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Ein Energieprivileg für Photovoltaikfreiflächenanlagen?

Kann es ein Energieprivileg für Photovoltaikfreiflächenanlagen geben? Eine rechtliche, betriebswirtschaftliche und landschaftsökologische Untersuchung soll diese Frage klären.

Der Ausbau der erneuerbaren Energieträger muss weiter voranschreiten, um die gesetzten Klimaziele zu erreichen. Neben der Windkraft hat sich auch die Photovoltaik flächendeckend in Deutschland verbreitet. Insbesondere dort, wo hohe Sonnenstunden erwartet werden können und wo keine Konkurrenz zu anderweitiger Nutzung entsteht. Damit wurden bislang in Süddeutschland Photovoltaikanlagen vorzugsweise auf den Dachflächen von Gebäuden installiert. Diese Flächen werden allerdings irgendwann mit zunehmenden Ausbau erschöpft sein. Dieser Ausbau ist zu erwarten, da weiter sinkende Produktionskosten die Photovoltaik als vergleichsweise günstige regenerative Stromerzeugungsform attraktiv machen. Somit wird es unumgänglich werden, neben den Dachflächen zukünftig auch andere Flächen vermehrt in Betracht zu ziehen. In Frage kommen hierbei beispielsweise bislang landwirtschaftlich genutzte Freiflächen. Ziel dieses Projektes ist es daher, in einem interdisziplinären Ansatz die rechtlichen, betriebswirtschaftlichen und landschaftsökologischen Aspekte der Umwandlung bislang landwirtschaftlich oder zur Biogasmaisproduktion genutzter Flächen in Freiflächensolaranlagen aufzuarbeiten und zu prüfen, unter welchen Bedingungen eine Ausweitung von PV-Freiflächenanlagen möglich und sinnvoll ist. Hieraus lassen sich in einem nächsten Schritt dann Vorschläge für die Landwirtschaft, die Energiewirtschaft, die flächennutzungsplanenden Gemeinden und Regionalverbände sowie den Gesetzgeber ableiten, die auf der einen Seite den steigenden Bedarf nach Energie aus Erneuerbaren Energien und auf der anderen Seite die Konkurrenz zwischen ökologischer, landwirtschaftlicher, siedlungswirtschaftlicher und energetischer Flächennutzung berücksichtigen. Entsprechend soll in diesem Projekt eine landschaftsökologische Untersuchung anhand von Vergleichsflächen mit entsprechend unterschiedlicher Nutzung umgesetzt werden.

Projektdaten

Projektnummer 2020-07
Projektart Forschung und Studien
Projektträger Hochschule für öffentliche Verwaltung Kehl
Laufzeit 01.01.2020 - 31.03.2022
Zuschuss 106.235€

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Ihre Ansprechpartner

Richard Tuth

Richard Tuth

Innovationsfonds Klima- & Wasserschutz

T: 0761-279-29 84

E-Mail: richard.tuth@badenova.de

Michael  Artmann

Michael Artmann

Innovationsfonds Klima- & Wasserschutz

T: 0761-279-22 53

E-Mail: michael.artmann@badenova.de

Einblicke in weitere Förderprojekte:

Unterstützung der Hydrolyse durch aerobe Produktion von Enzymen unter Verwendung von Gärresten in einer Biogasanlage
Offenburg

