Photovoltaik in der Stadt- und Regionalplanung

Der Klimawandel und die Endlichkeit von Öl, Kohle, Gas und Uran bringen enorme Herausforderungen für die globale Energieversorgung mit sich. Zunehmend setzt sich daher die Erkenntnis durch, dass die Sonnenenergie von entscheidender Bedeutung für die Zukunft sein wird.
In Deutschland vollzieht sich der Ausbau der Solarstromerzeugung schneller als anderswo auf der Welt. Dies führt zu vielfältigen Fragestellungen hinsichtlich der für die Photovoltaikanlagen benötigten Flächen.
Samuel Hufnagel untersucht in dieser Studie primär die solaren Potenziale und Einsatzmöglichkeiten in städtischen Räumen. Hierbei werden von ihm die Rahmenbedingungen zur Nutzung der Solarenergie in Bezug zur Stadtplanung gesetzt. Zur Darstellung führt der Autor verschiedene Aspekte an: von der Entwicklung des Energiebedarfs über die Solarstromvergütung bis hin zu den Möglichkeiten der Bauleitplanung. Des Weiteren werden von ihm Methoden und Instrumente zur Analyse und zur Aktivierung solarer Potenziale ermittelt. Es entstehen Priorisierungen von Flächen einerseits und Maßnahmen zur Förderung und Inwertsetzung von Flächen andererseits. Zur Konkretisierung werden solare Potenzialflächen am Beispiel der Stadt Norderstedt dargestellt.

1;Inhaltsverzeichnis;5 2;1 Einleitung;8 3;2 Energieversorgung;12 3.1;2.1 Globale Energiesicherheit;12 3.2;2.2 Nationale Energiesituation;14 3.3;2.3 Erneuerbare Energien in Deutschland und in der EU;18 3.4;2.4 Solarenergie;20 4;3 Grundlagen der Photovoltaik;24 4.1;3.1 Technik und Investitionskosten;24 4.1.1;3.1.1 Zelltypen;25 4.1.2;3.1.2 Lichteinstrahlung;25 4.1.3;3.1.3 Ökologische Nachhaltigkeit;27 4.1.4;3.1.4 Kosten und Rendite;27 4.2;3.2 Einsatzgebiete und Referenzflächen;29 4.2.1;3.2.1 Dachflächen;32 4.2.2;3.2.2 Fassaden;37 4.2.3;3.2.3 Freiflächen;39 4.2.4;3.2.4 Weitere Einsatzmöglichkeiten;42 4.3;3.3 Technisches Potenzial;43 4.4;3.4 Interaktionen im System der Stromversorgung;45 4.4.1;3.4.1 Dezentralität;45 4.4.2;3.4.2 Versorgungssicherheit;46 4.4.3;3.4.3 Stromgestehungskosten;47 4.4.4;3.4.4 Regelenergie;49 4.4.5;3.4.5 Netzparität von Solarstrom;50 4.4.6;3.4.6 Intelligente Energieinfrastrukturen;52 4.5;3.5 Rentabilität und volkswirtschaftliche Effekte;54 5;4 Photovoltaik und Solarthermie im Vergleich;56 6;5 Rechtliche Rahmenbedingungen für die Photovoltaik;60 6.1;5.1 Klimaschutzgesetze auf Länderebene;60 6.2;5.2 Erneuerbare-Energien-Gesetz;61 6.2.1;5.2.1 Diskussion um die Kosten des EEG;62 6.2.2;5.2.2 Dynamische Komponente des EEG;63 6.2.3;5.2.3 Eigenverbrauch von Solarstrom;64 6.2.4;5.2.4 Ende der EEG-Vergütung;65 6.3;5.3 Raumordnung;66 6.4;5.4 Landesbauordnungen;66 6.5;5.5 Bauleitplanung;67 6.5.1;5.5.1 Flächennutzungspläne;68 6.5.2;5.5.2 Bebauungspläne;68 6.6;5.6 Städtebauliche und privatrechtliche Verträge;70 6.7;5.7 Kommunale Satzungen;71 7;6 Methoden und Instrumente zur Bestimmung von Potenzialflächen für die Solarenergie;72 7.1;6.1 Einfache und schnelle Bestimmungsmethode;72 7.2;6.2 Computergestütze solare Planung und Optimierung;73 7.3;6.3 Solare Rahmenpläne und Stadtraumtypen;73 7.4;6.4 Laserscannung von Geländeoberflächen;78 7.5;6.5 Zusammenfassung Methoden und Instrumente;81 7.5.1;6.5.1 Stadtraumtypen;81 7.5.2;6.5.2 Laserscannung von Geländeoberflächen
;82 8;7 Priorisierung von Einsatzgebieten;86 8.1;7.1 Solares Potenzial;87 8.2;7.2 Wirtschaftlichkeit;87 8.3;7.3 Nutzung von Synergieeffekten;88 8.3.1;7.3.1 Konversionsflächen;88 8.3.2;7.3.2 Verkehrswege und Verkehrsbauwerke;88 8.3.3;7.3.3 Verschattungsanlagen;90 9;8 Handlungsfelder im mittelbaren und unmittelbaren Bezug zur Stadtplanung;92 9.1;8.1 Kommunales Engagement;92 9.1.1;8.1.1 Solardachkataster für öffentliche Flächen;92 9.1.2;8.1.2 Klimaschutz auf Landesebene;93 9.1.3;8.1.3 Leasing von Photovoltaikanlagen;94 9.1.4;8.1.4 Öffentlichkeitsarbeit;94 9.1.5;8.1.5 Verantwortung von Stadtwerken;94 9.2;8.2 Zivilgesellschaftliche Initiativen;96 9.3;8.3 Wohnungs- und Immobilienunternehmen;98 9.4;8.4 Investoren und Solarwirtschaft;100 10;9 Konkretisierung solarer Potenziale am Beispiel der Stadt Norderstedt;102 10.1;9.1 Methodik und Rahmenbedingungen;103 10.2;9.2 Potenziale exemplarischer Gebäudetypologien;105 11;10 Handlungsempfehlungen undEntwicklungschancen;116 12;11 Zusammenfassung und Ausblick;118 13;12 Verzeichnisse;120 13.1;12.1 Abkürzungsverzeichnis;120 13.2;12.2 Literatur- und Linkverzeichnis;120 14;13 Anhang;142