Strategien zur Vereinigung von Energie und Naturschutz

Die Vereinbarkeit von alpinen Solaranlagen mit dem Biodiversitätsschutz erfordert eine sorgfältige Planung und ein naturnahes Management:

1. Standortwahl: Es müssen ökologisch sensible Flächen freigehalten werden. Dazu gehören Biotope von nationaler Bedeutung (z.B. Flachmoore, Trockenwiesen und -weiden), Schutzgebiete und wertvolle Offenland-Biotope. Vorrangig sollten Flächen mit geringem ökologischem Wert oder hoher Vorbelastung genutzt werden.

2. Anlagengestaltung und Fläche: Die modulbedeckte Fläche sollte maximal 40 Prozent der Gesamtfläche betragen. Um Streulicht und das Wachstum der Vegetation zu ermöglichen, sollte die Modulunterkante mindestens 0,8 Meter über dem Boden liegen. Besonnte Streifen von mindestens 3 m zwischen den Modulreihen sind für viele Tiergruppen, insbesondere Tagfalter und thermophile Vögel, vorteilhaft.

3. Management: Es ist ein extensives Pflegemanagement (Mahd- oder Beweidungsmanagement) erforderlich. Das Mähgut muss zum Zweck der Aushagerung (Nährstoffreduktion) abtransportiert werden. Auf den Einsatz von Pflanzenschutz- und Düngemitteln sollte verzichtet werden. Es sollten standortangepasste Biotopelemente (z.B. Steinhaufen, Rohbodenstellen) zur gezielten Förderung von Zielarten geschaffen werden.

4. Wildtierschutz: Zäune (zum Schutz vor Vandalismus) müssen Durchlässe für Kleinsäuger (15–20 cm Bodenabstand) und Querungsmöglichkeiten (> 50 Meter breite Korridore) für Grosssäuger bieten, um die Barrierewirkung zu minimieren. Eine ökologische und bodenkundliche Baubegleitung wird empfohlen, um Beeinträchtigungen zu minimieren.

Agro-Photovoltaik (APV) und Tourismus (Tourivoltaik).

Alpine Solaranlagen werden als zukunftsträchtige Ergänzung angesehen. Im Alpenraum können alpine Solaranlagen die traditionelle Alpwirtschaft unterstützen, indem Pachtzinsen zur Erneuerung von Infrastruktur (Hütten, Wasserversorgung) genutzt werden, was die Vergandung ungenutzter Alpflächen bremst und so Biodiversitätsverlust verhindert:

• Vorteile für die Landwirtschaft: Solarpaneele bieten Nutztieren (z.B. Schafen und Kühen) Schatten und lindern Hitzestress. Der Schattenwurf kann an Südhängen die Bodenfeuchtigkeit erhöhen und die Verdunstung reduzieren, was die Pflanzenproduktion begünstigt, insbesondere bei schattentoleranten Kulturen oder in heissen Sommern.
• Akzeptanz und Tourismus: APG-Anlagen sind vollständig rückbaubar. Die Akzeptanz von APG in der Bevölkerung kann gesteigert werden, wenn die Anlagen touristisch vermarktet werden (Tourivoltaik) und in die lokale Wertschöpfung eingebunden sind. Die Sichtbarkeit wird von jüngeren Generationen oft positiver bewertet, da sie ein Zeichen aktiven Klimaschutzes ist.

Forschungsbedarf und Monitoring.

Da bisher keine Studien zu den Umweltauswirkungen von APG in den Hochlagen vorliegen, ist eine wissenschaftliche Projektbegleitung zwingend:

• Methode: Das optimale Vorgehen ist das BACI-Design (Before-After-Control-Impact), das Zustände vor und nach dem Bau mit ähnlichen Kontrollflächen vergleicht, um Ursache-Wirkungs-Zusammenhänge festzustellen.
• Umfang: Das Monitoring sollte sich auf Indikatorgruppen (z.B. Vegetation, Tagfalter, Heuschrecken, Vögel) konzentrieren, da diese schnell auf Umweltveränderungen reagieren. Die Beobachtung sollte über einen längeren Zeitraum erfolgen (z.B. 6 bis 10 Jahre), um langfristige Effekte zu erfassen.
  
  

Wie können alpine Solaranlagen Energieziele und Biodiversitätsschutz am besten vereinen?

Die Vereinigung von Energie- und Biodiversitätsschutz bei alpinen Solaranlagen hängt von einer sorgfältigen Planung, einer standortspezifischen Gestaltung sowie einem naturnahen Management ab. Grundsätzlich wird davon ausgegangen, dass die Vorteile für wildlebende Tiere und Pflanzen oftmals überwiegen, vorausgesetzt, dass keine ökologisch sensiblen Lebensräume beeinträchtigt oder zerstört werden.

