Vino PV am Tuniberg | 2022-01

Agriphotovoltaik: bringt Stromerzeugung und Wein zusammen

Das Projekt Vino PV Munzingen am Tuniberg lässt sich dem Bereich Agriphotovoltaik (AGRI PV) zuordnen. Hierbei werden Reben mit einem Systemgestell überbaut, das mit speziellen lichtdurchlässigen Photovoltaikmodulen belegt ist. Dadurch erfolgt eine klassische Doppelnutzung des Geländes: Erzeugung von erneuerbarem PV-Strom und Weinbau. Zusätzlich wird von den PV-Modulen auch ein Schutz der Reben vor Frost, Hagel, Starkregen und Sonnenbrand erwartet. Im besten Fall kann auf diese Weise auch der Erntezeitpunkt um ca. 2-4 Wochen nach hinten verschoben werden, sodass die Ernte zu einer kühleren Zeit im Jahr stattfinden kann und die Arbeitsbedingungen leichter werden.

Warum braucht es Doppeltnutzung von landwirtschaftlichen Flächen?

Wir müssen in dieser und kommender Dekade weiter PV und Windkraftanlagen errichten, um die drohenden Klimawandelfolgen (Dürre, Massive Globalstrahlung, extreme Niederschlags-, Wind und Hagelereignisse) abzumildern und unsere vertrauten Kultur- und Naturlandschaften soweit wie möglich zu erhalten.

Um die ambitionierten Ziele der Bundesregierung von 200 GW PV zu erreichen, ist ein starker Anstieg der Ausbaugeschwindigkeit nötig. Bis zum Jahr 2030 ist daher gegenüber dem Jahr 2021 eine Vervielfachung des jährlichen Zubaus bei PV-Anlagen von ca. 5 GW auf 20 GW erforderlich (Quelle:BMWK 2022.). Die gesamt installierten Kapazitäten müssen zur Erreichung der Klimaneutralität im Jahr 2045 bei Photovoltaik bis auf das Achtfache der heute installierten Leistung ansteigen. (Anmerkung: Der Ausbaubedarf hängt unter anderem von der zukünftigen Entwicklung des Strombedarfs und dem Ausbau der europäischen Stromnetze mit europaweitem Stromaustausch ab. Auch die zukünftigen Mengen an importiertem Wasserstoff und daraus hergestellten Syntheseprodukten sowie der Mix aus Windenergie Offshore, Windenergie Onshore und Photovoltaik haben Einfluss auf die benötigte Leistung an Windenergie- und Photovoltaikanlagen.)

Nach aktueller Rechtslage und Planungspraxis ist nicht sichergestellt, dass ausreichende Flächen für einen zügigen und von gesamtgesellschaftlicher Akzeptanz getragenen Ausbau der Windenergie und Photovoltaik zur Verfügung stehen. Mit Blick auf einen nachhaltigen Ausbau erscheint hier eine konsequente Mehrfachnutzung sinnvoll, das heißt, es sollten Voraussetzungen geschaffen werden, um bereits bebaute Flächen nutzen zu können, und Synergien mit weiteren Nutzungsformen (Landwirtschaft, Biodiversitätsschutz) sowie Hybridnutzungen ermöglicht werden. Eine reine Einfachnutzung erscheint angesichts der zunehmenden Flächennutzungskonkurrenzen (Energie, Landwirtschaft, Siedlungsentwicklung, Infrastruktur und Naturschutz) nicht zukunftsfähig. Daher scheint es erforderlich, beim Prozess der Raumplanung, in dem Flächen für neue Nutzungen ausgewiesen werden, eine verträgliche Mehrfachnutzung zu ermöglichen. Die aktuellen Regelungen der Raumordnungs- und der Flächennutzungsplanung sowie des sonstigen regulativen Umfelds hemmen derzeit die Potenzialerschließung Flächendoppelnutzung in Kombination mit PV-Technologien.

Zusätzlich sprechen für die Doppel- bzw. Mehrfachnutzung die Herausforderungen des Landwirtschaftssektor, sich an die im Zuge des Klimawandels ändernden lokalen Bedingungen anzupassen und Strategien zu entwickeln, um negative Auswirkungen auf Ernten zu vermeiden.

Agri-PV, was hat der Wein davon?

Der Weinbau ist schon heute von den Folgen des Klimawandels betroffen und sucht nach Lösungen, negative Auswirkungen der zunehmenden Globalstrahlung und Temperaturen in Mitteleuropa zu verhindern. Eine konkrete Herausforderung ist die frühe Reife der Trauben, welche zu sehr hohen Zuckergehalten und letztlich Weinen mit untypisch hohen Alkoholgehalten führt. Durch die Verschiebung des Erntezeitpunkts wird durch die hohen Temperaturen im Spätsommer zusätzlich die Ernte erschwert. Auch sinkt die Traubenqualität, da ihre Anfälligkeit gegenüber Schädlingen durch die frühe Reife zunimmt und Regenfälle zu extremen Infektionsereignissen führen können. Ein Lösungsansatz für diese beiden Problembereiche könnte hierbei die innovative, ressourceneffiziente Doppelnutzung der landwirtschaftlichen Fläche mit AGRI PV sein. Die spezielle Systemtechnologie AGRI PV optimiert die Flächennutzung, so dass in der Summe der landwirtschaftlichen Nutzung und der erzielbaren PV-Stromerzeugung ein deutlich erhöhter Gesamtertrag erreicht wird.

Aufbau des Projekts

Im Rahmen des Projektvorhabens Vino-PV am Tuniberg soll eine AGRI PV Weinbauanlage am Tuniberg installiert werden. Der Bau der Forschungs- und Demonstrationsanlage wird sowohl durch die Stadt Freiburg als auch durch das Fraunhofer ISE und das Weinbauinstitut Freiburg begleitet. Im Anschluss folgen sowohl eine Akzeptanzforschung durch das Fraunhofer ISE als auch weinbauliche Forschung zu Rebenentwicklung und Pflanzenschutz sowie Weinqualität durch das Weinbauinstitut. Die Stadt Freiburg wird die Koordination der einzelnen Projektpartner sicherstellen und für die Öffentlichkeits- und Kommunikationsarbeit verantwortlich sein. Hierbei steht die Kommunikation mit Gremien (u.a. Gemeinde- und Ortschaftsrat), aber auch mit dem Landkreis über die Fachgruppe Umwelt im Vordergrund.

Das Projektvorhaben besteht aus zwei wesentlichen Teilbereichen:

1. Bau der Forschungs- und Demonstrationsanlage APV-Weinbau am Tuniberg

2. Begleitende Kommunikation und Forschung

• a. begleitende Öffentlichkeits- und Kommunikationsarbeit durch die Stadt Freiburg

• b. Akzeptanzforschung zu AGRI PV Anlagen durch das Fraunhofer Institut ISE

• c. Weinbauliche Forschung zur Rebenentwicklung und Pflanzenschutz unter PV Anlagen sowie Weinqualität durch das staatliche Weinbauinstitut Freiburg

Wie oben beschrieben, rückt das Thema Agriphotovoltaik immer weiter in den Fokus. Einen theoretischen Ansatz zum Thema Agri-PV im Weinberg verfolgt das Förderprojekt Viti-Photovoltaik | 2021-06.