GKL-Tagung: Folien mit integrierten Solarzellen?

Die Gesellschaft für Kunststoffe im Landbau (GKL) hat zur 51. Jahrestagung nach Neustadt in das DLR Rheinpfalz eingeladen. Zwei Tage lang ging es um innovative und energetische Produkte, aber auch um das Thema Mikroplastik. Einen Blick in die Zukunft wagte Dr. Birger Zimmermann vom Fraunhofer Institut für Solare Energie. Er sprach von Organischer Photovoltaik (OPV), die in extrem dünnen Schichten im Nanometerbereich auf Folien mit Beschichtungs- oder Druckverfahren aufgebracht werden können. Sie sparen hohe Kosten, CO₂ und ermöglichen eine sehr gute Ökobilanz. Die organischen Solarzellen bestehen aus Polymeren und werden auf Plastikfolie beschichtet. Sie können flexibel aufgebracht, in gewünschtem Design, transparent oder in Farbe gestaltet werden. Es können hochtransparente Solarzellen entwickelt werden, die nur nahinfrarotes Licht absorbieren und den für Menschen und Pflanzen wichtigen Anteil hindurchlassen. Dies ist in dieser Form nur mit OPV möglich. Das Produktionsverfahren sei ähnlich der Verpackungsindustrie, für die Nassbeschichtungs- und Druckprozesse können 10 bis 100 m/min veranschlagt werden. Die Laserstrukturierung erlaubt Module mit sehr hoher Flächennutzung von bis zu 97 % und daher hohem Wirkungsgrad. Die Forscher sehen das größte Potenzial für die OPV in der Landwirtschaft und im Gebäudesektor. Für die Landwirtschaft sieht Zimmermann folgende Vorteile der transparenten OPV für den geschützten Anbau: ·         Schutzwirkung und Stromertrag als Doppelnutzen der baulichen Infrastruktur ·         Refinanzierung der Investition über PV-Erträge, geringere Investitionshürde ·         Langlebigere Folien und rechtzeitiger Ersatz der Folien reduzieren die Müllmenge ·         Verringertes unternehmerisches Risiko durch zweites Standbein und weniger Ernteausfälle ·         CO₂-Fußabdruck der Landwirtschaft kann verringert werden. „Letztlich ermöglicht die OPV einen zusätzlichen Wert der Folien durch die Photovoltaik und rechtfertigt hochwertigere und damit langlebigere Agrar-Folien“, betonte Zimmermann. Dies komme auch der gesellschaftlich geforderten Verantwortung gegenüber der Umwelt zugute. Das Forschungsprojekt ADAPT habe das Ziel, 7 % Wirkungsgrad bei einer visuellen Transmission von über 60 % zu realisieren. Im Fokus des Projekts steht aber vor allem der Austausch mit Anwendern aus der Landwirtschaft, um zu ermitteln, ob die erhofften Vorteile für die Praxis relevant sind. Und welche weiteren Anforderungen für die Anwendung in der Praxis beachtet werden müssen. Denn bis zur Praxisreife sei noch einiges an Entwicklungsarbeit notwendig. Dementsprechend fragte Zimmermann in die Runde der Teilnehmer, ob Interessenten dabei seien, die die Folien in der Praxis testen wollen, sobald sie zur Verfügung stehen. Mikroplastik in Meer und Boden Jens Mählmann vom Sächsischen Textil Forschungsinstitut in Chemnitz sprach über das Thema Mikroplastik aus Textilien. Global betrachtet zeigte Mählmann eine Grafik, demnach 28 % des Mikroplastiks in den Meeren vom Reifenabrieb stammen, 35 % vom Waschen synthetischer Kleidung, 24 % aus Stadtstaub, 7 % von Straßenmarkierungen, 3,7 % von Bootslackierungen, 2 % von Pflegemitteln. Diese Daten veröffentlichte Horizon 2018. Dass dabei auch Mikroplastik auf den Äckern landet, sei