1. Energieziele und Standortvorteile.

Alpine Photovoltaik-Grossanlagen (APG) sind von zentraler Bedeutung, um die Winterstromlücke zu schliessen und die Abhängigkeit von fossilen Energieträgern zu reduzieren:

• Effizienz im Winter: Durch die nebelfreie Lage und den Albedo-Effekt (Reflexion des Sonnenlichts durch Schnee) ist der Ertrag von Solaranlagen in den Alpen 1,5- bis 2-mal höher als im Mittelland. Bei Modulneigungen ab 70° kann mehr als 50 % der Energie im Winterhalbjahr produziert werden.
• Wirkungsgrad: Der Wirkungsgrad der Solarmodule ist bei tiefen Temperaturen höher. Die maximale Produktion wird gegen Ende des Winters (Februar-März) erreicht, was vorteilhaft für die Integration in das bestehende Stromsystem ist.

2. Strategische Standortwahl und Vermeidung von Konflikten.

Um Umweltschäden zu vermeiden und die Akzeptanz zu erhöhen, ist die wohlüberlegte Standortwahl entscheidend:

• Ausschluss sensibler Gebiete: Aus Naturschutzsicht müssen sensible Flächen freigehalten werden. Dazu gehören Biotope von nationaler Bedeutung (z.B. Flachmoore, Moorlandschaften, Trockenwiesen und -weiden), Schutzgebiete, Biotopverbundflächen, Überschwemmungsgebiete und extensive, artenreiche Grünländer.
• Bevorzugung vorbelasteter Flächen: Vorrangig sollten Flächen mit geringem ökologischem Wert und hohem ökologischem Aufwertungspotenzial genutzt werden. Dies sind idealerweise bereits versiegelte oder intensiv genutzte Flächen.
• Berücksichtigung bestehender Infrastruktur: Die geringsten Eingriffe in die Natur ergeben sich bei Installationen auf bestehender Infrastruktur, gefolgt von menschlichen Einflussgebieten wie Weiden oder Bergbahnen. Beispiele dafür sind Solaranlagen an Staumauern oder auf Lawinenverbauungen.

3. Integration in die alpine Landnutzung (Agri- und Tourivoltaik).

Die Kombination von Energieerzeugung mit der traditionellen Alpwirtschaft kann Synergien schaffen, die dem Biodiversitätsschutz indirekt zugutekommen:

• Erhalt der Alpwirtschaft: Die Einnahmen aus Pachtzinsen können zur Erneuerung von Alphütten und Wasserversorgungen verwendet werden. Dies hilft, die Vergandung ungenutzter Alpflächen zu bremsen, was wiederum einen Verlust der Biodiversität verhindert.
• Nutztierhaltung und Hitzeschutz ("Solar Grazing"): APV-Anlagen bieten Nutztieren (wie Schafen, Lämmern und Kühen) Schatten und lindern Hitzestress. Dies verbessert die Effizienz der Landnutzung und die Gesundheit der Tiere.
• Feuchtigkeitsmanagement: PV-Module können Südhänge beschatten und feucht halten. Dies reduziert die Bodenverdunstung und erhöht die Wasserproduktivität der Pflanzen, was längere Wachstumsphasen und eine Förderung der Flora begünstigt.
• Extensive Beweidung: Die Beweidung mit Nutztieren (z.B. Schafen) unter den Modulen ("Solar Grazing") ist eine effizientere Managementform als das Mulchen. Sie trägt zur Insektenförderung bei und reduziert den Verbrauch fossiler Brennstoffe durch Mähmaschinen.

4. Biodiversitätsfördernde Gestaltung und Management.

Die positiven Effekte auf die lokale Biodiversität werden durch eine naturnahe Ausgestaltung und extensive Nutzungsformen sichergestellt:

• Schaffung von Mikroklima-Heterogenität: Der Schattenwurf führt zu einem "Cooling-Effekt" und höherer Luftfeuchtigkeit unter den Panels. Es entsteht ein kleinräumiges Nebeneinander von verschiedensten Lebensräumen mit unterschiedlichen Feuchtigkeits- und Temperaturgradienten, was die lokale Artenvielfalt fördert.
• Ausreichende Freiflächen: Die modulbedeckte Fläche sollte nicht mehr als 40 Prozent der Gesamtfläche betragen, um Synergien mit dem Naturschutz zu maximieren. Ein Freiflächenanteil (Biotopfläche) von 25-50 % wird generell angestrebt.
• Modulabstand und Höhe: Grosse zusammenhängende Schattenflächen sollten vermieden werden. Besonnte Streifen von 3 m und mehr zwischen den Modulreihen wirken bestandsfördernd für thermophile Vögel (z.B. Feldlerche, Braunkehlchen) und Tagfalter. Die Modulunterkante sollte mindestens 0,8 Meter über dem Boden sein, damit Streulicht darunter gelangen kann.
• Extensives Pflegemanagement: Das Grünland sollte extensiv gepflegt werden, vorzugsweise durch ein standortangepasstes Mahd- oder Beweidungsmanagement. Das Mahdgut muss zwingend abtransportiert werden, um die Aushagerung der Flächen zu fördern, wodurch sich eine höhere Vielfalt an Pflanzen und Insekten entwickeln kann.
• Verzicht auf Schadstoffe: Generell sollte auf den Einsatz von Pflanzenschutz-, Dünge- und Reinigungsmitteln verzichtet werden.
• Förderung der Fauna: Solarparks können Rückzugsorte für störungsempfindliche Wildtiere sein. Bodenbrütende Vögel (wie Feldlerche und Baumpieper) können dank Sicherheitszäunen geschützte Brutareale finden. Es sollten standortangepasste Biotopelemente wie Steinhaufen, Rohbodenstellen oder Blühstreifen zur gezielten Förderung von Zielarten (z.B. Wildbienen, Tagfalter, Reptilien) angelegt werden.

