Der Effekt kann besonders für Regionen wichtig werden, in denen es gleichzeitig ein starkes Bevölkerungswachstum und ausgeprägte Dürreperioden gibt, wie in Indien oder Afrika. Auch in Europa muss in Zukunft mit längeren Trockenperioden gerechnet werden. Aus Sicht der Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler besteht erheblicher Forschungsbedarf vor allem zu der Frage, welche Pflanzen sich für die unterschiedlichen Systeme am besten eignen.
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Verfügbarkeit von Wasser nimmt ab
Steigende Temperaturen und Veränderungen in der Menge und Verteilung der Niederschläge sind Kennzeichen des fortschreitenden Klimawandels. Vor allem die Verfügbarkeit von Wasser nimmt in vielen Regionen der Welt drastisch ab. Das hat weitreichende Folgen für die Ernährung der wachsenden Bevölkerung.
Der Ersatz fossiler Brennstoffe durch erneuerbare Energien gilt als Schlüssel, um den Klimawandel abzubremsen. Dabei ist die Photovoltaik die ergiebigste erneuerbare Energie. Gleichzeitig wird sie immer erschwinglicher. Das begünstigt den weltweiten Ausbau.
Unser Expertenkanal: Photovoltaik in der Landwirtschaft
Aufgeständerte Solarmodule statt Flächenkonkurrenz
Die Installation von Photovoltaik-Anlagen auf Freiflächen steht in Konkurrenz zu anderen Formen der Landnutzung, etwa dem Anbau von Kulturen. Eine Lösung bietet die Agri-PV. Sie ermöglicht die Erzeugung von Nahrungsmitteln und Energie auf derselben Fläche.
Dazu werden beispielsweise die Photovoltaikpaneele auf Ständer gesetzt, so dass darunter Nutzpflanzen angebaut werden können. Alternativ werden die Module in Bodennähe so installiert, dass zwischen ihnen Landwirtschaft betrieben werden kann.
Doch diese Form der Energieerzeugung kann noch mehr. Forscherinnen und Forscher vom Fachgebiet Pflanzenökologie der Universität Hohenheim unter Leitung von Andreas Schweiger haben sich mit dem Potenzial beschäftigt, die Ernteerträge durch Agri-PV zu steigern. „Zwar verringert die Beschattung durch die Photovoltaikanlage die Erträge, wenn ausreichend Wasser für das Pflanzenwachstum zur Verfügung steht“, erklärt Lisa Pataczek, wissenschaftliche Mitarbeiterin im Projekt. „Bei Wasserknappheit profitieren die Pflanzen jedoch von der geringeren Verdunstung und geringerem Wasserverlust: Der Ertrag ist höher als auf den unbeschatteten Flächen.“
Trockene Regionen sind besonders bedroht
Besonderes Potenzial sehen die Forscher in trockenen Regionen. Dazu gehören unter anderem der Westen der Vereinigten Staaten, das östliche und südliche Afrika, die Arabische Halbinsel, der Nahe Osten, Indien und Australien.
Vor allem in Ländern mit ausgeprägten Dürreperioden und massivem Bevölkerungswachstum ist dies von Bedeutung. „Zudem stellt in den Randgebieten aller großen Wüsten die Photovoltaik eine Strategie zur Bekämpfung der Wüstenbildung dar“, erläutert Andreas Schweiger.
Saubere Energie gewinnen und Wasser sichern
In Regionen mit Wasserknappheit könnte die Erschöpfung dieser wichtigen Ressource verringert und gleichzeitig die Emissionen aus der Stromerzeugung reduziert werden, was wiederum dem Klimawandel entgegenwirkt. „Allerdings fällt dieses Potenzial je nach den klimatischen Bedingungen sehr unterschiedlich aus und hängt stark von den Pflanzen ab, die in der dualer Landnutzung angebaut werden“, betont der Experte. „So tolerieren die meisten der bislang untersuchten Kulturen eine Beschattung von bis zu 15 Prozent ohne nennenswerte Ertragseinbußen.“
Einige Pflanzen profitieren von der Verschattung
Beeren, Obst und Fruchtgemüse profitieren sogar von der Beschattung. Die Erträge von Futterpflanzen, Blattgemüse, Knollen- und Hackfrüchten sowie der meisten Getreidearten leiden minimal. Starke Einbußen hingegen gibt es beispielsweise bei Mais, Ackerbohnen, Soja und Lupinen selbst bei geringer Beschattung. (HS)
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