BIPV: technische Potenziale für gebäudeintegrierte Photovoltaik

Partnerschaft

Die Zusammenarbeit zwischen dem GIS-GR und der IZES gGmbH (Institut für ZukunftsEnergie- und Stoffstromsysteme) hat zur Erstellung von mehreren Karten zur Bewertung des Potenzials der integrierten Photovoltaik in der Großregion geführt.

Zielsetzung

Im Rahmen des Projektes PV follows function wurde das technische Potenzial der gebäudeintegrierten Photovoltaik (englisch: BIPV, building integrated photovoltaics) auf Dach- und Fassadenflächen für die Gebiete der Großregion berechnet.


Definition des BIPV Potentzials

Bei den hier betrachteten Potenzialen handelt es sich um die Ergebnisse einer GIS-gestützten Bewertung von Flächen nach zuvor definierten Ausschlusskriterien. Wie viel des Potenzials davon tatsächlich erschlossen werden kann, hängt wesentlich von aktuellen und sich künftig wandelnden politischen und/oder energiewirtschaftlichen Rahmenbedingungen ab, auf die in dieser Untersuchung nicht näher eingegangen wird.

Das technische Potenzial der BIPV für den Gebäudebestand der Großregion wurde aus Gebäudedaten (u.a. 3D-Gebäudemodellen) abgeleitet (für die genaue Vorgehensweise s. Kap. 2.1). Hierbei wurden verschattete und andere ungünstig ausgerichtete Flächen aus der Bruttofassadenfläche bereits herausgerechnet, da die Belegung dieser Flächen mit BIPV nach Einschätzung der Autor*innen unter den aktuellen energiewirtschaftlichen Rahmenbedingungen für die hier betrachteten Modellgebäude nicht wirtschaftlich darstellbar wäre. Im konkreten Einzelfall sollte jeoch die Wirtschaftlichkeit von BIPV für jedes Projekt sowohl im Neubau wie auch bei Sanierungen immer geprüft werden.

Die PV-Potenziale wurden über die potenzielle Leistung und den jährlichen Stromertrag (siehe Kapitel 2.2.4 des Kurzberichts) berechnet. Die Ergebnisse wurden zur besseren Darstellbarkeit auf verschiedenen Ebenen aggregiert. Hierzu wurden Karten des technischen Potenzials von BIPV auf folgenden Gebietsebenen erstellt:

• Gemeinden
• Kreise (DE), Arrondissements (BE und FR) und Kantone (LU)
• NUTS2-3 Ebene
  

Fazit

Das technische und wirtschaftlich erschließbare Potenzial an BIPV und Agri-PV in der Großregion ist erheblich. Laut den Daten aus dem Geoportal der Großregion zur Entwicklung der erneuerbaren Energien wurde davon bislang nur ein sehr geringer Teil tatsächlich erschlossen: Die installierte PV-Kapazität zwischen 2016 und 2018 lag in der gesamten GR bei ca. 9,7 GW. Neuere Daten sind nicht verfügbar.

Im Rahmen des Projekts PV follows function geht es auch darum, die technisch möglichen Potenziale für die hier betrachteten Formen der Agri-PV (als bifaziale, senkrecht aufgestellte Module) und der BIPV zu berechnen. Da beide Formen der integrierten PV eine Doppelnutzung der jeweiligen Flächen möglich machen können, stand hier die Frage nach den technischen Potenzialen im Vordergrund, um aufzuzeigen, welchen bedeutenden Beitrag diese Technologie grundsätzlich maximal zur Erreichung einer ressourcen- und flächenschonenden Energiewende liefern könnte.

Das errechnete technische Potenzial an PV-Leistung beläuft sich für die Agri-PV und die BIPV auf rund 184 GW.

Das Projekt PV follows function zeigt dabei Potenziale auf, die nach Ansicht des Projektkonsortiums wert wären, gehoben zu werden, weil sie eine Doppelnutzung von Flächen erlauben. Dadurch werden durch PV-Anlagen belegte Agrarflächen nicht der landwirtschaftlichen Nutzung entzogen, sondern erhöhen vielmehr deren Ertrag um die dort erzeugte Strommenge. Auch die Gebäudehülle könnte durch eine Integration von PV-Modulen zur Stromerzeugung aktiviert werden. Derzeit werden fast nur Dachflächen in dieser Weise genutzt und dies auch nicht im tatsächlich möglichen Ausmaß.

Für die BIPV steht eine Nettofläche von fast 700 km2 zur Verfügung, die bereits heute versiegelt und überbaut ist. Versiegelte Parkplätze wurden in dieser Rechnung nicht berücksichtigt. Auch auf dieser Fläche wäre grundsätzlich eine Stromerzeugung aus PV möglich, ohne für deren Ausbau neue Flächen zu erschließen. Hieraus könnte ein Stromertrag von rund 90.000 GWh pro Jahr resultieren.

Aus Kapazitätsgründen war es in diesem Projekt nicht möglich, konkurrierende Nutzungen der Dach- und Fassadenflächen, die insbesondere aufgrund der fortschreitenden Erderhitzung relevant werden, so z. B. die Begrünung von Dächern und Fassaden, zu betrachten. Dies könnte Teil eines Folgeprojekts werden.

Ob und in welchem Maß dieses sehr große Potenzial tatsächlich erschlossen wird, hängt entscheidend von den künftigen politischen und energiewirtschaftlichen Weichenstellungen ab. Der Rahmen für einen beschleunigten Ausbau von EE wurde auf europäischer Ebene bereits gesetzt: Um diese in den Bereichen Stromerzeugung, Industrie, Gebäude und Verkehr voranzubringen, schlägt die EU-Kommission vor, das Ziel für EE bis 2030 auf 45 % zu erhöhen. Damit würde sich die Gesamtkapazität der erneuerbaren Energien bis 2030 auf 1.236 GW erhöhen, gegenüber 1.067 GW bis 2030, die im Vorschlag von 2021 vorgesehen waren. Um den Einsatz erneuerbarer Energien weiter zu beschleunigen, hat die Kommission außerdem eine Empfehlung zur Beschleunigung der Genehmigungsverfahren für Projekte zur Nutzung erneuerbarer Energien und zur Erleichterung von Stromabnahmeverträgen angenommen.