5. Technische und Logistische Herausforderungen im Alpenraum.

Wildtierpassierbarkeit: Zäune (zum Schutz vor Diebstahl/Vandalismus) können eine Barriere für Wildtiere darstellen. Um die Durchgängigkeit zu gewährleisten, müssen Öffnungen am unteren Rand (mindestens 15–20 cm Bodenabstand) für Kleintiere (Hasen, Igel) sowie Querungsmöglichkeiten (> 50 Meter breite Korridore) für Grosssäuger (Rehe, Wildschweine) vorgesehen werden.

• Bodenschutz und Bauweise: Alpinen Standorte sind wegen der lückigeren Vegetation und des Reliefs anfälliger für Bodenerosion und -verdichtung. Es wird empfohlen, eine ökologische und bodenkundliche Baubegleitung einzusetzen. Innovative Lösungen, die den Eingriff in die Böden reduzieren, wie etwa das direkte Einschrauben der Stützen in den Boden anstelle von Betonfundamenten, sind vorteilhaft und ermöglichen einen vollständigen Rückbau.
• Transport und Erschliessung: Die initiale Bauphase an abgelegenen Orten kann erhebliche Störungen verursachen. Der Einsatz von temporären Transportseilbahnen kann die Notwendigkeit von Helikopter- und Lastwagentransporten reduzieren und somit umweltschonender sein.

6. Forschung und wissenschaftliche Begleitung.

Da derzeit keine Studien zu den Umweltauswirkungen alpiner PV-Grossanlagen vorliegen und die Erkenntnisse aus tieferen Lagen nur bedingt übertragbar sind, ist eine wissenschaftliche Begleitung essenziell:

• Monitoring-Design: Das optimale Vorgehen ist das BACI-Design (Before-After-Control-Impact), bei dem die Situation vor dem Bau (Before) als Referenzzustand erfasst und mit ähnlichen Flächen ohne Anlage (Control) verglichen wird.
• Forschungsmodule: Die Untersuchungen sollten sich auf Indikatorgruppen wie Vegetation (Gefässpflanzen, Moose), Wirbellosenfauna (Tagfalter, Heuschrecken, Laufkäfer) und Wildtiere (Vögel, Raumnutzung) konzentrieren, da diese schnell auf Umweltveränderungen reagieren.
• Langfristigkeit: Die Projektbegleitung sollte über einen längeren Zeitraum erfolgen (z.B. 6 Jahre, mit Folgeuntersuchungen nach 10 und 20 Jahren), um langfristige Veränderungen der Artengemeinschaften zu verstehen und in die Pflegekonzepte einfliessen zu lassen.

Welche Zahlen und Fakten sind aus bisherigen Forschungsquellen bekannt?

Aus den vorliegenden Forschungsquellen sind zahlreiche Zahlen und Fakten bekannt, die sich auf die allgemeine Freiflächen-Photovoltaik (PVA/USSE), Agro-Photovoltaik (APV) und den Spezialfall der alpinen Photovoltaik (APG) beziehen:

I. Energieziele und Effizienz Alpiner Photovoltaik (APG).

Spezifische Daten zur Notwendigkeit und den Leistungsvorteilen von Alpiner Photovoltaik:

• Strombedarf und Potenziale: Die Dekarbonisierungs-Strategie der Schweiz bis 2050 erfordert einen zusätzlichen Bedarf von 45 bis 50 TWh Strom. Das neue Ziel für erneuerbare Energien bis 2035 liegt bei 17 TWh, wovon die PV 14 TWh beitragen soll. Das Potenzial auf Dachflächen wird auf mindestens 25 TWh pro Jahr geschätzt. Das technisch mögliche Potenzial aus Sonnenenergie beträgt theoretisch bis zu 63 TWh pro Jahr (ohne Fassaden).
• APG-Potenzial und Effizienz: Das ausschöpfbare PV-Potenzial auf alpinen Freiflächen (zwischen 1'500 und 2'500 m ü. M.) wird auf 16.4 TWh beziffert.

Der Ertrag alpiner PV-Anlagen (Davos Totalp) ist 1,5- bis 2-mal höher als bei PVA im Mittelland. Im Winterhalbjahr wird in den Alpen etwa 3- bis 4-mal so viel Strom pro Fläche erzeugt wie im Mittelland. Bei Modulneigungen ab 70° kann mehr als 50 % der Energie im Winterhalbjahr (1. Oktober bis 31. März) produziert werden.

APG können den höchsten absoluten Ertrag im Winterhalbjahr erzielen. Bifaziale Module mit 70° Neigung konnten während dieser Zeit eine Strommenge produzieren, die einer Mittelland-Anlage von vergleichbarer Grösse während des gesamten Jahres entspricht.

