PVSEnergie – Praxisnaher Leitfaden für die Integration von Photovoltaik-Anlagen in der deutschen Steine- und Erdenindustrie
Projektdurchführung
Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule (RWTH) Aachen Institute of Mineral Resources Engineering (MRE)Wüllnerstr. 2
52062 Aachen
Zielsetzung
Im Rahmen der Energiewende strebt Deutschland an bis 2045 klimaneutral zu werden. Ein wesentlicher Baustein zur Erreichung dieser Ziele ist der massive Ausbau von Photovoltaik-Anlagen. Um die Photovoltaik-Kapazitäten schnell auszubauen, ist die Erschließung bisher ungenutzter Flächenpotenziale von großer Bedeutung für eine umwelt- und sozialverträgliche Energiewende. Die deutsche Steine- und Erdenindustrie umfasst bundesweit etwa 3.400 Betriebe und fördert jährlich rund 560 Mio. Tonnen Primärrohstoffe wie Sand, Kies und gebrochene Natursteine. Viele dieser Betriebe verfügen über ungenutzte Flächen wie Sohlen, Böschungen, Förderbänder, Halden und Seen, die sich potenziell für die Installation von Freiflächen-, Floating und Sonder-Photovoltaik-Anlagen eignen. Die Integration von Photovoltaik-Anlagen kann für die Betreiber nicht nur wirtschaftlich attraktiv sein, sondern auch zur Einsparung von CO2-Emissionen, zum Umwelt- und Artenschutz, sowie zur Förderung der Biodiversität beitragen.
Bislang wird das große Photovoltaik-Flächenpotenzial der Branche jedoch nur unzureichend genutzt. Erhebliche Hürden auf Bundes-, Länder-, und kommunaler Ebene bei den Genehmigungsverfahren erschweren die Planung und Installation von Freiflächenanlagen auf Bergbaubetriebsflächen. Bei den Steine- und Erden-Unternehmen herrscht daher oft Unklarheit und Zögern, wodurch der Ausbau nur sehr schleppend vorangeht. Es mangelt an branchenspezifischen Hilfestellungen.
Ziel des PVSEnergie-Vorhabens ist die Erarbeitung und Veröffentlichung eines praxisnahen, anwenderfreundlichen Leitfadens für die fachgerechte Planung, Beantragung, Genehmigung, Installation und Betrieb von PV-Anlagen auf Betriebsflächen der S&E-Branche. Gleichzeitig wird der Leitfaden die Synergieeffekte, die sich durch die Installation von PV-Anlagen in Bezug auf die Schaffung neuer Lebensräume und die Erhöhung der Artenvielfalt (Biodiversität) ergeben, aufzeigen und entsprechende Handlungsempfehlungen formulieren. Der Leitfaden wird Unternehmen dabei unterstützen, bisher ungenutzte Flächen für die Erzeugung von Solarstrom zu erschließen und zur Dekarbonisierung der Rohstoffindustrie beitragen.
Arbeitsschritte
Die Ziele des Vorhabens PVSEnergie werden in drei Arbeitspaketen und mehreren untergeordneten Arbeitsschritten erarbeitet.
1. Anforderungsanalyse für die Integration von PV-Anlagen in der S&E-Branche
In einem ersten Schritt wird die Steine- und Erdenindustrie charakterisiert und es werden geeignete Standorte für PV-Anlagen in Rohstoffgewinnungsbetrieben identifiziert und definiert. Am Beispiel des Projektpartners Baresel GmbH wird eine standortspezifische Anforderungs- und Potenzialanalyse der Betriebsstandorte durchgeführt. Die Ergebnisse münden in einem Anforderungskatalog zur Bewertung des Standortpotenzials für PV-Anlagen im Steinbruch.
Methoden: Desk-Research, Experteninterviews, Morphologie & Typisierung, Fernerkundungs- & GIS-Daten, Drohnenflüge, Anforderungsanalyse, SWOT-Analyse
2. Entwicklung eines branchenspezifischen Leitfadens
Anhand einer quantitativen Befragung von S&E-Unternehmen wird erfasst, welche Herausforderung und Informationsdefizite aktuell vorherrschen. Ergänzend erfolgt die Identifizierung technischer und gesetzlicher Hürden. Die Ergebnisse werden generalisiert und im Leitfaden abstrahiert. Es erfolgt zudem die Identifikation von Synergieeffekten für den Naturschutz und Ausarbeitung von Handlungsempfehlungen zur Steigerung der biologischen Artenvielfalt, die durch die Integration von PV-Anlagen ermöglicht werden kann. In enger Abstimmung mit den Verbundpartnern werden entsprechende thematische Handlungsempfehlungen praxisnah erarbeitet und formuliert. Die Ergebnisse werden in einem branchenspezifischen Leitfaden gebündelt und disseminiert.
Methoden: Desk-Research, Quantitative Befragung, Anforderungsanalyse, Leitfaden
3. Potenzialstudie: Beitrag zum Klimaschutz
In einer Kurzstudie werden mögliche CO2-Emissionseinsparungen durch die hybride oder netzunabhängige Eigenstromversorgung der S&E-Industrie auf Betriebs- und Branchenebene quantifiziert. Zudem erfolgt die Bilanzierung des realisierbaren energetischen Potenzials der S&E-Branche.
Methoden: Desk-Research
Feldversuch: Untersuchung des Einflusses von Staub auf den Ertrag von PV-Anlagen im Steinbruch
Zusätzlich zu den geplanten Arbeitspaketen erfolgt ein praktischer Feldversuch am Standort Ehningen der Firma Baresel GmbH. Ziel des Versuchs ist es, den Einfluss von betriebsbedingtem Schwebstaub und Staubniederschlag (Deposition) auf den Ertrag einer PV-Anlage im Steinbruch zu quantifizieren, indem Ertragseinbußen vergleichend gemessen werden.
Öffentlichkeitsarbeit
Ein wichtiges Ziel des Forschungsvorhabens ist die Verbreitung der erzielten Ergebnisse in der Wirtschaft, insbesondere bei KMU aus der S&E-Branchen. Der Leitfaden wird über relevante und branchenspezifische Organe und auf einschlägigen Konferenzen disseminiert. Damit wird gewährleistet, dass der Leitfaden flächendeckend bei KMU aus der S&E-Branchen bekannt wird und genutzt werden kann.