kein Wunder. Mählmann zeigte am Beispiel einer konventionell bewirtschafteten Ackerfläche in Mittelfranken, dass hier pro Hektar 206 Makroplastikteile über 5 mm Größe und mehr als 150 000 Teilchen Mikroplastik unter 5mm Größe gefunden wurden. Beim Makroplastik handle es sich um verschiedene Kunststoffarten wie Polyethylen, Polystyrol, Polypropylen und PVC. Beim Mikroplastik sei es überwiegend Polyethylen. Mählmann bemerkte, dass das Plastik im Boden als Reinform zwar nicht giftig sei, dass jedoch Weichmacher austreten können, deren Auswirkungen noch nicht bekannt sind. Das größere Problem sei, dass Mikroplastik über physikalische Parameter die Struktur der Böden verändere. Winzige Fasern dienen als Abstandshalter zwischen den Bodenaggregaten, die dann schneller auseinanderfallen. Das abschließende Fazit von Mähmann lautete, dass derzeit noch gar nicht richtig beurteilt werden kann, wie die Auswirkungen von Mikroplastik auf Umwelt und die Gesundheit sind. Es bedarf weiterer Untersuchungen und vor allem erst einmal einheitlicher Prüfmethoden, um die Daten vergleichen zu können. Ein kleiner Schritt kann das Projekt iMulch von Dr. Carmen Wolf leisten. Sie untersuchte die Auswirkungen von Mulchfolien auf die Bodenökosysteme. Sie empfahl den Landwirten, so wenig wie möglich Plastik einzusetzen, da Böden Plastiksenken sind. Wer dennoch Plastik einsetzen müsse, der solle die dickeren Folien nutzen, die einfacher wieder eingesammelt werden können, die auch besser recycelt werden können. Langzeitstudien über die Wirkung von Plastik im Boden fehlen bislang, um eine abschließende Bewertung vorzunehmen. Das Nova-Institut möchte aufklären und sensibilisieren. „Der Einsatz von Klärschlamm und Kompost führt zu deutlich höheren Plastikeinträgen als die Nutzung von Mulchfolie“, betonte Wolf. Die UV-Strahlung sei der Alterungsfaktor an sich und variere stark je nach UV-Stabilisator in der Folie. Die von Frauenhofer Umsicht vor einem Jahr veröffentlichten Zahlen, seien Schätzungen gewesen. Das Institut habe mittlerweile von diesen Zahlen Abstand genommen, sagte Wolf: „Die Wissenslücken sind zu groß.“ Rechtliches zum Tunnelbau Zum Thema Errichtung von Folientunneln auf landwirtschaftlichen Flächen sprach Dr. Helmar Hentschke, der auch als Lehrbeauftragter für die Bauhaus Universität Weimar tätig ist. Er berichtete vom Druck von Umweltverbänden, die genau hinsehen, wie die zuständigen Naturschutzbehörden handeln. Grundlage für die Argumentation der Verbände sei § 14 BNatSchG. Diese Regelung lautet: „Eingriffe im Sinne dieses Gesetzes sind Veränderungen der Gestalt oder Nutzung von Grundflächen oder Veränderungen des mit der belebten Bodenschicht in Verbindung stehenden Grundwasserspiegels, die die Leistungs- und Funktionsfähigkeit des Naturhaushalts oder das Landschaftsbild erheblich beeinträchtigen können.“ Liegt mit einem Folientunnel eine Nutzungsänderung vor? „Bisher sprach man von Nutzungsänderung beim Umbruch von Grünland“, bemerkte Hentschke. Verändert sich die belebte Bodenschicht? „Nein, der Boden bleibt derselbe“, so der Experte. Verändert sich das Erscheinungsbild der Grundfläche? „Ja, doch es ist eine subjektive Wertung. Wir hatten vor 15 Jahren dieselbe Diskussion wegen der Gewächshäuser“, sagte Hentschke. Es sei nun die Frage, ob ein ausgleichspflichtiger Eingriff vorliege. Doch nach § 14, Abs. 2, Satz 1 BNatSchG: „ist die land-, forst- und fischereiwirtschaftliche Bodennutzung jedoch nicht als Eingriff anzusehen, soweit dabei die Ziele des Naturschutzes und der Landschaftspflege berücksichtigt werden.