Ein riesiger Solarpark in einer Hochwüste Chinas hat offenbar nicht nur Strom geliefert, sondern auch den Boden verändert. Unter und zwischen den Modulen enthält der Wüstenboden mehr als doppelt so viel Kohlenstoff wie auf unberührten Flächen in der Nähe. Am stärksten ist der Effekt unter Modulen, die der Sonne folgen. Ob dadurch dauerhaft zusätzliches CO2 aus der Luft gebunden wird, zeigt die Studie an einem einzigen Standort allerdings noch nicht.
Wüsten gelten als ideale Orte für große Solarparks. Dort scheint die Sonne fast immer, und die Anlagen nehmen kein Ackerland in Anspruch. Doch die kilometerlangen Modulreihen verändern das empfindliche Ökosystem darunter. Sie werfen Schatten und verändern, wo Regen- und Schmelzwasser auf den Boden trifft und wie warm und feucht der Untergrund bleibt. Ob ein Solarpark einen Wüstenboden dadurch eher auslaugt oder ihn fruchtbarer macht, ist umstritten und kaum untersucht. Für das Klima ist die Frage wichtig, denn Wüsten und Trockengebiete bedecken einen großen Teil der Landfläche der Erde und speichern in ihren Böden erhebliche Mengen Kohlenstoff.
Ein Team um den Umweltingenieur Wei Wu von der Xi’an University of Technology hat diese Frage nun an einem der größten Solarparks der Welt untersucht. Die Ergebnisse sind im Fachjournal Environmental Technology & Innovation erschienen. An der Arbeit war auch ein Innovationszentrum des staatlichen chinesischen Energiekonzerns State Power Investment Corporation in der Provinz Qinghai beteiligt.
Der Solarpark Talatan liegt am nordöstlichen Rand des Hochlands von Tibet in der Provinz Qinghai. Auf einer Fläche von 67 Quadratkilometern stehen dort Solarmodule mit einer Leistung von einem Gigawatt, im Mittel auf 2.910 Metern Höhe. Die Gegend ist trocken, sandig und im Winter bitterkalt. Für die Forscher bot der Park eine besondere Gelegenheit, denn auf seinem Gelände sind drei verschiedene Bauweisen vertreten: fest montierte Module mit starrem Neigungswinkel, teilweise nachgeführte Module und Module, die der Sonne über den Tag hinweg folgen. Damit ließ sich prüfen, ob die Bauart eine Rolle spielt.
Das Team nahm in den Jahren 2023 und 2024 Bodenproben, jeweils im März, im August und im Dezember. So erfassten die Forscher die Zeit des Tauens und Wiedergefrierens, die frostfreie Zeit und die Frostperiode. Für jede Bauweise wählten sie drei zufällige Messpunkte und legten dort jeweils ein Quadrat von einem mal einem Meter direkt unter den Modulen an, ein weiteres an der Tropfkante, wo das Wasser von der Moduloberfläche auf den Boden läuft, und ein drittes im Gang zwischen den Reihen. Die Proben stammen aus drei Tiefen bis 40 Zentimeter. Zum Vergleich dienten zwei unberührte Wüstenflächen in der Nähe.
Das Ergebnis ist deutlich. Im Solarpark lag der Gesamtgehalt an Kohlenstoff im Boden um 125,89 Prozent über dem der unberührten Vergleichsflächen, also bei mehr als dem Doppelten. Erfasst wurden dabei zwei Formen. Organischer Kohlenstoff steckt in Wurzeln, Pflanzenresten und Humus, er hält Wasser und Nährstoffe im Boden und fördert so das Pflanzenwachstum. Anorganischer Kohlenstoff ist vor allem in Carbonatmineralen wie Kalk gebunden und bildet in Trockengebieten einen besonders großen Vorrat. „Die Ergebnisse zeigen, dass der Bau des Solarparks das Kohlenstoffspeicherpotenzial der Wüstenböden deutlich erhöht hat“, schreiben die Forscher.
Besonders viel Kohlenstoff fanden sie direkt unter den Modulen. Dieser Effekt war unter den nachgeführten Modulen am stärksten, unter den teilweise nachgeführten schwächer und unter den starren Gestellen am geringsten. Mit zunehmender Tiefe nahm der Gesamtkohlenstoff ab. Der organische Anteil ging dabei deutlich zurück, während der anorganische Anteil mit der Tiefe sogar leicht zunahm.
Um herauszufinden, woran das liegt, maßen die Forscher vor Ort Feuchtigkeit, Temperatur und Säuregrad des Bodens und bestimmten im Labor Nährstoffe und Korngrößen. Mit Verfahren des maschinellen Lernens und statistischen Modellen prüften sie, welche Faktoren den Kohlenstoffgehalt am stärksten erklären. Drei Größen stachen heraus: der für Pflanzen verfügbare Stickstoff, die Bodenfeuchte und der Tonanteil. Sie wirken vor allem indirekt. Der Solarpark verändert also nicht direkt den Kohlenstoff, sondern die Bedingungen im Boden, die über seine Anreicherung entscheiden.
