GIS-basierte Analyse des photovoltaischen Potenzials von Feldrändern auf Landschaftsebene in Nordwestdeutschland

Die stillen Feldränder in Stromlinien verwandeln

In weiten Teilen der Welt stehen Landwirtinnen und Landwirte unter dem Druck, gleichzeitig Nahrungsmittel zu produzieren, die Natur zu schützen und zum Klimaschutz beizutragen. Diese Studie untersucht eine Idee, die versucht, alle drei Ziele zugleich zu erfüllen: die schmalen, oft übersehenen Streifen entlang von Feldrändern in lange, schlanke Solarkraftwerke zu verwandeln. Indem Solarzellen nur an den Rändern von Feldern und nicht über ganze Parzellen verteilt werden, zeigen die Autorinnen und Autoren, wie Regionen wie Nordwestdeutschland erhebliche Mengen sauberer Energie erzeugen könnten, während weiterhin Feldfrüchte angebaut werden und Rückzugsräume für wildlebende Pflanzen und Tiere erhalten bleiben.

Eine neue Nutzung für Feldränder

Die Kernidee, als Photovoltaik an Feldrändern bezeichnet, ist einfach: Anstatt ganze Felder mit Solarmodulen zu bestücken, werden nur die am wenigsten produktiven Randstreifen genutzt. Diese Streifen sind für große Maschinen ohnehin schwer effizient zu beackern. Wenn man sie mit Panels versieht, beeinträchtigt das die Ernte kaum, eröffnet jedoch Raum darunter für Blumenstreifen oder Hecken. Diese Untervegetation kann als Lebensraum und als Bewegungsachsen für Insekten, Vögel und Kleinsäuger dienen und so die Vernetzung benachbarter Habitate verbessern. Gleichzeitig können die Anlagen den Landwirtinnen und Landwirten ein stetiges zweites Einkommen verschaffen und damit ländliche Existenzen weniger anfällig für schwankende Feldpreise oder Witterungsschocks machen.

Kartierung, wo Sonne auf Boden trifft

Um vom Konzept zu konkreten Zahlen zu gelangen, konzentrierten sich die Forschenden auf die Region Weser–Ems in Nordwestniedersachsen — ein überwiegend landwirtschaftlich geprägtes Gebiet, das sich von der Nordseeküste ins Binnenland erstreckt. Sie kombinierten detaillierte amtliche Landschaftskarten mit digitalen Luftbildern in einem geografischen Informationssystem (GIS). Zunächst extrahierten sie alle Linien, die die Grenzen von Ackerland und Grünland markieren. Diese Linien, als potenzielle Feldränder von bis zu fünf Metern Breite behandelt, wurden anschließend mit geometrischen Eigenschaften wie ihrer Himmelsrichtung versehen. Dadurch ließ sich beurteilen, wie gut entlang dieser Ränder angebrachte Solarmodule der Sonne ausgerichtet sein könnten.

Schatten herausfiltern, um Spitzenstandorte zu finden

Nicht jeder Feldrand ist ein guter Kandidat. Solarmodule benötigen ausreichend direktes Sonnenlicht, deshalb entwickelten die Forschenden einen mehrstufigen digitalen Arbeitsablauf, um ungeeignete Abschnitte auszusondern. Sie identifizierten Ränder, die in für nach Süden ausgerichtete Module günstigen Richtungen verlaufen, und prüften dann, wie nahegelegene Wälder und Baumreihen an typischen Sommertagen Schatten auf sie werfen würden. Unter Annahmen zu Baumhöhen und dem Sonnenlauf erzeugten sie Pufferzonen, die die Schattenlängen nachahmen; jeder Randabschnitt, der in diese Zonen fiel, wurde als beschattet betrachtet und aus dem Bestand entfernt. Die verbleibenden Segmente wurden in Klassen mit hohem und mittlerem Solarpotenzial eingeordnet, wobei benachbarte Landnutzungen wie Straßen, Gewässer, Siedlungen und Schutzgebiete weiterhin berücksichtigt wurden.

Wie viel Energie in die Ränder passt

Als das vollständige Modell auf die rund 15.000 Quadratkilometer große Weser–Ems-Region angewendet wurde, identifizierte es mehr als 1,3 Millionen feldrandbezogene Abschnitte mit nutzbarem Solarpotenzial. Zusammen ergaben diese etwa 97.870 Kilometer geeignete Randlänge, wobei rund 27.300 Kilometer als teilweise beschattet und damit weniger attraktiv eingeschätzt wurden. Wenn diese Ränder mit der derzeit kommerziell realistischen Modulfläche bestückt würden — etwa ein bis vier Quadratmeter Paneelfläche pro Meter Rand —, könnte die Region theoretisch etwa 119 Terawattstunden Strom pro Jahr erzeugen. Zur Validierung ihrer kartenbasierten Methode verglichen die Autorinnen und Autoren eine Stichprobe modellierter Ränder mit aktuellen Luftbildern und fanden bei wichtigen Merkmalen eine Übereinstimmung von 97 %, was darauf hindeutet, dass der digitale Arbeitsablauf zuverlässig ist und auf andere Regionen übertragbar sein dürfte.

Was das für Landwirtschaft und Artenvielfalt bedeuten könnte

Alltagstauglich betrachtet deuten die Ergebnisse darauf hin, dass die stillen Streifen an Feldrändern zu wirkungsvollen Instrumenten für die Umgestaltung ländlicher Räume werden könnten. Anstatt Solarparks in direkten Wettbewerb mit der Nahrungsmittelproduktion zu bringen, würden Photovoltaiklösungen an Feldrändern die Energieerzeugung in derzeit kaum genutzte Flächen integrieren und zugleich Platz für Blumenstreifen und Hecken schaffen, die die Biodiversität fördern. Aus diesen schmalen grünen Linien verlässliche Einkommensquellen und ökologische Korridore zu machen, erfordert allerdings neue Regelungen, unterstützende Netzanbindungen und die Zustimmung der Landwirtinnen und Landwirte. Die Studie zeigt jedoch, dass es aus räumlicher und technischer Sicht entlang der europäischen Feldgrenzen ausreichend Potenzial gibt, Sonnenenergie zu nutzen, ohne die Ernten zu opfern.

Zitation: Foth, H., Pesch, R. & Breckling, B. GIS-based analysis of field margin photovoltaic potential at the landscape level in northwestern Germany. Sci Rep 16, 13394 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-48425-2

Schlüsselwörter: Photovoltaik an Feldrändern, Agrivoltaik, ländliche Energie, Biotopnetze, georäumliche Analyse