PV-Freiflächen: Studie zu Bedarf & Potentialen

Das Ziel steht fest: Im Jahr 2030 sollen in Deutschland 200 Gigawatt (GW) Photovoltaik-Leistung auf Freiflächen installiert sein. Eine Kurzstudie untersuchte, wie sich die Flächenkulisse für Photovoltaik-Freiflächenanlagen (PV-FFA) an dieses doch deutlich erhöhte Ausbauziel anpassen lässt. Die wichtigsten Ergebnisse zum Flächenbedarf, zum Potential für PV-FFA an und auf Gebäuden sowie auf landwirtschaftlichen Flächen und Konversionsflächen, inklusive schwimmende PV-Anlagen (Floating-PV) sowie zum Planungsrecht haben wir hier für Sie zusammengefasst.

Was ist eine PV-Freiflächenkulisse? (Begriffserklärung, Definition)

PV steht für Photovoltaik. Das ist die Technologie, mit der sich nutzbarer Strom aus Sonnenenergie erzeugen lässt. Entsprechende technische Anlagen heißen Photovoltaik-Anlagen (PV-Anlagen, PVA). Diese können an (Fassaden) und auf (Dächern) Gebäuden oder auf freien Flächen (sogenannten Freiflächen (FF) wie Landflächen oder Wasserflächen) installiert werden. Letztere nennt man auch Freiflächenanlagen (FFA) oder PV-Freiflächenanlagen.

Der Begriff Flächenkulisse (auch Gebietskulisse genannt) ist ein Fachbegriff aus dem Fachgebiet „Raumplanung“. Diese umfasst sämtliche Maßnahmen, mit denen sich ein geographischer Raum (Gebiet, Fläche) unter naturräumlichen, wirtschaftlichen und sozialen Aspekten ordnen und gezielt nutzen lässt. Hierzulande dient die Raumplanung als Oberbegriff für räumliche Planungen, angefangen bei der Bauleitplanung auf Gemeindeebene über die Raumordnung auf regionaler Ebene bis hin zur Landesplanung. Bei der Raumplanung geht es einerseits um die räumliche Gesamtplanung für den betreffenden Raum und andererseits um sektorspezifische Fachplanungen (Verkehr, Landschaft).

Demnach meint der Begriff PV-Freiflächenkulisse den Raum (Gebiet, Fläche), in dem PV-Freiflächenanlagen installiert werden können. Die PV-Freiflächenkulisse ist somit die Summe aller denkbaren Standorte für Photovoltaikanlagen.


Wie viel Fläche braucht Deutschland für den 200-GW-Ausbau der PV-Freiflächenanlagen?

Laut der Kurzstudie „Anpassung der Flächenkulisse für PV-Freiflächenanlagen im EEG vor dem Hintergrund erhöhter Zubauziele. Notwendigkeit und mögliche Umsetzungsoptionen“ sei der Flächenbedarf für den 200-GW-Ausbau der PV-Freiflächenanlagen insgesamt beträchtlich. Wozu Sie allerdings auch wissen müssen, dass er im Vergleich zum derzeitigen Flächenbedarf für Energiepflanzen deutlich kleiner sei.

Aus diesem Grund kommen die Verfasser der Kurzstudie, Dr. Dieter Günnewig, Esther Johannwerner, Tobias Kelm, Jochen Metzger und Dr. Nils Wegner, zu der Einschätzung, dass Deutschland neben den im Erneuerbare-Energien-gesetz (EEG) bestehenden geförderten Gebietskategorien, darunter versiegelte Flächen und Konversionsflächen, künftig verstärkt der Bedarf entstehen werde, landwirtschaftliche Flächen für PV-Freiflächenanlagen in Anspruch zu nehmen, um die Ausbauziele zu erreichen.

Daher forderten sie, die Potenziale, die das EEG 2021 bisher zur Nutzung von Agrarflächen ermögliche, zu überprüfen und zu erweitern. Doch damit nicht genug: Die Experten fordern dabei auch Kreativität ein, um neue Anlagenkonzepte ähnlich der Agri-PV zu entwickeln, bei der es zu Flächennutzungssynergien zwischen der Erneuerbaren Energiewirtschaft und der Landwirtschaft komme. Schließlich seien entsprechende Agri-PV-Anlagen derzeit auf Innovationsausschreibungen mit geringer Anlagengröße und begrenztem Volumen beschränkt.

