Agrivoltaik und Biomethan: Wie Landwirtschaft Strom und Gas kombiniert

Wenn auf Feldern bereits Solarmodule stehen, ändert sich mehr als die Strombilanz: Licht, Wasserverfügbarkeit und Arbeitsschritte auf dem Acker reagieren auf die neue Struktur. Für Betreiber von Biogasanlagen bieten sich dadurch zwei praktische Möglichkeiten. Erstens: Der vor Ort erzeugte Solarstrom kann Pumpen, Rührwerke und Aufbereitungsanlagen antreiben. Zweitens: Überschüsse lassen sich speichern oder zur Erzeugung von Wärme und damit zur Erhöhung des Biomethanausstoßes nutzen. Was in der Praxis kompliziert klingt, ist häufig eine Frage der Planung: Flächennutzung, Förderregeln und Wirtschaftlichkeit entscheiden, ob eine Agrivoltaik-Anlage mit Biomethan-Produktion zusammenpasst.

In Deutschland wächst das Interesse: Studien zeigen großes Potenzial, während neue EEG-Regeln bestimmte Formen der Agrivoltaik fördern. Gleichzeitig fehlen großflächige Demonstrationsprojekte, die speziell die Kopplung mit Biomethan im lokalen Maßstab belegen. Viele Betreiber überlegen deshalb heute, ob eine kombinierte Anlage technisch möglich und ökonomisch sinnvoll ist.

Bei Agrivoltaik werden Solarmodule so installiert, dass Pflanzen oder Weideflächen unter oder zwischen den Modulen weiterbewirtschaftet werden können. Typische Varianten sind hochaufgeständerte Systeme mit Durchgangshöhen von mehr als 2,10 m, verschattende Reihen oder vertikale Module am Rand. Ein wichtiges Ziel ist, die Ertragsminderung von Kulturpflanzen gering zu halten und gleichzeitig ausreichend Ertrag aus der Photovoltaik zu erzielen.

Agrivoltaik erlaubt gleichzeitig Energieproduktion und landwirtschaftliche Nutzung, verlangt aber angepasste Technik und Management.

Technisch sind fünf Aspekte zentral: die Modulhöhe und -ausrichtung, die Dichte der Aufständerung, die Pflanzenwahl, Bewässerungsmanagement und die Elektrik (Wechselrichter, Speicher, Schnittstellen zur Biogasanlage). Bifaziale Module können Vorteile bringen, weil sie auch diffuse und reflektierte Strahlung nutzen. Tracking-Systeme (eine Achse) erhöhen Jahresenergieertrag, sind aber teurer und benötigen mehr Wartung.

Eine kurze Tabelle fasst typische Größenordnungen für kleine bis mittlere Agrivoltaik-Anlagen zusammen.

Die Tabelle fasst typische Werte. Konkrete Erträge hängen stark von Standort und System ab; Fraunhofer-Analysen zeigen, dass das Potenzial in Deutschland groß ist, aber die tatsächliche Leistungsdichte deutlich unter Freiflächen-PV liegen kann.

Die Kombination von Agrivoltaik mit einer Biogasanlage zielt meist auf Eigenversorgung und Kostenreduktion. Solarstrom kann direkt vor Ort verbraucht werden: Rührwerke, Pumpen, Förderbänder und Trockner laufen elektrisch. Studien aus Europa zeigen, dass gut dimensionierte PV-Anlagen in vielen Fällen 50–80 % des Hilfsstrombedarfs einer Biogasanlage decken können, wenn Speicher hinzugefügt werden.

Ein konkretes Szenario aus einer techno-ökonomischen Studie simulierte eine mittlere Anaerobvergärungsanlage mit hohem Wärmebedarf. Die wirtschaftlich beste Konfiguration kombinierte eine einachsige Agrivoltaik, Wärmepumpen zur Elektrifizierung der Wärmeversorgung und ein kleines Batteriesystem. Ergebnis: bessere Nettowertschöpfung (NPV) gegenüber klassischer KWK-Betriebsweise, vor allem wenn überschüssiger Strom gespeichert oder flexibel vermarktet wurde.