• Wirtschaftlichkeit und CO2-Bilanz: Der Gesamtaufwand an CO2-Äquivalenten bei einer APG (23 MWp) liegt bei 41 g/kWh, was ähnlich hoch ist wie bei PV-Dachanlagen (42 g/kWh). Basierend auf dem europäischen Strommix wird das in die Anlage investierte CO2 in 4,6 Jahren zurückbezahlt (Primärenergie in 2,8 Jahren).
• Solarexpress-Anforderungen: Für Erleichterungen bei der Bewilligung (Art. 71a EnG) muss eine APG eine jährliche Mindestproduktion von 10 GWh sowie eine Stromproduktion im Winterhalbjahr von mindestens 500 kWh pro 1 kW installierter Leistung aufweisen.

II. Biodiversität und Flächennutzung.

Quantitative Studien zur Wechselwirkung zwischen PVA und Ökosystemen liefern folgende Kennzahlen, die meist aus tiefer gelegenen Regionen stammen:

• Verfügbare Fläche und Gestaltung: Im Durchschnitt stehen 70 bis 95 % des Bodens in Solarparks für die Förderung der Biodiversität zur Verfügung.
• Die modulbedeckte Fläche sollte nicht mehr als 40 Prozent der Gesamtfläche des Vorhabens betragen. Ein Freiflächenanteil (Biotopfläche) von 25–50 % wird als anzustreben erachtet.
• Die Modulunterkante sollte mindestens 0,8 Meter über dem Boden liegen, damit Streulicht darunter fallen kann.
• Abstände zwischen Modulreihen sollten 3 Meter und mehr betragen, um thermophile Vögel und Tagfalter zu fördern.
• Wildtier-Passierbarkeit: Zäune müssen einen Bodenabstand von 15 bis 20 Zentimetern aufweisen, um Kleintiere passieren zu lassen. Querungsmöglichkeiten (Wildtierkorridore) für Grosssäuger sollten über 50 Meter breit sein.
• Distanz zu Lieferbiotopen: Die Distanz zu Lieferbiotopen, die für die Zuwanderung von Arten zentral ist, sollte möglichst unter 500 m liegen.

III. Auswirkungen auf die Fauna.

• Vogelmortalität (US-Studien): Die geschätzte jährliche Gesamtmortalität an grossflächigen USSE-Anlagen in Südkalifornien beträgt etwa 2,7 bis 9,9 Vögel pro MW und Jahr. Hochgerechnet auf die gesamten USA ergibt sich eine geschätzte jährliche Mortalität von 37’800 bis 138’600 Vögeln. Eine weitere Studie schätzte die durchschnittliche jährliche Sterblichkeitsrate auf rund 2,5 Vögel pro MW und Jahr.
• Vögel und Artenvielfalt (Deutschland): 28 der in Niedersachsen gefährdeten 45 Offenland-Vogelarten (62.2 %) konnten in Freiflächen-PVA nachgewiesen werden.
• Tagfalter (Deutschland): In Solarparks im Bundesland Brandenburg wurden 44 Tagfalter-Arten nachgewiesen, was rund 40 % aller Tagfalter-Arten dieses Bundeslands entspricht.
• Bestäuber: In USSE-Anlagen auf trockenem Grasland in den USA verdreifachte sich das Ressourcenangebot für Bestäuber-Insekten im Vergleich zur landwirtschaftlichen Nutzung vor dem Bau. Zwei spanische USSE-Anlagen (500 MW bzw. 50 MW) beherbergten 270 Bienenstöcke mit rund 13 Millionen Individuen.
• Aquatische Insekten: PV-Panels können horizontal polarisiertes Licht fast vollständig reflektieren (Polarisationsgrad d ≈ 100 %), was weit über den typischen Polarisationswerten für Wasser liegt (d ≈ 30–70 %).

IV. Agro-Photovoltaik (APV) und Mikroklima.

• Produktivität: Durch kombinierte Energie- und Pflanzenproduktion kann APV die Produktivität einer Landwirtschaftsfläche um bis zu 70 % steigern.
• Flächennutzung: Wenn der Abstand der Stützen dem Vielfachen der Breite gängiger Landmaschinen entspricht, bleiben mehr als 95 % der Fläche weiterhin landwirtschaftlich nutzbar.
• Beschattung und Ertrag: Die photosynthetisch aktive Strahlung (PAR) ist unter APV um ca. 30 % verringert. Die Evapotranspiration von Kulturpflanzen kann um 10–30 % reduziert werden, wenn das Lichtangebot 50–70 % der vollen Sonneneinstrahlung beträgt.
• Spezifische Erträge (Deutschland): Im heissen, trockenen Sommer 2018 konnten die Erträge von Winterweizen und Kartoffeln durch APV um 2.7 % bzw. 11 % gesteigert werden. Die Flächenproduktivität war in einem Versuch in 2017 unter APV-Panels um 56–70 % höher als auf der Referenzfläche, im Hitzesommer 2018 sogar um 90 %.
• Wasserersparnis: Böden direkt unter den PV-Panels auf Weiden waren signifikant wassersparender (328 % effizienter) als Referenzböden ausserhalb der Anlage.