“ Und in Satz 2 wird deutlich: „Entspricht die die land-, forst- und fischereiwirtschaftliche Bodennutzung den in § 5 Abs. 2 bis 4 BNatSchG genannten Anforderungen sowie den sich aus § 17 Abs. 2 BBodG ergebenden Anforderungen an die gute fachliche Praxis, widerspricht sie in der Regel nicht den Zielen des Naturschutzes und der Landschaftspflege.“ „Somit greift auch bei den Folientunneln die Landwirtschaftsklausel“, betonte Hentschke. Doch wie sieht es aus in Schutzgebieten? Am Beispiel von europäischen Vogelsschutzgebieten zeigte der Rechtsanwalt, dass sich hier zunehmend der erhöhte Maßstab in der Rechtsprechung des Europäischen Gerichtshofs durchsetze, in dem der Landwirtschaft Einschränkungen aufgebürdet werden. Auch landwirtschaftliche Maßnahmen können danach ein  „Projekt“ sein, das auf seine Verträglichkeit mit den Schutzzielen des Schutzgebietes zu prüfen ist. Dies beträfe zum Beispiel die Ausbringung von Düngemitteln. Das Verwaltungsgericht Potsdam hat im Jahr 2022 entschieden, dass der Folieneinsatz bei Spargel ein Projekt sei. Diese Entscheidung sei noch nicht rechtkräftig. „Wir sehen die Tendenz, dass landwirtschaftliche Maßnahmen zunehmend als Projekte gesehen werden“, sagte Hentschke. Wenn sich dies durchsetze, heißt es nach § 34 BNatSchG: „(1) Projekte sind vor ihrer Zulassung oder Durchführung auf ihre Verträglichkeit mit den Erhaltungszielen eines Natura 2000-Gebiets zu überprüfen, wenn sie einzeln oder im Zusammenwirken mit anderen Projekten oder Plänen geeignet sind, das Gebiet erheblich zu beeinträchtigen und nicht unmittelbar der Verwaltung des Gebiets dienen. Der Projektträger hat die zur Prüfung der Verträglichkeit sowie der Voraussetzungen nach den Absätzen 3 bis 5 erforderlichen Unterlagen vorzulegen. (2) Ergibt die Prüfung der Verträglichkeit, dass das Projekt zu erheblichen Beeinträchtigungen des Gebiets in seinen für die Erhaltungsziele oder den Schutzzweck maßgeblichen Bestandteilen führen kann, ist es unzulässig. Da der Projektbegriff gesetzlich nicht definiert ist, zeigen einzelne Urteile, wohin die Reise gehe, bemerkte Hentschke. Werden die gebietsbezogenen Erhaltungsziele der Schutzgebiete nicht beeinträchtigt, dann sei das Projekt zu realisieren. Gebe es in einem Schutzgebiet bereits die Anwendung von Folien, sei es kein Problem, doch bei Nutzungsänderung müsse eine gutachterliche Stellungnahme für die Sonderkultur erfolgen. Schattierung und Klimasteuerung Im Rahmen der Tagung ging es auch um Schattierung und Energieschirme in Gewächshäusern, die von Monika Reimann, der Inhaberin der 70 Jahre alten Reimann Spinnerei & Weberei aus Emsdetten vorgestellt wurden. Reimann zeigte farblich abgestimmte Schattierungen und Energieschirme, die besonders in Verkaufsgewächshäusern mehr und mehr Funktionen zu erfüllen haben. So sei neben dem gewünschten Schutz vor Sonneneinstrahlung, auch die Energieeinsparung, Geräuschminderung und das Erzeugen einer Wohlfühlatmosphäre immer wichtiger für die Kunden. Die Gewebe heißen Pyrotex, Reimatex oder Aluscreen. In den Produktionsgewächshäusern ist neben der