Publicerad den: 21 februari 2025 / Uppdaterad den: 21 februari 2025 – Författare: Konrad Wolfenstein
Jordbruksfotovoltaik: Synergier och spänningsområden i en strategi för dubbel användning – Kreativ bild: Xpert.Digital
Potentialer och konflikter: Solcellsproduktionens roll i energiomställningen
Jordbruksfotovoltaik: Hur dubbel markanvändning förändrar energiframtiden
Den ökande förekomsten av solceller inom jordbruket (agri-PV) markerar ett skifte i markanvändningen, där samtidig produktion av el och livsmedel på samma område genererar både tekniska innovationer och samhälleliga intressekonflikter. Aktuella studier förutspår att solcellssystem för jordbruket i Centraleuropa skulle kunna täcka upp till 68 % av energibehovet om endast 9 % av jordbruksmarken utvecklades för denna teknik. Medan den globala installerade kapaciteten har ökat exponentiellt från 5 MWp år 2012 till över 14 GWp år 2021, står ambitiösa expansionsmål, såsom Tysklands mål om 215 GW solcellskapacitet till 2030, inför utmaningen att övervinna acceptansbrister och regleringshinder. Fraunhofer ISE identifierar en potential på 1 700 GWp för förhöjd solcellsanvändning inom jordbruket i Tyskland, men projekt som den planerade solparken på 300 hektar i Geiseltal, Sachsen-Anhalt, visar att omvandlingen av jordbrukslandskap kan utlösa djupgående socioekonomiska störningar.
Teknologiska innovationer och agroekologiska interaktioner
Systemdesign och avkastningsoptimering
Moderna koncept för solceller inom jordbruket bygger på en trippeloptimering: energiutbyte, jordbruksproduktivitet och ekologisk motståndskraft. Bifaciala solmoduler, som absorberar ljus på båda sidor, uppnår en ljusgenomsläpplighet på 70–80 % genom ökad monteringshöjd (3–5 m) och generöst radavstånd (10–15 m), vilket resulterar i en ökning av markproduktiviteten med 42–87 % i APV-RESOLA-projektet. Vertikala installationer som Next2Sun-systemet använder öst-västlig orientering för att generera maximal el på morgnar och kvällar, samtidigt som tillräckligt med ljus för växttillväxt säkerställs mitt på dagen. Denna kontracykliska kraftproduktion minskar nätbelastningen och möjliggör, tack vare modulära stålkonstruktioner, användning av skördemaskiner.
Mikroklimatiska effekter och växtavkastning
Delvis skuggning med PV-moduler skapar ett mer stabilt mikroklimat, vilket kan leda till avkastningsökningar på upp till 16 % i bärgrödor under torra år. Långtidsmätningar vid Bodensjöns försöksstation dokumenterade högre veteavkastning med PV-moduler (+7 %) under värmeböljans sommar 2018, samtidigt som bevattningsbehovet minskade med 20 %. Däremot inträffade avkastningsförluster på upp till 33 % under år med balanserat väder, vilket belyser beroendet av klimatstressnivåer. Anpassningsbara system med spårningsmoduler eller ljusselektiva beläggningar skulle kunna möjliggöra behovsbaserad skuggningskontroll i framtiden.
Ekonomisk omvandlingspotential och operativa risker
Inkomstdiversifiering för gårdar
Agri-PV erbjuder jordbrukare en dubbel inkomstkälla: medan elproduktion genererar leasingavgifter på 3 000–4 000 euro/hektar, behålls 85 % av EU:s direktstöd. En polsk fallstudie visar att kombinerade vete-/elavkastningar ökar nettovinsten per hektar med 1 268 euro (PV+vete) jämfört med de förluster som förväntas för monokultur år 2024. Göttingens universitet fastställde en acceptansgrad på 72,4 % bland jordbrukare, med inkomsttrygghet (68 %) och framtida lönsamhet (52 %) som de främsta motiven.
Infrastrukturella och marknadsrelaterade utmaningar
Trots fallande produktionskostnader till 4–6 ct/kWh hindrar flaskhalsar i nätet anslutningen av storskaliga solcellsparker. Geiseltal-projektet, med en planerad kapacitet på 300 MW, kräver byggandet av 23 km nya mellanspänningsledningar, vilket står för 30 % av den totala investeringen. Dessutom saknas standardiserade hyresavtal: Medan energikooperativ, som det i Peißenberg, erbjuder jordbrukare fri markanvändning i utbyte mot solcell, är intäktsdelningsmodeller med fasta hyresavgifter och vinstdelning dominerande bland kommersiella projektutvecklare.
