Wirtschaft von oben #203 – Sonnenenergie auf Autobahnen: So werden Autobahnen zu Kraftwerken
An der A94 in Bayern produzieren diese Solarmodule Strom – und dienen als Lärmschutz.
Foto: LiveEO/Google EarthAn der A7 bei Hannoversch Münden können Autofahrer der Energiewende beim Entstehen zuschauen: Im vergangenen September haben die Versorgungsbetriebe dort mit dem Bau eines Solarkraftwerks begonnen. Mehr als 9000 Solarmodule sollen sich entlang der Straße schmiegen – und Strom für 1000 Haushalte erzeugen.
Geht es nach der Bundesregierung, werden solche Anlagen an deutschen Fernstraßen bald weitaus häufiger zu sehen sein. „Es soll kein Kilometer Autobahn mehr geplant werden, ohne die Möglichkeiten der Erzeugung erneuerbarer Energien auszuschöpfen“, heißt es im Beschluss, den die Ampelkoalition diese Woche getroffen hat. Auch an bestehenden Fernstraßen sollen Flächen für die Stromerzeugung genutzt werden.
Die Idee liegt nahe: Statt Freiflächen mit Kraftwerken zuzubauen, könnte man bereits versiegelte Flächen gleich doppelt nutzen, als Verkehrsweg und Kraftwerk. Fünf Prozent der Fläche Deutschlands wird für die Mobilität genutzt, rund die Hälfte davon sind Straßen. Bundesautobahnen belegen eine Fläche von 289 Quadratkilometern, so eine Studie des Energiemarktdienstleisters Conexio. Die Stadt Bonn würde zwei Mal in das Gebiet hineinpassen.
Wie sich Teile davon zur Solarstromerzeugung nutzen lassen, zeigen exklusive LiveEO-Satellitenbilder von Pilotprojekten weltweit. So hat im Jahr 2018 die niederländische Straßenbaubehörde Rijkswaterstaat an der A50 bei der Stadt Uden eine Lärmschutzwand errichtet, in die große Solarmodule eingebaut sind.
4,7 Millionen Euro hat das Pilotprojekt gekostet. Es spare Kosten, die Solarzellen nicht zusätzlich auf die Wand zu montieren, sondern zum Teil der Struktur zu machen, heißt es im Projektbericht. Das Glas der Module diene gleichzeitig als Lärmschutz, die Verkabelung könne in die Tragekonstruktion integriert werden.
Auch Lärmschutzwälle lassen sich in Kraftwerke umwandeln, wie ein Projekt an der A94 zwischen dem bayerischen Töging und Erhating in Österreich zeigt. Doch das Projekt lässt auch durchblicken, welche Hindernisse sich auftun können: Sechs Jahre lang stritt ein Ehepaar aus Töging mit dem Freistaat Bayern über die Anlage, das angab, sich in seiner Lebensqualität eingeschränkt zu fühlen.
Im Jahr 2012 wies der Bayerische Verwaltungsgerichtshof die Klage schließlich ab. Doch die Anlage blieb dadurch jahrelang zum Teil ein Rohbau – und musste später umgebaut werden. In Uden hatten die Betreiber mehr Unterstützung: Neutral bis moderat positiv sei die Reaktion der Anwohner zu dem Projekt gewesen, berichten die Manager des Bauprojekts.
Wie groß aber ist das Potenzial für die Energieerzeugung in Deutschland? Entlang hiesiger Autobahnen und Bundesstraßen sind insgesamt 4000 Kilometer an Wänden und Wällen installiert – hinzu kommen 1800 Kilometer Schallschutzmauern an Eisenbahnlinien.
Forscher des Deutschen Wetterdienstes haben anhand von Satellitendaten berechnet, wie viel Sonnenlicht diese Wände jährlich abbekommen – und wie viel Energie sich damit erzeugen lässt. Ergebnis: 1412 Gigawattstunden Strom kämen pro Jahr zusammen. Damit ließe sich der Energiebedarf von 450.000 Haushalten decken.
Dabei gehen die Forscher davon aus, dass zehn Prozent der Lärmschutzwände und 50 Prozent der Wälle mit Fotovoltaikanlagen bestückt werden. Letztere seien mit ihrer Neigung von 30 Prozent besonders gut geeignet, um Sonnenlicht zu ernten. Außerdem sehen die Experten Vorteile bei der Statik der Anlagen.