V. Forschungslücken.

Aktuell gibt es keine Studien zu den Umweltauswirkungen von alpinen PV-Grossanlagen. Die Erkenntnisse über Freiflächen-PVA beruhen mehrheitlich auf Studien aus tiefer gelegenen Gebieten und können nur bedingt auf den alpinen Raum übertragen werden. Derzeit mangelt es oft an quantitativen Resultaten und somit an wissenschaftlicher Evidenz für weitreichende Schlussfolgerungen zur Biodiversität.

Es besteht ein Bedarf an BACI-Studien (Before-After-Control-Impact), um Ursache-Wirkungs-Zusammenhänge eindeutig festzustellen.

Der Kanton Bern verlangt für die ca. zehn bewilligungsfähigen alpinen Solaranlagen in seinem Gebiet eine 10-jährige Wirkungskontrolle.

Die Kosten der wissenschaftlichen Begleitung von alpinen PV-Projekten können gemäss der Verordnung zum «Solarexpress» mit max. 200’000 CHF an die anrechenbaren Investitionskosten angerechnet werden.

Welche Arten sind gute Bioindikatoren?

Verschiedene Organismen und Artengruppen sind als gute Bioindikatoren bekannt, die aufgrund ihrer spezifischen Reaktion auf Umweltveränderungen oder ihrer Rolle im Ökosystem für die wissenschaftliche Begleitung und Bewertung der Umweltauswirkungen von Photovoltaik-Freiflächenanlagen (PVA/APG) geeignet sind.

Wirbellosenfauna (Insekten).

Insekten werden generell als essenzielle Indikatorgruppen angesehen, da sie spezifisch und rasch auf Umweltveränderungen reagieren:

• Tagfalter (tagaktive Schmetterlinge) Sie gelten als gute Bioindikatoren für die ökologische Qualität von Lebensräumen. Sie eignen sich zur Bewertung verschiedener Nutzungsformen und -intensitäten und sind gute Zeiger für den Blütenreichtum und die Pflanzenartenzusammensetzung. Aufgrund ihrer Eignung als Sympathieträger werden sie auch für die Öffentlichkeitsarbeit und Projektförderung genutzt.
• Heuschrecken Sie gelten ebenfalls als gute Bioindikatoren für die ökologische Qualität von Lebensräumen, da sie Lebensraumspezialisten sind, die rasch auf Umweltveränderungen reagieren. Aufgrund ihrer meist geringeren Aktionsradien sind sie gute Zeiger für die kleinräumige Strukturvielfalt und fungieren als Indikatoren für die mikroklimatische Vielfalt eines Standorts.
• Laufkäfer (Carabidae) Laufkäfer leben vorwiegend auf der Bodenoberfläche und reagieren sehr sensibel auf mikroklimatische Veränderungen. Sie dienen als Indikatoren für Ökosystemleistungen wie die natürliche Schädlingsregulation.
• Wildbienen und Schwebfliegen Diese Gruppen eignen sich als Indikatoren für Ökosystemleistungen wie die Bestäubung. Larven von Schwebfliegen können zudem als Indikatoren für die natürliche Schädlingsregulation dienen.

Vegetation.

Die Vegetation ist ein wichtiger und vergleichsweise einfach zu erfassender Umweltindikator:

• Gefässpflanzen Die Vegetation ist in fast allen Ökosystemen vorhanden und erlaubt umfassende Analysen, unter anderem durch die Nutzung ökologischer Zeigerwerte oder funktioneller Merkmale. Die Pflanzenartenzusammensetzung an einem Ort liefert direkte Rückschlüsse auf die dort herrschenden Umwelteinflüsse.
• Moose Moose werden als besonders gute Bioindikatoren angesehen, da sie meist schneller auf Umweltveränderungen reagieren als Gefässpflanzen.

Mikroorganismen.

Auch im Bereich der Toxizitätsbewertung von Solarmodulen werden spezifische Arten als Indikatoren genutzt:

• Bakterien-Art Vibrio fischeri Diese Art wird als besonders geeigneter Indikator zur Evaluation der Toxizität von Perowskit-Solarzellen auf Mikroorganismen bezeichnet. Dies liegt an ihrer höheren Sensitivität im Vergleich zu anderen getesteten Organismen sowie an geringen Kosten und einem relativ hohen Durchsatz.

Risiko für langfristige Schäden an Fauna und Flora in den betroffenen Alpengebieten, wo alpine Solaranlagen gebaut werden.

