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Solarparks verwandeln Wüste in einen CO₂-Speicher
Solarparks erzeugen nicht nur Strom, sondern verändern auch das empfindliche Ökosystem darunter. An einem großen Solarpark in China fanden Forscher mehr als doppelt so viel Kohlenstoff im Boden wie auf unbebauten Vergleichsflächen. Der Befund deutet auf ein zusätzliches Speicherpotenzial hin, beweist aber noch keine dauerhafte Entnahme von CO₂ aus der Atmosphäre.
Xi’an (China). Große Photovoltaikparks entstehen häufig auf trockenen Flächen, wo sie Strom gewinnen können, ohne Ackerland zu beanspruchen. Solarmodule verschatten den Untergrund und verändern, wie sich Wärme und Feuchtigkeit im Boden verteilen. Ob sich dadurch auch die Menge des gespeicherten Kohlenstoffs verändert, war bislang nur unzureichend geklärt.
Dabei unterscheiden Forscher zwei Kohlenstoffformen. Organischer Kohlenstoff steckt beispielsweise in Pflanzenresten und Humus, anorganischer Kohlenstoff unter anderem in Carbonatmineralen. Beide Formen lassen sich im Boden messen, doch ein höherer Gehalt beweist nicht automatisch, dass dauerhaft mehr CO₂ aus der Luft gebunden wurde.
Forscher der Xi’an University of Technology (XUT) um Dr. Wei Wu haben nun untersucht, wie sich unterschiedliche Solaranlagen auf den Kohlenstoffgehalt von Wüstenböden auswirken. Dazu verglich das Team Proben aus dem Solarpark Talatan am nordöstlichen Rand des Qinghai-Tibet-Plateaus mit Bodenproben von zwei unbebauten Kontrollflächen.
Die Bodenproben wurden 2023 und 2024 unter verschiedenen jahreszeitlichen Bedingungen genommen. Das Team untersuchte fest montierte, teilweise nachgeführte und dem Sonnenstand folgende Modulträger. Dabei verglichen die Wissenschaftler Bodenstellen unter den Modulen, an den Tropfkanten und zwischen den Modulreihen sowie verschiedene Bodentiefen bis zu 40 Zentimetern.
Im Solarpark war der gemessene Gesamtkohlenstoffgehalt des Bodens um 125,89 Prozent höher als auf den natürlichen Vergleichsflächen. Erfasst wurden dabei organisch und anorganisch gebundene Kohlenstoffanteile. Die Zahl beschreibt einen Unterschied zwischen den untersuchten Böden und ist keine direkte Messung, wie viel zusätzliches CO₂ die Fläche aus der Atmosphäre aufnimmt.
Besonders ausgeprägt war die Kohlenstoffanreicherung unter Modulen, die dem Sonnenstand folgen. Bei teilweise nachgeführten Anlagen fiel sie geringer aus und bei festen Gestellen am schwächsten. Mit zunehmender Bodentiefe sank der gesamte Kohlenstoffgehalt, wobei der organische Anteil stärker zurückging als der anorganische.
Die Unterschiede lassen sich laut der Studie nicht allein durch die Verschattung erklären. Solarmodule verändern auch die räumliche und jahreszeitliche Verteilung von Wärme und Feuchtigkeit im Boden. In den statistischen Analysen erwiesen sich vor allem verfügbarer Stickstoff, Bodenwasser und der Tonanteil als wichtige Einflussgrößen für die Kohlenstoffverteilung.
Während der Frost- und Frostwechselperioden beobachteten die Forscher vor allem eine stärkere Anreicherung anorganischen Kohlenstoffs. In der frostfreien Zeit nahm dagegen die Bedeutung des organischen Kohlenstoffs für die positiven Unterschiede zu. Das zeigt, dass die Prozesse unter den Solarmodulen je nach Jahreszeit unterschiedlich verlaufen.
Zudem fanden die Wissenschaftler Hinweise auf Schwellenwerte. Oberhalb bestimmter Kohlenstoffgehalte veränderte sich die statistische Beziehung zwischen dem Gesamtkohlenstoff und seinen wichtigsten Umweltfaktoren. Der Einfluss von Feuchtigkeit, verfügbaren Nährstoffen und Bodenbeschaffenheit scheint daher nicht unter allen Bedingungen gleich zu sein.