Würde man die im EEG zugelassenen Flächenkategorien um die landwirtschaftlichen Flächen erweitern, ließen sich einerseits das Flächenpotenzial für PV-Freiflächenanlagen deutlich erhöhen – und andererseits deren Ausbaukosten senken. Das brauche sowohl auf der Ebene der Regionalplanung als auch der der kommunalen Flächennutzungsplanung eine Standortsteuerung, heißt es in der Studie weiter, die die Umwelt- und Raumverträglichkeit der konkreten Standortentscheidung sicherstelle und regionale oder lokale Überlastungen verhindere. Dementsprechend empfehlen die Autoren der Kurzstudie ganz klar, die Flächenkulisse für Solar-Freiflächenanlagen grundsätzlich auf die gesamte ackerbaulich genutzte Landwirtschaftsfläche auszuweiten, vor allem für Agri-PV-Anlagen, aber bisher als Grünland genutzte Flächen davon auszuschließen.

Bis zum Jahr 2030 würden in Deutschland, in Abhängigkeit von der Weiterentwicklung der Flächeneffizienz und des Anteils von Anlagenkonzepten mit höherer Flächeninanspruchnahme (Agri-PV), weitere 60.000 bis 80.000 Hektar (ha) für den Ausbau von Freiflächenanlagen benötig

Warum sollte Grünland als Standort für PV-Freiflächenanlagen ausgeschlossen werden?

Die Autoren der Kurzstudie empfehlen, bisher als Grünland genutzte Flächen nicht für PV-Freiflächenanlagen zu nutzen. Demnach lasse sich dieses als aktueller Bestandteil der Förderkulisse des EEG sowohl in den sogenannten benachteiligten Gebieten als auch an den Seitenrändern von Autobahnen und Schienenwegen als PV-Standort nutzen. Das Dauergrünland hätte im Jahr 2020 im Schnitt gut ein Viertel (28,5 Prozent) der landwirtschaftlich genutzten Fläche Deutschlands eingenommen – wobei sein Ausmaß stark variiere. Vor allem in den Bergländern, in den Flussniederungen und im norddeutschen Küstenhinterland sei der Grünlandanteil recht hoch und dominiere gebietsweise sogar. Für die Argumentation des Grünlandschutzes sei dabei die Gleichverteilung von extensivem Grünland wichtig, also von Grünlandbeständen, die naturschutzfachlich bedeutsame Lebensräume darstellen und häufig auch einen gesetzlichen Schutzstatus aufweisen würden.

Grünland sei nicht gleich Grünland, schreiben die Autoren der Kurzstudie: Die Bewirtschaftungsform einerseits, Alter, Zustand und Ausprägung andererseits seine wichtig, wenn über die Standorteignung für PV-Freiflächenanlagen entschieden werde. Aus Umwelt- und Naturschutzaspekten werde die Nutzung von Grünland als deutlich nachteilig bewertet, eine ökologische Aufwertung lasse sich demnach vielerorts nicht machen. Das Grünland gehöre vor allem in seinen extensiven Nutzungsformen zu den artenreichsten Biotoptypen in Mitteleuropa und sei infolge der Nutzungsintensivierung in seinem Bestand seitens des sogenannten Grünlandumbruchs gefährdet. Der Grünlandschutz sei demnach auch im europäischen Recht verankert. Wesentlicher Bestandteil des Natura-2000-Netzes seien die nach der FFH-Richtlinie definierten Lebensraumtypen (LRT) des Offenlandes, vor allem das naturnahe Grünland und halbnatürliche Grünland. Gerade extensiv genutztes Grünland besitze eine besonders hohe Bedeutung für den Erhalt der biologischen Vielfalt (Biodiversität) in Deutschland und habe auch einen großen landschaftskulturellen Wert.