Gibt es ein Risiko für langfristige Schäden an Fauna und Flora in den betroffenen Alpengebieten, insbesondere aufgrund der besonderen Empfindlichkeit hochalpiner Ökosysteme und der derzeit fehlenden wissenschaftlichen Studien zu diesen spezifischen Umwelten? Es können Risiken identifiziert werden, die sich primär aus dem Bau in sensiblen Lagen und aus Veränderungen der abiotischen Faktoren ergeben:

1. Langfristige Risiken durch fehlende Daten und alpine Empfindlichkeit.

Die Beurteilung der langfristigen Auswirkungen von alpinen Photovoltaik-Grossanlagen (APG) auf die Biodiversität ist derzeit unklar. Es gibt aktuell keine Studien, die zu den Umweltauswirkungen solcher Anlagen in den Hochlagen vorliegen. Die meisten Erkenntnisse stammen aus tiefer gelegenen Gebieten. Diese können aber nur bedingt auf den alpinen Raum übertragen werden:

• Verlangsamte Regeneration: Die Bodenbildung und Regeneration der Vegetation erfolgen auf dieser Höhenstufe sehr langsam, was die Anfälligkeit für langanhaltende Schäden durch Bauaktivitäten erhöht.
• Notwendiges Monitoring: Um langfristige Veränderungen der Artengemeinschaften zu verstehen und negative Auswirkungen zu minimieren, wird eine wissenschaftliche Projektbegleitung über einen längeren Zeitraum (z.B. 6 bis 10 Jahre) als zwingend notwendig erachtet.

2. Auswirkungen auf Böden und Erosion.

Alpine Standorte gelten wegen der lückigeren Vegetation und des ausgeprägteren Reliefs als anfälliger für Bodenerosion und -verdichtung als tiefer gelegene Gebiete.

• Erosionsschäden: Die Randbereiche der Solarmodule unterliegen stärkeren Regeneinflüssen (Abtropfbereich). Dies kann bei Starkniederschlägen, besonders in Hanglagen, zu Bodenerosion führen. Solche fokussierten Wasserabflüsse könnten erhebliche Erosionsschäden bewirken, insbesondere wenn noch keine geschlossene Vegetationsdecke vorhanden ist.
• Bodenverdichtung durch Bau: An steilen Hanglagen (über 20 Grad Neigung) kann der initiale Bau (z.B. der Einsatz von Raupenfahrzeugen oder Schreitbaggern) zu Verdichtung und Schäden an Vegetation und Boden führen. Auch Bodenumlagerungen und -vermischungen durch Kabelgräben können die Bodenstruktur zerstören.

3. Langfristige Vegetations- und Mikroklimaveränderungen.

Der Schattenwurf der Solarmodule führt zu dauerhaften mikroklimatischen Veränderungen, die sich negativ auf spezialisierte alpine Flora und die damit verbundene Fauna auswirken können:

• Reduzierte Diversität unter Modulen: Flächen unterhalb der Module liegen überwiegend im Schatten, und Niederschlagswasser gelangt dort nur reduziert hin. Dadurch trocknen die Böden oberflächlich aus. Als Folge bildet sich dort regelmässig eine artenärmere Pflanzengemeinschaft.
• Verdrängung lichtliebender Arten: Die starke Reduzierung des einfallenden Sonnenlichtes unter den Panels macht diese Flächen für lichtliebende Pflanzenarten ungeeignet, was zu deren Verdrängung führt.
• Veränderung der Vegetationszeit: Die Beschattung kann dazu führen, dass der Schnee zwischen den PV-Modulen länger liegen bleibt und dadurch die Dauer der Vegetationszeit und die Artenzusammensetzung beeinflusst werden.
• Auswirkungen auf Fauna: Die veränderte Pflanzengemeinschaft hat unmittelbare Auswirkungen auf die Eignung der Flächen als Lebensraum für verschiedene Tierarten (z.B. Tagfalter, Käfer und Heuschrecken), die besonnte Bereiche und ein diverses Blühpflanzenangebot benötigen.

4. Fragmentierung und Toxizität.

Barrierewirkung: Die Umzäunung von Solarparks kann eine Barrierewirkung für Wildtiere (mittelgrosse und grosse Säugetiere) darstellen. Die Fragmentierung von Lebensräumen durch unterbrochene Migrationsrouten kann den Genfluss behindern und Populationen mittel- bis langfristig schädigen.

• Toxische Kontamination: Obwohl moderne Siliziummodule in der Schweiz als wenig problematisch gelten, ist die Auslaugung von Blei oder Cadmium möglich, wenn Module durch Hagel oder Brand beschädigt werden. Eine Kontamination durch Schadstoffe aus verzinkten Modulhalterungen und -tragkonstruktionen ist ebenfalls denkbar und erfordert Untersuchungen.

5. Risiko für spezialisierte alpine Arten.

Das grösste Konfliktpotenzial entsteht, wenn alpine Photovoltaik-Grossanlagen auf ökologisch sensiblen Flächen errichtet werden (würden), auf denen schützenswerte Lebensräume (wie Gebirgs-Magerrasen, Zwergstrauchheiden, Schneetälchen) oder Populationen von Arten der Roten Liste vorkommen:

• Verlust von Spezialisten: Standortgebundene Arten "stabiler" Lebensräume, die vor dem Bau vorhanden waren, drohen zu verschwinden, wenn Umsiedlungsbemühungen fehlschlagen.
• Schwieriger Ersatz: Der Ersatz von schützenswerten Lebensräumen oder geschützten Arten ist im alpinen Raum häufig schwierig, was den langfristigen Verlust wertvoller Biotope bedeuten kann.

Fazit.