Dabei fanden die Forscher einen auffälligen Kipppunkt. Unterhalb eines bestimmten Kohlenstoffgehalts reagierte der Boden auf seine wichtigsten Einflussfaktoren anders als oberhalb dieser Schwelle. Nach Angaben des Teams schlägt die Rückkopplung dort von negativ in positiv um. Vereinfacht bedeutet das, dass ein Boden, der einmal genug Kohlenstoff angesammelt hat, unter günstigen Bedingungen womöglich leichter weiteren Kohlenstoff aufnimmt. Wie robust dieser Zusammenhang ist, müssen weitere Untersuchungen zeigen.
Auch die Jahreszeiten spielen eine Rolle. In der Frostperiode und in der Zeit des Tauens und Wiedergefrierens trug vor allem der anorganische Kohlenstoff zum Plus im Solarpark bei. In der frostfreien Zeit gewann dagegen der organische Kohlenstoff deutlich an Bedeutung, also jener Anteil, der aus Pflanzen und Bodenleben stammt. Das passt zu früheren Beobachtungen am selben Standort. Eine 2025 veröffentlichte Studie in Environmental Research Letters hatte für den Solarpark Talatan gezeigt, dass die Pflanzendecke unter den Modulen im Vergleich zu Flächen außerhalb des Parks um mehr als 130 Prozent dichter war und die oberirdische Pflanzenmasse pro Fläche mehr als dreimal so hoch lag. Wie Solarparks generell auf ihre Umgebung wirken, wird seit einigen Jahren intensiv erforscht, etwa mit Blick darauf, wie Solarparks ihre lokalen Ökosysteme beeinflussen.
Dass Wüstenböden aktiv am Kohlenstoffkreislauf teilnehmen, ist an sich nicht neu. Messungen haben gezeigt, dass Wüstenböden nachts Kohlendioxid aufnehmen und tagsüber wieder abgeben. Gerade der anorganische Kohlenstoff in Form von Carbonaten kann dabei eine Rolle spielen. Ein Solarpark, der Feuchtigkeit und Temperatur im Boden verschiebt, greift genau in diese Prozesse ein.
Für die Energiewende in Trockengebieten klingt das Ergebnis vielversprechend. Solarparks könnten demnach neben sauberem Strom einen zusätzlichen Nutzen für den Boden bringen, vor allem mit nachgeführten Modulen. Die Studie hat jedoch klare Grenzen. Sie beruht auf einem einzigen Standort mit besonderem Klima auf fast 3.000 Metern Höhe, und die Ergebnisse lassen sich nicht ohne Weiteres auf heiße Sandwüsten wie die Sahara übertragen. Pro Bauweise gab es nur drei Messpunkte, und der Vergleich beruht auf benachbarten unberührten Flächen, nicht auf Messungen vor und nach dem Bau. Ein Teil des Unterschieds könnte daher auch auf Bauarbeiten, Bodenbewegungen oder die Pflege der Anlage zurückgehen.
Vor allem ist ein höherer Kohlenstoffgehalt im Boden nicht dasselbe wie eine dauerhafte Entnahme von CO2 aus der Atmosphäre. Gerade anorganischer Kohlenstoff kann auch umgelagert werden, ohne dass zusätzliches Treibhausgas gebunden wird. Um den tatsächlichen Klimanutzen zu beziffern, wären Langzeitmessungen der Kohlenstoffvorräte und der CO2-Flüsse zwischen Boden, Pflanzen und Luft nötig. Die frühere Studie am selben Standort hatte zudem einen negativen Einfluss der Module auf die organische Bodensubstanz festgestellt, was zeigt, wie widersprüchlich die Datenlage noch ist. Da ein Mitautor aus dem Umfeld eines staatlichen Energiekonzerns stammt, sind unabhängige Messungen an weiteren Standorten besonders wichtig.
Die Autoren sehen in ihren Ergebnissen vor allem eine Grundlage, um den Ausbau der Photovoltaik und den Schutz der empfindlichen Wüstenökosysteme besser in Einklang zu bringen. Offen ist, ob sich der Effekt in anderen Wüsten, mit anderen Modulbauweisen und über viele Betriebsjahre hinweg bestätigt. Wie wichtig das Thema für China ist, zeigen auch die Pläne für immer neue gigantische Solarparks in China, die zunehmend in Trockengebieten entstehen.
Environmental Technology & Innovation, Threshold effects and driving mechanisms of desert photovoltaic power stations on soil carbon pools; doi:10.1016/j.eti.2026.105135
Environmental Research Letters, Quantitative analyses of multidimensional ecological impacts of Talatan photovoltaic power plant on desert ecosystems in Northwestern China; doi:10.1088/1748-9326/adf7c1
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