Enzymvorstufe verbessert Biogasproduktion

Bei Energiepflanzen der zweiten Generation nutzt man zunehmend nicht nur Teile sondern die gesamte Pflanze. Dies bedeutet jedoch auch, dass zunehmend cellulosehaltige Substrate in die Biogasanlagen gelangen. Cellulose ist Hauptbestandteil pflanzlicher Zellwände und besteht aus Kohlenhydraten, welche die Mikroorganismen nur schlecht oder schwer abbauen können. Die Forschung konzentriert sich deshalb darauf, diese Kohlenhydrate durch Hydrolyse – d.h. eine chemische Spaltung mit Wasser - besser zu zersetzen. Dafür kann man das Substrat beispielsweise mechanisch besser zerkleinern oder Druck und Temperatur in den Gärbehältern verändern. Die Hochschule Offenburg verfolgt einen dritten Weg: Sie setzt hydrolytisch wirkende Enzyme ein – ein Ansatz, der andernorts bereits erfolgreich erprobt wurde. Anstatt ständig neue Enzyme zuzusetzen, zielte man in Offenburg darauf, sie im Gärprozess selbst fortlaufend herzustellen. Dazu trennten die Forscher einen Nebenfermenter ab und füllten ihn mit einem Kultivierungsmedium aus einem Teil Gärrest sowie einem cellulosehaltigem Teilstrom. Der mineralstoffreiche Gärrest versorgt die enzymproduzierenden Pilze und Bakterien mit Nährstoffen, die Cellulose sorgt für die notwendige Stärke. Die Wärme aus dem Hauptfermenter sichert die notwendige Temperatur. Das nun enzymhaltige Gemisch fließt dann später wieder dem Hauptfermenter zu. Ziel des Projektes war es, Pilze und Bakterien zu identifizieren, die thermophil wachsen und besonders gut die gewünschten Enzyme produzieren. Anschließend entwickelten die Forscher Analyseparameter und optimieren die Zusammensetzung von Substrat und Kultivierungsmedium. Nach der Wirtschaftlichkeitsberechnung entwickelten sie dann ein Model um die Fermentationsstufe mit Enzymeinsatz vom Labor auf größere Anlagen zu übertragen. Das Offenburger Model bietet mehrere Vorteile für viele ähnliche Biogasanlagen in Deutschland: Die Ausbeute an Biogas steigt während gleichzeitig bisher ungenutzte cellulosehaltige Substrate zum Einsatz kommen können. Durch die Enzyme verbleibt das Substrat außerdem kürzer im Hauptfermenter. Weil der Gärrest als Kultivierungsmedium dient, können die Anlagenbesitzer außerdem ihre Lager verkleinern.

ReferNz
Freiburg

Rechenmodell zur Stickstoffprognose

Dass ein Übermaß an Düngemittel dem Grundwasser und dem Klima schadet, ist lange bekannt. Seit den 1970ern nutzen Landwirte den Nitratinformationsdienst NID, um abzuschätzen, wie viel Dünger sie für eine bestimmte Fläche brauchen. Basierend auf Durchschnittswerten aus Bodenproben, ist der NID jedoch nur beschränkt aussagekräftig. Inzwischen ermöglichen die Fortschritte im IT-Bereich exaktere Modelle und Prognosen. Durch Analysen im Wasserschutzgebiet Hausen erarbeitetete die Agentur für Nachhaltige Nutzung von Agrarland (ANNA) zusammen mit Badenova das Rechenmodell ‚RefereNz’. Damit ist es möglich, anhand der analysierten Referenzflächen in Echtzeit vorherzusagen, wie sich die Nitratwerte für eine bestimmte Landparzelle entwickeln. Die Landwirte gaben dafür in eine internetbasierte Plattform unter anderem ein, wie sie ihr Bodenstück bepflanzen, bearbeiten und düngen. Um die Situation zu analysieren, nutzte das System die Modellsoftware Expert-N, die simulierte, wie sich der Stickstoffhaushalt während eines ganzen Jahres entwickelte. Um den Landwirten zu helfen, sich schnell in dem neuen System zurechtzufinden, bezogen die Experten sie von Anfang an in das Projekt mit ein und veranstalteten zusammen mit Vertretern von Behörden, der Wasserwirtschaft und IT-Experten zwei Workshops. Obwohl das Modell zunächst nur für Mais entwickelt wurde, lässt es sich mit den entsprechenden Daten und Analysen leicht auf andere Kulturpflanzen übertragen. Indem es in Zukunft ermöglicht, bedarfsorientiert zu düngen, schützt RefereNz das Grundwasser und mindert Klimagase wie CO2, Lachgas oder Ammoniak, die beim Düngen entstehen.