Ein Forschungsprojekt der Universität Augsburg zeigt am Beispiel des Allgäus und des Regierungsbezirks Köln, welche Flächen für Windkraft und Photovoltaik nötig wären, um klimaneutrale Stromversorgung bis 2045 zu erreichen – und warum regionale Unterschiede dabei entscheidend sind.
Deutschland will bis 2045 treibhausgasneutral werden. Dafür muss der Ausbau erneuerbarer Energien deutlich vorankommen – vor allem bei Windkraft und Photovoltaik. Doch geeignete Flächen sind begrenzt: Natur- und Artenschutz, Landwirtschaft, Wälder, Siedlungen und gesetzliche Abstandsregeln konkurrieren um denselben Raum. Gleichzeitig verändern Windräder und Solaranlagen das Landschaftsbild. Wie klimaneutrale Energielandschaften unter diesen Bedingungen gestaltet werden könnten, hat ein Forschungsprojekt der Universität Augsburg untersucht.
Die Geographinnen und Geographen Dr. Dragan Petrovic, Dr. Friederike Schrade, PD Dr. Stephan Bosch und Prof. Dr. Harald Kunstmann haben erste Ergebnisse in zwei Fachzeitschriften veröffentlicht. Im Mittelpunkt steht die Frage, wie sich regionale Stromversorgung mit erneuerbaren Energien so planen lässt, dass sie mit den Zielen des Pariser Klimaabkommens vereinbar ist. Mit klimaneutralen Energielandschaften sind dabei Landschaften gemeint, in denen Strom aus erneuerbaren Energien so erzeugt wird, dass die regionalen Klimaziele erreicht werden können – und in denen zugleich sichtbar wird, wie Windkraft- und Photovoltaikanlagen Räume, Nutzungen und Landschaftsbilder verändern.
Dafür verglich das Forschungsteam vom Augsburger Zentrum für Klimaresilienz zwei sehr unterschiedliche Regionen: das Allgäu und den Regierungsbezirk Köln. Beide unterscheiden sich deutlich in Landschaft, Bevölkerungsdichte, Wirtschaftsstruktur, Windverhältnissen, Sonneneinstrahlung und rechtlichen Rahmenbedingungen. Dadurch eignen sie sich gut, um zu zeigen, wie stark regionale Voraussetzungen darüber entscheiden, welche Energielandschaften möglich sind.
Allgäu und Köln im Vergleich
Mithilfe eines eigens entwickelten Verteilungsalgorithmus modellierte das Team, wo Windkraft- und Photovoltaikanlagen unter unterschiedlichen Bedingungen entstehen könnten. Dabei wurden unter anderem Abstandsregeln, Naturschutzvorgaben, technologische Entwicklung und mögliche Veränderungen des Strombedarfs berücksichtigt. Die Ergebnisse wurden nicht nur rechnerisch ausgewertet, sondern auch in Karten sichtbar gemacht.
Die Analysen zeigen deutliche Unterschiede zwischen den Regionen. Im Allgäu sind die Voraussetzungen für eine klimaneutrale Stromerzeugung unter den aktuellen Rahmenbedingungen grundsätzlich gegeben. Auch bei unterschiedlichen Annahmen bleibt das Flächenpotenzial ausreichend, um den prognostizierten Strombedarf bis 2045 mit Windkraft und Photovoltaik zu decken. Der Schwerpunkt liegt dabei klar auf Photovoltaik, da deutlich mehr geeignete Flächen für Solaranlagen verfügbar sind als für Windenergie.
Anders sieht es im Regierungsbezirk Köln aus. Dort reicht das verfügbare Flächenpotenzial in den untersuchten Szenarien nicht aus, um den Strombedarf vollständig durch Windkraft und Photovoltaik zu decken. Selbst günstigere Windbedingungen können die hohe Nachfrage, die dichte Besiedlung und die begrenzte Flächenverfügbarkeit nicht ausgleichen. Nur bei einer deutlichen Reduktion des Energiebedarfs würde eine klimaneutrale Stromversorgung in der Region erreichbar.
„Unsere Ergebnisse zeigen, dass die Energiewende regional sehr unterschiedlich geplant werden muss. Es reicht nicht, bundesweite Ausbauziele zu formulieren. Entscheidend ist, wie diese Ziele vor Ort räumlich umgesetzt werden können – mit den jeweiligen Landschaften, Nutzungskonflikten und gesellschaftlichen Erwartungen“, sagt der Klimaforscher Prof. Dr. Harald Kunstmann von der Universität Augsburg.
Energiewende braucht Fläche – und gute Planung
In beiden Regionen würde eine klimaneutrale Stromversorgung sichtbare Veränderungen der Landschaft mit sich bringen. Wie stark diese ausfallen, hängt wesentlich davon ab, welche planerischen Vorgaben gelten, also welche Regeln und Rahmenbedingungen bestimmen, wo Windkraft- und Photovoltaikanlagen gebaut werden dürfen. Dazu gehören etwa Naturschutzvorgaben, Abstände zu Siedlungen oder Vorgaben zur Nutzung bestimmter Flächen. Strengere Naturschutzvorgaben können Flächen begrenzen, größere Abstände zu Siedlungen den Ausbau von Windkraft erschweren. Technologische Fortschritte und ein geringerer Energiebedarf können den Flächendruck dagegen verringern.
Die Modellierungen der Forschenden sind auch für Planung und Politik hilfreich. Sie zeigen, welche Flächen unter bestimmten Vorgaben infrage kommen, wo Konflikte entstehen könnten und welche Folgen unterschiedliche Entscheidungen für Landschaft, Stromversorgung und regionale Verteilung haben. Damit liefern sie eine Grundlage, um Ausbaupfade für erneuerbare Energien frühzeitig transparenter zu diskutieren.
Regionale Unterschiede berücksichtigen
Aus Sicht der Forschenden zeigen die Ergebnisse, dass es keine einheitliche Lösung gibt. Regionen mit viel Potenzial für Photovoltaik, geringerer Bevölkerungsdichte oder günstigen Flächenbedingungen können anders planen als dicht besiedelte Räume mit hoher Energienachfrage. Zugleich müssen Landschaftsschutz, Biodiversität, Landwirtschaft und gesellschaftliche Akzeptanz von Anfang an mitgedacht werden.
Das Projekt verdeutlicht damit auch, dass die Energiewende nicht allein an der Frage hängt, ob genügend Windräder oder Solaranlagen gebaut werden können. Entscheidend ist vielmehr, wie technische Potenziale, rechtliche Rahmenbedingungen, Flächennutzung und öffentliche Beteiligung zusammenspielen. Nur wenn diese Faktoren gemeinsam betrachtet werden, lassen sich Energielandschaften gestalten, die klimaneutral, räumlich tragfähig und gesellschaftlich vermittelbar sind.
Zwei Studien veröffentlicht
Die ersten Abschlussergebnisse des Projekts sind bereits in zwei Fachaufsätzen veröffentlicht worden. Während eine Studie die Möglichkeiten klimaneutraler Stromerzeugung in der Planungsregion Allgäu untersucht, analysiert die zweite Studie den Regierungsbezirk Köln als dicht besiedelte und stark nachgefragte Vergleichsregion. Gemeinsam zeigen beide Veröffentlichungen, wie unterschiedlich regionale Energielandschaften ausfallen können – und welche Rolle Flächenverfügbarkeit, Planungsvorgaben und Strombedarf dabei spielen.