Ein langfristiges Schadenspotenzial besteht in den Alpen insbesondere dann, wenn APG ohne ökologische und bodenkundliche Baubegleitung, ohne sorgfältige Standortwahl (Vermeidung sensibler Habitate) und ohne extensives Pflegemanagement errichtet und betrieben werden. Die Langslebigkeit der alpinen Ökosysteme verstärkt das Risiko, dass Eingriffe, insbesondere Bodenschäden und Habitatveränderungen, dauerhafte Folgen haben.

Welche technologischen und standortbezogenen Strategien maximieren alpine Solareffizienz und minimieren Umweltauswirkungen?

Die Maximierung der alpinen Solareffizienz bei gleichzeitiger Minimierung der Umweltauswirkungen erfordert eine Kombination aus spezifischen technologischen Entscheidungen, optimierter Anlagenplanung und strengen standortbezogenen Kriterien.

I. Strategien zur Maximierung der Solareffizienz.

Die hohe Effizienz alpiner Photovoltaik-Grossanlagen (APG) basiert auf den besonderen klimatischen Bedingungen in den Hochlagen:

1. Standortspezifische Vorteile (Ertrag).

Nebelfreie Lage: Solaranlagen oberhalb Temperaturen höher**.

Winterleistung: APG liefern im Winterhalbjahr (1. Oktober bis 31. März) rund dreimal mehr Strom pro Fläche als Anlagen im Flachland. Bei Modulneigungen ab 70° kann mehr als 50 % der Energie im Winterhalbjahr produziert werden. Der jährliche Ertrag einer alpinen PV-Anlage ist allgemein 1,5- bis 2-mal höher als bei Anlagen im Flachland.

II. Strategien zur Minimierung der Umweltauswirkungen.

Die Minimierung negativer Auswirkungen erfolgt durch sorgfältige Standortwahl, naturnahe Bauweise und extensives Management.

1. Standortwahl und -nutzung (Standortbezogen).

Vermeidung sensibler Gebiete: Ökologisch sensible Flächen müssen zwingend freigehalten werden. Solche Gebiete umfassen Moore und Moorlandschaften, Dachflächen, Gewerbegebiete oder bereits bestehende Infrastrukturen wie Lawinenverbauungen oder Staumauern.

• Naher Netzanschluss: Die Anlagen sollten nahe an bereits bestehenden Anschlussleitungen gebaut werden, um Eingriffe in die intakte Natur durch neue Erschliessungs- und Anschlussleitungen zu minimieren und Baukosten zu reduzieren.

2. Anlagenplanung und Design (Technologisch und Gestalterisch).

Reduzierte Flächenbelegung: Die versiegelte und modulbedeckte Fläche sollte nicht mehr als 40 Prozent der Grundfläche des Gesamtvorhabens betragen, um Synergien mit dem Naturschutz zu maximieren. Ein grosser Anteil nicht überstellter Flächen fördert einen ökologischen Mehrwert:

• Modulhöhe: Die Modulunterkante sollte mindestens 0,8 Meter über dem Boden sein, damit Streulicht in alle Bereiche unter den Modulen fallen kann.
• Modulabstände: Grosse zusammenhängende Schattenflächen sind zu vermeiden. Besonnte Streifen von 3 m und mehr zwischen den Modulreihen sind für viele Tiergruppen (z. B. Tagfalter, Reptilien und thermophile Vögel) besonders bestandsfördernd und erhöhen die Diversität.
• Wildtier-Passierbarkeit: Zäune (falls notwendig zum Schutz vor Vandalismus/Diebstahl) dürfen keine Barriere für Wildtiere darstellen.
• • Kleintierdurchlässe: Der Zaun sollte einen Bodenabstand von 15 bis 20 Zentimetern aufweisen.
  • Grosssäuger-Korridore: Für Grosssäuger (wie Rehe und Wildschweine) sind Querungsmöglichkeiten (Wildtierkorridore) von mehr als 50 Metern Breite mit ausreichend dichtem Gehölzbestand zu schaffen.
• Innovative und Rückbaubare Bauweise: Die Bauweise muss die empfindlichen alpinen Böden schonen.
• • Bevorzugt wird das direkte Einschrauben der Stützen in den Boden anstelle von Betonfundamenten, da dies den Boden schont und einen vollständigen Rückbau ermöglicht.
  • Konstruktionen, die wie das BKW-Modell einen Klappmechanismus zur Bewältigung von Schneelasten nutzen, benötigen weniger Fundationspunkte und grosse Stützenabstände (bis zu 7,5 Meter), was die Durchgängigkeit für Tiere verbessert und Eingriffe in sensible Böden minimiert.
• Erschliessungsplanung: Der Einsatz von temporären Transportseilbahnen für die Materialanlieferung ist dem Helikopter- oder Lastwagentransport vorzuziehen, um die Umweltbelastung während der Bauphase zu reduzieren.

3. Ökologisches Management (Betriebsphase).