Angesichts der Klage der EU-Kommission gegen Deutschland, die sich auf den mangelnden Grünland-Schutz beziehe, werde die Stellung von Grünland und dessen Schutz in den kommenden Jahren noch einmal kritisch hinterfragt und überprüft werden (müssen), schreiben die Kurzstudie-Autoren.

  • Deshalb empfehlen sie, Grünland komplett aus einer künftigen Förderkulisse von landwirtschaftlichen Flächen des EEG auszuschließen.
  • Falls das nicht durchsetzbar sei, wäre alternativ eine Lenkung und Beschränkung auf intensiv genutztes Grünland zu erwägen, soweit der Bestand außerhalb von Schutzgebieten liege und nicht als Natura-2000-Lebensraumtyp beziehungsweise als gesetzlich geschützter Biotop nach Bundes- oder Landesnaturschutzrecht definiert sei.
  • Extensiv genutztes Grünland sei zwingend als PV-Standort auszuschließen.

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Flächenverfügbarkeit: Hat Deutschland genug Flächen für den 200-GW-Ausbau der PV-Freiflächenanlagen?

Beim Abgleichen der deutschen PV-Ausbauziele mit den Potenzialen auf Gebäuden und Freiflächen stellten die Verfasser der Kurzstudie keine Engpässe fest. Das heißt: Es gibt genug Flächen für PV-Freiflächenanlagen, um deren 200-GW-Ausbau bis 2030 zu realisieren.

Demnach sei das Dach- und Gebäudepotenzial sehr groß. Schätzungsweise ließen sich bis zu 400 GW PV-Leistung auf Dächern und bis zu 320 GW PV-Leistung an Fassaden installieren. Die Experten weisen jedoch daraufhin, dass der Ausbau vieler vergleichsweise kleinerer Anlagen im Vergleich zu Freiflächenanlagen kostenintensiver sei.

Für PV-Freiflächenanlagen gebe es demnach ausreichend vorgenutzte und vorbelastete Flächen – inklusive ackerbaulich genutzter Gebiete. Bis zum Jahr 2030 ließen sich 0,5 bis 0,6 Prozent der landwirtschaftlich genutzten Fläche Deutschlands mit PV-Freiflächenanlagen bestücken. Das entspreche rund 77.000 ha. Auch gut zu wissen: Der Studie zufolge seien die Auswirkungen der Solarparks auf die Umwelt zu bewältigen, vorausgesetzt, ihr Ausbau erfolge bei entsprechend zielgerichteter räumlicher Steuerung auf regionaler und kommunaler Ebene sowie mit guter Vorhabenplanung. Daher fordern die Autoren der Studie, PV-Freiflächenanlagen entsprechend der Lage vor Ort auf der Grundlage eines raumordnerischen beziehungswiese städtebaulichen sowie umweltverträglichen Steuerungskonzepts der Standortgemeinde zu entwickeln.

Bemerkenswert sei laut den Autoren der Studie, dass Solarparks in intensiv genutzten Agrarlandschaften sogar einen ökologischen Mehrwert bewirken könnten. Der Grund: Die großen PV-Anlagen würden bei entsprechender Bauweise Platz für extensiv genutztes artenreicheres Grünland und seiner Lebensgemeinschaften bieten.

In der Studie ist weiter zu lesen, dass die PV-Freiflächenanlagen vergleichsweise günstigen Strom liefen würden (Stichwort: Gestehungskosten). Zudem ließen sich mit ihnen rasch hohe Zubauvolumina erzielen.



Lässt sich das deutsche PV-Freiflächenpotential auf Landwirtschaftsflächen beziffern?

In der Kurzstudie finden sich zwar konkrete Angaben zum PV-Freiflächenpotential auf landwirtschaftlichen Flächen, doch Sie müssen dabei berücksichtigen, dass die Studie im Sommer 2022 verfasst wurde – also in der Vorbereitungsphase der EEG-Novellierung 2022 und vor der Veröffentlichung des sogenannten Eckpunktepapiers des Bundesministeriums für Wirtschaft und Klima (BMWK, 2022). Dennoch lohnt sich Blick auf die Zahlen:

Mit dem EEG 2021 gab es eine Vergütung bei PV-Freiflächenanlagen nur, wenn diese

  • wenn diese entweder in sogenannten benachteiligten Gebieten installiert waren, vorausgesetzt, die zuständigen Bundesländer hatten eine entsprechende Öffnungsverordnung verabschiedet,
  • oder wenn diese auf den Seitenrandstreifen von beiderseits 200 Metern (m) an Autobahnen und Schienenwegen installiert waren.