Sociopolitiska acceptanskonflikter och hinder inom planeringslagstiftningen
Lokalt motstånd och professionalisering av protestkulturen
Den planerade solcellsparken i Kienberg (Bayern) avslöjar typiska konfliktlinjer: Ett medborgarinitiativ med 1 836 väljare (12,4 % andel) vann tre platser i kommunfullmäktige och aviserade rättsliga åtgärder mot projektet. Professionellt drivna kampanjer använder visuella berättelser ("beläggning av landskapet") och samarbetar med naturskyddsorganisationer som motsätter sig förlust av livsmiljöer för europeiska hamstrar. Kommunikationsexperter som Sándor Mohácsi betonar att tidigt offentligt deltagande och transparenta visualiseringar (VR-simuleringar) ökar acceptansen, men att "hårda" motståndare knappast är nåbara genom rationella argument.
Fragmentering av planeringslagstiftning och områdesplanering
Trots ändringen av lagen om förnybara energikällor (EEG) från 2023, som främjar solcellsproduktion i jordbruket som en "speciell typ av solcellsanläggning", hindrar inkonsekventa markbeteckningar marknadstillväxten. Medan Bayern tillåter solcellsproduktion i jordbruket över hela landsbygden, kräver delstater som Baden-Württemberg komplexa fall-för-fall-bedömningar enligt avsnitt 35 i den tyska bygglagen (BauGB). Fraunhofer-studien kritiserar det faktum att 70 % av de tyska jordbruksområdena är stängda för solcellsutveckling på grund av skyddad status (FFH, vattenskydd), samtidigt som 8 % av åkermarken i hela EU i Visegrad-länderna skulle vara tillgänglig för 180 GW solcellspotential.
Krav på regelmässig innovation och framtida utvecklingsvägar
Harmonisering av finansieringsramverk och teknikstandarder
Nuvarande inmatningstariffer enligt den tyska lagen om förnybara energikällor (EEG) skiljer inte mellan olika typer av solcellssystem för jordbruk, trots att vertikala installationer (Next2Sun) uppnår 30 % lägre avkastning med dubbelt så hög markanvändningseffektivitet. Ett trestegssystem med bonus – 0,5 ct/kWh för enkla installationer, +0,3 ct för åtgärder för biologisk mångfald, +0,2 ct för specialgrödor – skulle kunna stimulera riktad innovation. Parallellt behövs en DIN-standard (för närvarande under utarbetande: DIN SPEC 91434) för att definiera minsta ljustillgänglighet (600–800 µmol/m²/s) och maskinhöjder (>3,5 m).
Integrering i smarta jordbruksekosystem
Framtida projekt som ”Agri-PV 4.0” kombinerar PV-moduler med IoT-sensorer för mikroklimatövervakning (fuktighet, bladens fukttid) och automatiserad bevattningskontroll. Pilotanläggningar i Rheinland-Pfalz testar halvtransparenta organiska moduler med adaptiv ljustransmission som använder AI för att analysera väderprognoser och växttillväxtdata. Dessa system skulle potentiellt kunna integrera vätgasproduktion (elektrolysörer under modulerna) och agrifotokatalys (luftrening med TiO2-belagda moduler).
Jordbrukssolceller som katalysator för en integrerad markanvändningsomställning
Integreringen av solcellsteknik i jordbruksmark är inte ett teknokratiskt överdrift, utan snarare en nödvändig symbios för att hantera klimat- och livsmedelskrisen. Som ReWA-projektet visar ökar acceptansen till 78 % när regionala elmodeller (25 % förbrukning på plats) kopplas till medborgardeltagande (5–10 kWh-andelar från 500 euro). Avgörande är tydlig fysisk planering (prioriterade områden på lågavkastande jordar) och kooperativa planeringsformat (rundabordssamtal med jordbrukare, naturvårdare och kommuner) för att institutionalisera den produktiva samexistensen av grödor och el. Den kommande jordbruksreformen inom EU 2027 erbjuder möjligheten att specifikt använda ekosystem för biologisk mångfaldsfrämjande solcellssystem i jordbruket, och därmed skörda dubbel utdelning av klimatskydd och biologisk mångfald.
Lämplig för detta: