So können Autobahnen zur Energieerzeugung genutzt werden

Die Koalition hat beschlossen, dass Fernstraßen in Zukunft auch dazu dienen sollen, Strom zu erzeugen. Verschiedene Studien verdeutlichen das immense Potenzial dieser Idee und zeigen gleichzeitig die Herausforderungen auf, die der Straßen-Strom noch überwinden muss. Exklusive Satellitenbilder veranschaulichen bereits bestehende Pilotprojekte, die diese innovative Technologie erproben. Dieses "Wirtschaft von oben" Projekt ist in Zusammenarbeit mit LiveEO entstanden.

In Hannoversch Münden, entlang der A7, können Autofahrer bereits den Fortschritt der Energiewende beobachten. Im vergangenen September wurde dort mit dem Bau eines Solarkraftwerks begonnen, das aus mehr als 9000 Solarmodulen entlang der Straße besteht und genügend Strom für 1000 Haushalte erzeugen soll.

Die Bundesregierung plant, solche Anlagen an deutschen Fernstraßen zukünftig vermehrt zu installieren. Ein Beschluss der Ampelkoalition besagt, dass bei der Planung von Autobahnen zukünftig immer auch die Möglichkeiten zur Erzeugung erneuerbarer Energien in Betracht gezogen werden sollen. Zudem sollen auch bereits bestehende Fernstraßen Flächen für die Energieerzeugung nutzen.

Die Grundidee ist naheliegend: Statt neue Freiflächen für Kraftwerke zu erschließen, könnten bereits versiegelte Straßenflächen gleichzeitig als Verkehrsweg und Kraftwerk dienen. In Deutschland werden etwa fünf Prozent der Landfläche für Mobilität genutzt, wovon etwa die Hälfte auf Straßen entfällt. Bundesautobahnen allein beanspruchen eine Fläche von 289 Quadratkilometern, was ungefähr der doppelten Größe der Stadt Bonn entspricht, wie von einer Studie des Energiemarktdienstleisters Conexio herausgefunden wurde.

Exklusive LiveEO-Satellitenbilder von weltweiten Pilotprojekten zeigen, wie Teile dieser Straßenflächen bereits zur Solarstromerzeugung genutzt werden. Zum Beispiel hat die niederländische Straßenbaubehörde Rijkswaterstaat im Jahr 2018 entlang der A50 bei Uden eine Lärmschutzwand errichtet, in die große Solarmodule integriert wurden.

Das Pilotprojekt hat insgesamt 4,7 Millionen Euro gekostet. Laut dem Projektbericht führt die Integration der Solarzellen in die Struktur zu Kosteneinsparungen im Vergleich zur separaten Montage auf der Wand. Die Glasmodule fungieren gleichzeitig als Lärmschutz, und die Verkabelung kann in die Tragekonstruktion integriert werden.

Ein ähnliches Konzept wurde auch bei Lärmschutzwällen umgesetzt, wie es an der A94 zwischen Töging in Bayern und Erhating in Österreich zu sehen ist. Allerdings zeigt dieses Projekt auch die möglichen Herausforderungen auf: Ein Ehepaar aus Töging führte sechs Jahre lang einen Streit mit dem Freistaat Bayern über die Anlage, da es angab, dass seine Lebensqualität beeinträchtigt wurde.

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Schließlich wies der Bayerische Verwaltungsgerichtshof im Jahr 2012 die Klage ab. Dennoch blieb die Anlage teilweise ein Rohbau und musste später umgebaut werden. Im Gegensatz dazu erhielten die Betreiber in Uden mehr Unterstützung. Die Reaktionen der Anwohner auf das Projekt waren neutral bis moderat positiv, berichten die Manager des Bauprojekts.

Die Frage, wie groß das Potenzial für die Energieerzeugung in Deutschland ist, steht im Raum. Entlang von Autobahnen und Bundesstraßen gibt es insgesamt 4000 Kilometer an Wänden und Wällen, zusätzlich zu 1800 Kilometern Schallschutzmauern entlang von Eisenbahnlinien. Forscher des Deutschen Wetterdienstes haben anhand von Satellitendaten berechnet, wie viel Sonnenlicht diese Wände jährlich einfangen können und wie viel Energie dadurch erzeugt werden kann. Das Ergebnis zeigt, dass jährlich 1412 Gigawattstunden Strom generiert werden könnten, was den Energiebedarf von 450.000 Haushalten decken könnte.

Die Forscher gehen davon aus, dass zehn Prozent der Lärmschutzwände und 50 Prozent der Wälle mit Photovoltaikanlagen ausgestattet werden könnten. Besonders die Wälle, die eine Neigung von 30 Prozent aufweisen, gelten als besonders geeignet zur Sonnenlichtgewinnung. Die Experten sehen auch Vorteile in Bezug auf die Stabilität dieser Anlagen.