Extensive Pflege: Die Grünlandpflege sollte extensiv durch ein standortangepasstes Mahd- oder Beweidungsmanagement (z. B. Solar Grazing mit Schafen) erfolgen:

• Abfuhr des Mähguts: Das Mähgut muss abtransportiert werden, um die Aushagerung der Flächen (Nährstoffreduktion) zu fördern. Dies ermöglicht die Entwicklung einer höheren Vielfalt an Pflanzenarten und damit des Nahrungsangebots für Insekten. Mulchen hingegen ist aus Naturschutzsicht nachteilig.
• Verzicht auf Schadstoffe: Auf den Einsatz von Pflanzenschutz-, Dünge- und Reinigungsmitteln sollte generell verzichtet werden.
• Biotopgestaltung: Ein standortspezifisches Zielartenkonzept ist notwendig, das standortangepasste Biotopelemente (z. B. Steinhaufen, Rohbodenstellen, Blühstreifen) schafft, um bestimmte Arten gezielt zu fördern.
• Agro-Photovoltaik (APV): Die Kombination mit traditioneller Alpwirtschaft (z. B. Beweidung) ermöglicht es, Hitzestress bei Nutztieren zu lindern. Der Schattenwurf hält Südhänge feucht und reduziert die Bodenverdunstung, was längere Wachstumsphasen und erhöhte Biodiversität begünstigt.

4. Schutz vor Bau- und Betriebsrisiken.

• Mikroklima und Wasser: Ein Niederschlagsmanagement (z. B. Abtropfstreifen) ist notwendig, um eine homogene Wasserverteilung zu gewährleisten und Bodenerosion durch fokussierten Abfluss zu verhindern, was bei den lückigeren alpinen Böden wichtig ist.
• Baubegleitung: Eine ökologische und bodenkundliche Baubegleitung wird empfohlen, um die Beeinträchtigungen von Umwelt und Natur zu minimieren und Schäden an empfindlicher Vegetation und Böden zu verhindern.
• Reflexionsminimierung: Blendwirkungen und Reflexionen, die Wasservögel oder polarotaktische Insekten anlocken könnten, müssen im Rahmen der Umweltverträglichkeitsprüfung (UVB) aufgezeigt und, wo nötig, durch entsprechende Beschichtungen oder Vermeidung von Standorten in Gewässernähe minimiert werden.

5. Monitoring und Forschung.

Da derzeit keine Studien zu den Umweltauswirkungen alpiner PV-Grossanlagen vorliegen und die Erkenntnisse aus tieferen Lagen nur bedingt übertragbar sind, ist eine wissenschaftliche Projektbegleitung über einen längeren Zeitraum (z. B. 6 bis 10 Jahre) entscheidend:

• BACI-Design: Das optimale Vorgehen ist das BACI-Design (Before-After-Control-Impact), um festzustellen, ob Veränderungen tatsächlich auf die Solaranlage zurückzuführen sind.
• Indikatoren: Das Monitoring sollte sich auf Indikatorgruppen wie Vegetation (Gefässpflanzen, Moose), Wirbellosenfauna (Tagfalter, Heuschrecken, Laufkäfer) und Wildtiere (Vögel, Raumnutzung) konzentrieren, da diese schnell auf Umweltveränderungen reagieren.

Disclaimer / Abgrenzung

Stromzeit.ch übernimmt keine Garantie und Haftung für die Richtigkeit und Vollständigkeit der in diesem Bericht enthaltenen Texte, Massangaben und Aussagen.

Quellenverzeichnis (Oktober 2025):

https://www.syntopia-alpina.ch/beitraege/solarkraftwerke-sichtbar-machen-alpine-agrivoltaik-und-tourivoltaik

https://www.strom.ch/de/perspective/alpen-solaranlagen-zahlen-ihre-umweltbelastung-wenigen-jahren-zurueck

https://www.solalpine.ch/de/alpine-photovoltaik

https://ethz.ch/de/news-und-veranstaltungen/eth-news/news/2024/05/blog-klimaschutz-biodiversitaet-und-energieversorgung-gmeinsam-denken.html

https://www.bfn.de/projektsteckbriefe/sun-divers-mehr-biodiversitaet-solarparks-umsetzen

https://www.vogelwarte.ch/de/projekte/vogel-und-alpine-solaranlagen/

https://kbnl.ch/2024/01/30/wie-veraendern-alpine-solarparks-die-vegetation-den-boden-und-das-oekosystem/

https://naturschutz.ch/hintergrund/wissen/koennen-solaranlagen-biodiversitaet-foerdern/188382

https://www.bfn.de/haeufig-gefragt-solarparks-und-biodiversitaet

https://www.handelszeitung.ch/innovative-losung-fur-alpine-solaranlagen

https://pubdb.bfe.admin.ch/de/publication/download/10746

https://www.solalpine.ch/medien/2024-02-07-nzz.pdf

https://digitalcollection.zhaw.ch/server/api/core/bitstreams/a16ff69c-c85f-404c-a423-604bdf1a2e14/content

https://www.alpenforce.com/sites/default/files/2023-01/Brunner_Biodiversitaet.pdf

https://www.weu.be.ch/content/dam/weu/dokumente/aue/de/alpine-solaranlagen/Merkblatt_Alpine_PV_Grossanlagen.pdf