Unter Anwendung raumplanerisch üblicher Ausschluss- und Abwägungskriterien sei das raumverträgliche Potenzial für PV-Freiflächenanlagen auf landwirtschaftlichen Flächen innerhalb der Flächenkulisse des EEG 2017 im Jahr 2019 auf eine Größe zwischen 25.230 und 55.760 Hektar (ha) beziffert worden. Das entsprechende Potenzial der Landwirtschaftsflächen insgesamt schätzte man zu diesem Zeitpunkt auf eine Fläche zwischen 66.000 bis 120.000 ha.

Auf Basis dieser Zahlen sowie einer Studie des Bundesministeriums für Verkehr und digitale Infrastruktur (BMVI) mit Stand 2015 sei das Potenzial 2021 erneut geschätzt worden – dieses Mal von der Stiftung Klimaneutralität, wobei die Erweiterung des Seitenrandstreifens von 110 auf 200 m berücksichtigt worden sei. Konservativ geschätzt liege das bundesweit nutzbare Potential demnach bei 1,5 Prozent: Das mache unter Annahme eines Flächenbedarfs von 1,25 Megawatt pro ha (MW/ha) eine Leistung von 90 GW.

Mit den Innovationsausschreibungen seien laut der Studie zum ersten Mal auch Kontingente für Agri-PV-Anlagen über das EEG 2021 ausgeschrieben worden. Das Ausschreibungsvolumen von 150 MW gelte für die sogenannten besonderen PV-Freiflächenanlagen: Das seien Solaranlagen

  • auf Gewässern und Parkplätzen,
  • auf Ackerflächen bei gleichzeitigem Nutzpflanzenanbau auf derselben Fläche
  • auf landwirtschaftlich genutzten Flächen, auf denen Dauerkulturen oder mehrjährige Kulturen angebaut würden.

Die Innovationsausschreibungsverordnung (InnAusV) nach § 39n Abs. 3 EEG 2021 habe eine Mindestgröße von 100 Kilowatt (kW) bei Anlagenkombinationen mit besonderen Solaranlagen vorgesehen, wobei die Anlage aber eine Gebotsmenge von 2 Megawatt (MW) nicht überschreiten (§ 16 Abs. 1 InnAusV) durfte. Doch das Potenzial von Agri-PV-Anlagen liege demnach deutlich höher. Aktuell nutze Deutschland 14 Prozent seiner landwirtschaftlichen Fläche zum Anbau von Energiepflanzen, auf rund einer Millionen ha davon werde sogenannter Energie-Mais angebaut. Würde diese Fläche für Agri-PV oder sogenannte Solar-Biotope verwendet, ließen sich darauf 600 GW PV-Nennleistung installieren – eine Leistung, die mit einer höheren Dichte von Solarmodulen sogar noch erhöht werden könnte.

Würde Deutschland ein Prozent seiner gesamten landwirtschaftlich genutzten Fläche – etwa 16,7 Millionen ha – für Agri-PV freigeben, könnte bei einem Flächenbedarf von 1,25 ha/MW PV-Leistung eine Leistung von 130 GW bei gleichzeitiger landwirtschaftlicher Nutzung installiert werden.

Wie groß ist das Potential für PV-Freiflächenanlagen auf Konversionsflächen und sonstigen baulichen Anlagen?

Das Potenzial für PV-Freiflächenanlagen auf sogenannten Konversionsflächen lasse sich der Kurzstudie zufolge mit den verfügbaren statistischen Daten nur grob schätzen. Ein Grund dafür sei, dass man Teilpotenziale wie die Folgelandschaften des Tagebaus nicht vollständig abschätzen könne, solange noch Flächen abgebaut würden. Und militärische Konversionsflächen

  • ließen sich wegen ihrer Vorbelastung (Stichwort: Munitionsreste) entweder nicht oder nur mit hohem finanziellem Aufwand als Standort für PV-Freiflächenanlagen nutzen lassen
  • oder hätten einen hohen ökologischen Wert.