Einige Forscher, darunter das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE, gehen sogar noch einen Schritt weiter an der A81 bei Hegau-Ost. Dort planen sie im Frühjahr den Bau eines Solardachs über der Durchfahrgasse einer Raststätte. Mit einer Höhe von sechs Metern und einer Länge von 17 Metern soll diese Konstruktion verdeutlichen, dass Fernstraßen noch größere Flächen zur Stromerzeugung nutzen können.

Martin Heinrich, Gruppenleiter am Fraunhofer ISE, erläutert, dass solche Konstruktionen möglicherweise auch dazu beitragen könnten, den Verschleiß der Straßen und den Aufwand für den Winterdienst zu reduzieren. Allerdings wäre dafür eine großflächigere Umsetzung erforderlich, was möglicherweise noch nicht auf volle Akzeptanz stoßen könnte. Zusätzlich könnten solche Konstruktionen als Schutz vor Lärm und Abgasen dienen.

In der Schweiz plant das Unternehmen Energypier in der Nähe von Zürich ein zweieinhalb Kilometer langes Solardach über einem Autobahnabschnitt, das genug Strom für 20.000 Haushalte produzieren soll. In Deutschland würden solche längeren Konstruktionen Sicherheitsanforderungen ähnlich wie Tunnel erfüllen müssen, was den technischen Aufwand erhöhen würde.

Es ist jedoch wichtig zu beachten, dass ein Solardach einem Aufprallunfall standhalten muss und daher wahrscheinlich teurere Tragekonstruktionen erfordern würde. Martin Heinrich, Experte des Fraunhofer-Instituts, weist darauf hin, dass die Kosten wahrscheinlich höher wären und weniger direkt absehbar als bei anderen Anwendungen. Dennoch könnten solche Bauwerke eine erheblich längere Lebensdauer als die üblichen 30 Jahre haben, die für Photovoltaikanlagen üblich sind. Dies eröffnet die Möglichkeit für ein Geschäftsmodell im Bereich Solardächer.

In Südkorea wurde ein unkonventioneller Ansatz zur Nutzung erneuerbarer Energie auf einer Fernstraße zwischen Daejon und Sejong umgesetzt. Hier wurde der Mittelstreifen der Straße mit einem Fotovoltaik-Pavillon ausgestattet, unter dem Pendler mit dem Fahrrad fahren können und im Sommer den Schatten der Solaranlage genießen können. Diese beeindruckende Konstruktion erstreckt sich über eine Strecke von insgesamt 32 Kilometern.

Im Vergleich dazu könnte es kostengünstiger sein, Freiflächen-Fotovoltaikanlagen neben der Autobahn zu errichten. Ein Beispiel dafür ist ein Projekt in Mecklenburg-Vorpommern, wo das Energieunternehmen NaturEnergy entlang der A24 zwischen Berlin und Hamburg im vergangenen Jahr ein großes Kraftwerk in Betrieb genommen hat. Diese 15 Hektar große Anlage produziert jährlich 13.900 Megawattstunden Strom, was dem Verbrauch von 4300 Dreipersonenhaushalten entspricht. Beim Bau dieser Anlage wurde besonderes Augenmerk darauf gelegt, dass die reflektierenden Module keine Blendung für Autofahrer verursachen. Daher wurden die Solarzellen flacher als üblich montiert, und ein fast drei Meter hoher Blendschutzzaun wurde ebenfalls errichtet. Zwischen den Modulen gibt es ausreichend Grünflächen, auf denen Schafe weiden können.

Forscher des Thünen-Instituts für Betriebswirtschaft haben mithilfe von Geodaten das Potenzial von Flächen im Abstand von bis zu 200 Metern entlang von Fernstraßen für die Solarenergieproduktion analysiert. Ihren Berechnungen zufolge könnten hierbei jährlich 420 Terawattstunden Strom erzeugt werden, was 71 Prozent der deutschen Stromerzeugung im Jahr 2021 entspricht. Allerdings müssten für diese Nutzung viele landwirtschaftlich genutzte Flächen umgewidmet werden, und die Forscher haben Faktoren wie Verschattung, Netzanschlussmöglichkeiten und den Mindestabstand zu Siedlungsflächen nicht berücksichtigt. Daher dürften in der Praxis nur einige dieser Flächen tatsächlich für Solaranlagen geeignet sein.

Zusätzlich können auch hier Anwohner gelegentlich Einwände gegen Bauprojekte erheben. In der bayerischen Gemeinde Icking beispielsweise hat ein Plan für ein Solarkraftwerk neben der Autobahn den Protest einer Bürgerinitiative ausgelöst, die das Projekt als zu groß und zu nah an den Wohnhäusern empfindet. Im Gegensatz dazu hat sich die Gemeinde Lüttow-Valluhn am Solarpark beteiligt und erhält Einnahmen für die Gemeindekasse basierend auf der erzeugten Kilowattstunden.

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