Praxisbeispiele aus Projekten und Demonstrationsnetzwerken wie Value4Farm zeigen, dass Umschichtungen in der Betriebsführung nötig sind: Gärreste-Behandlung, Trocknungszyklen und Timing der Feldarbeit müssen an die neue Erzeugungscharakteristik angepasst werden. Wichtig ist eine integrierte Planung: Flächen, Netzanschluss und Förderbedingungen sollten vor Projektstart geklärt werden.

Die Chancen sind konkret: geringere Betriebskosten für Biogasanlagen, verbesserte Eigenstromnutzung, und in einigen Fällen höhere Gesamtrentabilität durch die Doppelnutzung von Fläche. Bei optimierter Einbindung kann Agrivoltaik die Erzeugung von Biomethan stabilisieren, weil elektrische Wärmeerzeuger Lastspitzen ausgleichen und Prozessbedingungen steuern.

Risiken und offene Fragen sind zugleich handfest: Aufwändige Statik und höhere Investitionskosten durch Aufständerung, mögliche Ertragsverluste bei bestimmten Kulturen, und Konflikte um Flächennutzung. Rechtlich ist die Lage ebenfalls komplex: Das EEG bietet inzwischen Förderboni für hochaufgeständerte Agrivoltaik, doch die Bonushöhe deckt nicht immer alle Mehrkosten. Behörden und Netzbetreiber verlangen zudem separate Genehmigungen und Netzanschlussklassen, was Planungskosten erhöht.

Ökologisch hängt die Bilanz von System zu System ab. Lebenszyklus-Analysen zeigen oft niedrigere Umweltauswirkungen bei gut geplanten Agrivoltaik-Systemen, insbesondere wenn sie Doppelnutzung ermöglichen und unnötige Flächenkonversion verhindern. Allerdings sollten lokale Naturschutzauflagen und Bodenqualitäten bei der Standortwahl Vorrang haben.

Für die Skalierung sind drei Entwicklungen entscheidend: praktikable Finanzierungsmodelle, standardisierte technische Vorgaben und belastbare Pilotdaten. Fördermechanismen wie EEG-Boni und Kredite der KfW erleichtern Projekte, aber großflächige Demonstrationen fehlen noch, insbesondere für die Kopplung mit Biomethan-Anlagen. Solche Demos würden helfen, Unsicherheiten bei Erträgen, Betriebsführung und Akzeptanz zu verringern.

Technisch ist eine stärkere Elektrifizierung der Prozesse wahrscheinlich: Wärmepumpen und elektrische Trockner können fossile Brennstoffe ersetzen, sodass Biomethan als Marktprodukt sauberer wird. Zugleich können Speicher und intelligente Steuerungen die Nutzung von Solarstrom optimieren. Auf politischer Ebene könnten angepasste Bonusregeln die Wirtschaftlichkeit verbessern; aktuell sind einige Regelungen aus 2023 noch älter als zwei Jahre und sollten im konkreten Projektkontext geprüft werden.

Für Landwirtinnen und Landwirte bedeutet das: Schrittweise Annäherung ist sinnvoll. Kleine Pilotflächen, Kooperation mit Netzbetreibern und klare Wirtschaftlichkeitsberechnungen verringern Risiken. Für die Energiewende bietet die Kombination eine Möglichkeit, begrenzte Flächen effizienter zu nutzen und regionale Energiekreisläufe zu stärken.

Agrivoltaik kann mehr sein als ein Nebeneinander von Strom und Acker: richtig geplant, liefert sie Strom für lokale Biogasanlagen, reduziert Betriebskosten und macht Biomethan wirtschaftlich interessanter. Entscheidend sind Standortwahl, abgestimmte Technik und die Einbeziehung von Förderregeln. Es gibt noch offene Fragen bei Wirtschaftlichkeit und Ökologie, aber laufende Studien und EU-Projekte liefern zunehmend belastbare Daten. Wer heute eine kombinierte Anlage plant, sollte klein starten, Daten sammeln und Eingriffe in Natur- und Landschaftsschutz früh mit Behörden klären.