Schattierung und Energieeinsparung vor allem die Klimasteuerung und Feuchteregulierung notwendig. Auch hier werden verschiedene Reimatex-Gewebe angeboten, die bis zu 60 % Schattierung und Energieeinsparung ermöglichen. Der Aluscreen ist ein preiswerter Energieschirm, der aus einem textilen Mix mit silberfarbenem Bändchen besteht. Die Energieeinsparung liegt um 60 %, die Schattierung je nach Modell bei 50 oder 60 %. Für Versuchsgewächshäuser und Produktionsgewächshäuser kann auch das Gewebe Reimatex blackout erworben werden. Dieses doppellagige stark verdunkelnde Gewebe führt zu einer Energieeinsparung von 70 %, einer Schattierung von 99 %. Zahlreiche Gewebe können auch als Doppelschirm genutzt werden und erhalten somit ein zusätzliches Energieeinsparpotenzial von rund 16 %. Reimann bemerkte, dass die einstige Schattierung aus Acrylgewebe eine sehr hohe Lebensdauer hatte. Heute wird schwer entflammbares aluminisiertes Gewebe verwendet, das teurer und empfindlicher ist. „Besonders gegenüber Chlorverbindungen und aggressiven Chemikalien sind die heutigen Energieschirme sehr empfindlich“, so die erfahrene Unternehmerin. Brandgefährlich Aufgrund zahlreicher Brände von Energieschirmen in Gewächshäusern wurde im Jahr 2006 von den Versicherungen ein schwer entflammbarer Gewebemix verlangt. Nun gibt es drei Zertifikatsklassen unter dem Stichwort „schwerentflammbar“, die die Gartenbau Versicherung akzeptiert. Wichtig sei, dass es nicht zu brennendem Abtropfen komme, betonte Luca Schetter von der Gartenbau Versicherung. Nach zahlreichen Bildern abgebrannter Gewächshäuser stellte Schetter die Anforderungen an einlagige Schirme vor. So müsse der Abstand zwischen Tuch und Beleuchtungsarmatur mindestens 45 cm betragen, wenn die Armatur aus Metall ist. Ist diese aus Kunststoff muss der Abstand zum Energieschirm mindestens 1 m betragen, denn die Flammen schlagen dort 60 bis 80 cm hoch. „Grundsätzlich orientieren wir uns da an den Erfahrungswerten aus Holland“, sagte Schetter. In den Niederlanden sind die Kunststoffarmaturen mittlerweile nicht mehr zulässig. Es ist nun grundsätzlich B1-Material einzubauen. Brandursachen sind technische Defekte an Lampen oder Ladegeräten. Bei den Lampen seien HPS-Lampen sehr viel anfälliger als LED. Doch bei beiden könne es zu Kurzschlüssen kommen, was eine der häufigsten Brandursachen ist. Weitere Ursachen sind Ungeschicklichkeit wie das Überfüllen des Schwefelverdampfers oder unglücklich landende Silvesterraketen. Schetter wies darauf hin, dass es in einem Gewächshaus jede Menge Brandbeschleuniger gebe wie Kunststofftische, Kunststoff-Töpfe, Verpackungen, Düngemittel, Schmier- und Betriebsstoffe oder Paletten. Auch bei mehrlagigen Schirmen akzeptiert die Gartenbau Versicherung alle schwer entflammbaren Schirme ohne zusätzliche Prüfung, wenn die Brandzeugnisse der einzelnen Komponenten vorliegen. Nicht so bei dreilagigen Schirmen. Hier sei bereits so viel Material vorhanden, dass trotz schwer entflammbarer Gewebe ein Test in der Kombination vorgeschrieben ist. Diese Brandprüfung muss nur einmal gemacht werden, obwohl es berechtigte Zweifel gebe, ob die Materialien wirklich noch nach Jahren schwer entflammbar sind, schloss Schetter. Elke Setzepfand Artikel aus Spargel & Erdbeerprofi 03/2023

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