausgleich der einstrahlungsbedingten Leistungsschwankungen zum Einsatz, ließe sich mit PV-Freiflächenanlagen Flexibilität erreichen, die der der Verstromung von Biogas ähnele – dies spreche für eine Substitution des Anbaus von Energiepflanzen mit Flächen-PV. Damit stünde mehr Fläche für die Nahrungsmittelproduktion zur Verfügung.
Ausblick
Wegen der sehr guten Wirtschaftlichkeit von PV-Freiflächenanlagen lägen bei den Gemeinden laut den Autoren der Flächenbedarfsabschätzung zurzeit sehr viele Anfragen für Flächennutzungsänderungen für PV-Flächen – so viel, dass sich die Genehmigungsverfahren meist sehr in die Länge zögen. Das hemme den Ausbau der Freiflächen-PV und verhindere die rasche Energiewende.
Des Weiteren würden rechtliche Rahmenbedingungen wie das im EEG festgelegte Verbot des Eigenverbrauchs bei manchen Anlagen die sinnvolle Integration und Realisation von PV-Freiflächenanlagen behindern. Um einen unkontrollierten Ausbau und eine Überforderung der örtlichen Gemeinden zu verhindern, raten die Autoren der Flächenbedarfsabschätzung dazu, die regionale Verteilung zu steuern, beispielsweise, in dem man einen maximalen Flächenanteil von PV-Freiflächenanlagen in Höhe von XYZ Prozent vorgebe.
Es könnten zudem politische Richtlinien erarbeitet werden, die klare Vorgaben zur Genehmigungsfähigkeit von PV-Freiflächenanlagen im Bebauungsplan machten.