Einen Schritt weiter gehen Forscher unter anderem des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE an der A81 bei Hegau-Ost: Dort wollen sie in diesem Frühjahr ein Solardach bauen, das sich über der Durchfahrgasse an einer Raststätte erhebt. Sechs Meter hoch, 17 Meter lang, soll die Konstruktion zeigen, dass sich über Fernstraßen noch größere Flächen für die Stromerzeugung nutzen lassen.
„Dadurch könnten auch Abnutzungen von Straßen und Winterdienste reduziert werden“, sagt Martin Heinrich, Gruppenleiter am Fraunhofer ISE. „Das wäre aber über größere Flächen nötig, um einen fühlbaren Effekt zu schaffen, was aber gegebenenfalls noch nicht Akzeptanz findet.“ Mitunter könne die Konstruktion auch als Schutz vor Lärm und Abgasen dienen.
In der Schweiz plant das Unternehmen Energypier in der Nähe von Zürich ein zweieinhalb Kilometer langes Solardach über einem Autobahnabschnitt, das Strom für 20.000 Haushalte produzieren soll. In Deutschland müssten solche längeren Konstruktionen Sicherheitsauflagen ähnlich wie Tunnel erfüllen, was den technischen Aufwand erhöhen dürfte.
Ohnehin muss ein Solardach einem Aufprallunfall widerstehen und dürfte dadurch vergleichsweise teure Tragekonstruktionen erfordern. "Die Kosten wären sicherlich höher und weniger direkt abbildbar als bei den anderen Anwendungen“, sagt Fraunhofer-Experte Heinrich. Doch solche Bauwerke könnten auch weit länger als 30 Jahre – die aktuell übliche Abschreibungs- und Garantie-Zeit für Fotovoltaik – Strom erzeugen, womit sich ein Geschäftsmodell für Solardächer eröffnen könne.
In Südkorea sind Konstrukteure einen anderen Weg gegangen und haben den Mittelstreifen einer Fernstraße zwischen Daejon und Sejong mit einem Fotovoltaik-Pavillon ausgestattet.
Darunter können Pendler mit dem Fahrrad entlangfahren und im Sommer den Schatten der Solaranlage genießen. Beeindruckende 32 Kilometer misst die Konstruktion.
Preiswerter dürfte es sein, Freiflächen-Fotovoltaikanlagen neben der Autobahn zu errichten. In Mecklenburg-Vorpommern etwa, in der Gemeinde Lüttow-Valluhn, hat das Energieunternehmen NaturEnergy vergangenes Jahr entlang der A24 zwischen Berlin und Hamburg ein großes Kraftwerk in Betrieb genommen.
Die 15 Hektar große Anlage produziert 13.900 Megawattstunden Strom ihm Jahr – so viel wie 4300 Dreipersonenhaushalte verbrauchen. Beim Bau mussten die Ingenieure darauf achten, dass die spiegelnden Module nicht die Autofahrer durch Lichtreflektionen blenden. Darum montierten sie die Solarzellen flacher als üblich und bauten zudem einen fast drei Meter hohen Blendschutzzaun. Zwischen den Modulen bleibt genug Grün, dass dort Schafe grasen können.
Forscher des Thünen-Instituts für Betriebswirtschaft haben anhand von Geodaten analysiert, welches Potenzial Flächen im Abstand bis zu 200 Metern entlang der Fernstraßen für Solarenergie bieten. 420 Terawattstunden pro Jahr ließen sich demnach erzeugen – was 71 Prozent der Stromerzeugung in Deutschland im Jahr 2021 entspricht.
Allerdings müssten dafür viele landwirtschaftlich genutzte Flächen umgewidmet werden, auch haben die Forscher Verschattung, Netzanschlussmöglichkeiten und den Mindestabstand zu Siedlungsflächen nicht berücksichtigt. In der Praxis dürfte also nur ein Teil der Flächen tatsächlich für eine Solaranlage in Frage kommen.
Zumal auch hier Anwohner mitunter Einsprüche Bauprojekten gegen die Bauprojekte erheben. In der bayerischen Gemeinde Icking etwa stößt der Plan für ein Solarkraftwerk neben der Autobahn auf den Protest einer Bürgerinitiative. Zu groß, zu nah an den Wohnhäusern sei das Projekt. In Lüttow-Valluhn dagegen hat sich die Gemeinde an dem Solarpark beteiligt – und erhält mit jeder Kilowattstunde Einnahmen für die Gemeindekasse.
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