Das Potenzial von Konversionsflächen aus militärischer Nutzung, die weder einer Vorrangnutzung seitens des Naturschutzes unterstellt noch militärisch beübt würden, habe im Jahr 2019 etwa 214.000 ha betragen, wovon sich der Großteil in den östlichen Bundesländern befände.

Auch das Potenzial von Deponien, Halden, Brachflächen in Industrie- und Gewerbegebieten sowie von Bergbaufolgelandschaften lasse sich laut der Kurzstudie nur überschlagen. Bei einer konservativen Einschätzung könne man demnach dafür 36.000 ha annehmen.

Das mache insgesamt rund eine Viertel Millionen ha Potenzialfläche für PV-Freiflächen auf Konversionsflächen. Davon würden sich 15 bis 25 Prozent raumverträglich nutzen lassen, heißt es in der Kurzstudie weiter. Bei einem Flächenbedarf von 1,25 ha/MW und einem wirtschaftlich realisierbaren Potenzial von etwa 20 Prozent betrage das Potenzial demnach 6 bis 10 GW.

Sogenannte Floating-PV, also schwimmende PV-Anlagen, seien nach Einschätzung der Autoren der Kurzstudie in Deutschland noch die Ausnahme. Im Jahr 2019 sei hierzulande die erste PV-Freiflächenanlage dieser Art realisiert worden, mit Stand Juli 2021 habe es vier davon gegeben. Nach eigener Recherche beziffern die Autoren die bislang in der Bundesrepublik installierte Floating-PV-Leistung auf wenigstens 4.500 kW.

Der Braunkohleabbau habe Deutschland bisher eine Fläche von 179.402 ha gekostet, steht in der Kurzstudie, die sich bei dieser Mengenangabe auf das UBA beruft. Davon seien bereits 125.317 ha rekultiviert worden: Knapp ein Drittel (28 Prozent) der rekultivierten Fläche werde landwirtschaftlich genutzt, knapp ein Fünftel (19 Prozent) sei bereits oder werde noch zu Wasserfläche. Das technisch nutzbare Potenzial der Braunkohle-Tagebauseen liege geschätzt zwischen 44 GW und 56 GW, was bedeute, dass als wirtschaftliches Potenzial 2,74 GW verblieben. Da sich jedoch nicht nur Braunkohle-Tagebauseen für schwimmende PV-Anlagen nutzen ließen, sondern auch Talsperren, Speicherseen und weitere Abbaugewässer, sei das Potenzial größer. Die größten Stauseen hierzulande hätten bei Vollstau eine Fläche von zum Beispiel bis 1.040 ha (Möhne) und 1.600 ha (Foggensee). Würden nur 5 Prozent der jeweiligen Wasseroberfläche mit Floating-PV-Anlagen bestückt, ergäbe sich ein nicht zu unterschätzendes Potenzial. Denkbar sei zudem, dass man künftig Offshore-Windparks mit Offshore-Solarparks kombiniere – allerdings gebe es zum Potenzial von schwimmenden PV-Anlagen auf hoher See noch keine verlässlichen Daten.


Über die Studie

Die Kurzstudie „Anpassung der Flächenkulisse für PV-Freiflächenanlagen im EEG vor dem Hintergrund erhöhter Zubauziele. Notwendigkeit und mögliche Umsetzungsoptionen“ aus dem FE-Vorhaben „Umweltverträgliche Standortsteuerung von Solar-Freiflächenanlagen“ wurde in der Vorbereitungsphase der EEG-Novellierung 2022 und vor Veröffentlichung des „Eckpunktepapiers“ des Bundesministeriums für Wirtschaft und Klima (BMWK, 2022) erstellt. Sie können die Studie kostenlos von der Internetseite des Umweltbundesamtes (UBA) downloaden. Die PDF-Datei umfasst 54 Seiten und ist in deutscher und englischer Sprache verfasst.

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