Leo MattesNull-Grenzkosten GesellschaftPfadabhängigkeiten

Erneuerbare Energien im Kostenvergleich mit konventionellen Kraftwerken

Erneuerbare Energien Kostenvergleich

In diesem Beitrag geht es um einen Vergleich der Kosten der dezentralen Erneuerbaren Energien mit den konventionellen Kraftwerken in Deutschland. Dabei lege ich die Stromgestehungskosten zugrunde, welche das Fraunhoferinstitut für Erneuerbare Energiesysteme ISE in einer Studie 2018 errechnet hat. Im Beitrag über Photovoltaik hatte ich bereits gezeigt, dass die Kosten für diese Technologie exponentiell fallen.

Die Stromgestehungskosten (engl. LCOE = Levelized Costs of Electricity) ergeben sich aus den Kosten einer Anlage über die gesamte Lebensdauer und der erzeugten Energiemenge über die Nutzungsdauer. Diese Methode ermöglicht es unterschiedliche Kraftwerke und Erzeugungs- und Kostenstrukturen miteinander zu vergleichen. Dies beinhaltet demnach die Anschaffungskosten, die fixen und variablen Betriebskosten, die Standortbedingungen und die Finanzierungsbedingungen über die gesamte Lebensdauer.

Übersicht der verschiedenen Stromgestehungskosten

Stromgestehungskosten

Das Fraunhoferinstitut kommt zu der Erkenntnis, dass Photovoltaik und Wind-Onshore Anlagen bereits heute die günstigsten Möglichkeiten der Stromerzeugung sind. Die Daten aus der Abbildung [1] im Überblick:

Die Bandbreite der Kosten für die Erneuerbaren Energien sind bedingt durch die Anlagenpreise, die Sonneneinstrahlung, das Windangebot sowie die Zahl der Volllaststunden/Auslastung.

Aktuell erzielen PV-Anlagen je nach Anlagentyp und Globalstrahlung – sie liegt in Deutschland zwischen 950 und 1300 kWh/(m²a) – Stromgestehungskosten zwischen 3,71 und 11,54 Cent/kWh. Die Spanne zu den durchschnittlichen Endkundenstrompreisen von 30,43 Cent/kWh in 2019 (inklusive Mehrwertsteuer) steigt somit immer weiter an. [2]

Beim Onshore-Windstrom führten sinkende Anlagekosten und steigende Volllaststunden/Auslastung zu den niedrigen Gestehungskosten von 3,99 bis 8,23 Cent/kWh, was sie zur zweitgünstigsten Erzeugungstechnologie macht.

Trotz höherer Auslastung sind Offshore-Windenergieanlagen mit knapp 7,49 bis 13,79 Cent/kWh deutlich teurer, was an den höheren Installations-, Betriebs- und Finanzierungskosten liegt.

Die Bandbreite der Kosten für konventionelle Kraftwerke ist bedingt durch die große Variation der Volllaststunden/Auslastung. Da sich die Volllaststunden aus variablen Grenzkosten des Einzelkraftwerks ergeben, sind sie abhängig von der Prognose der Brennstoff- und CO2-Zertifikatspreise, der Entwicklung der erneuerbaren Stromeinspeisung und der Zusammensetzung des Kraftwerksparks.

2018 errichtete Braunkohlekraftwerke können Gestehungskosten von 4,59 bis 7,98 Cent/kWh erreichen. Es folgen große Steinkohlekraftwerke (6,27 bis 9,86 Cent/kWh) und Gas- und Dampfturbinen -Kraftwerke (7,78 bis 9,96 Cent/kWh). Gaskraftwerke sind mit 11,03 bis 21,94 Cent/kWh deutlich teurer.
Biogasanlagen liegen zwischen 10,14 und 14,74 Cent/kWh.

Wichtiger Hinweis

Die Stromgestehungskosten-Rechnung kann insgesamt aber nicht die Charakteristiken der einzelnen Technologien berücksichtigen. Die sind etwa Vorteile einer Speicherung, einer dezentralen Erzeugung oder die tageszeitabhängige Verfügbarkeit. Die mögliche Flexibilität einer Erzeugungstechnologie oder Wertigkeit des erzeugten Stroms etwa aufgrund von saisonalen oder tagesspezifischen Erzeugungen werden nicht betrachtet. Aufgrund der Fluktuation der Erneuerbaren Energien wird aber die Wertigkeit von Strom an Bedeutung gewinnen, d.h. die Verfügbarkeit zu Zeiten hohen Bedarfs, die Regelbarkeit der Anlagen oder die Übernahme von Systemdienstleistungen wie die Bereitstellung von Blindleistung oder Frequenz- und Spannungsstabilisierung.

Trend und Ausblick

Stromgestehungskosten Trend

Das Fraunhoferinsitut ISE hat unter Betrachtung der Lernkurven der verschiedenen Technologien auch eine Trendanalyse bis 2035 unternommen. Es ist deutlich in der Abbildung [1] zu erkennen, dass die Photovoltaik- und Windanlagen weitere Kostenvorteile gegenüber fossilen Kraftwerken erlangen werden. Dies hat die Auswirkung, dass die konventionellen Kraftwerke nicht mehr voll ausgelastet sind und die Volllaststunden demnach aufgrund eines höheren Anteils an Erneuerbaren Energien sinken. Dies wird die Kosten dieser Kraftwerke steigen lassen. Hinzu kommen etwa steigende Brennstoff- und/oder C02-Zertifikatpreise.

Der Projektleiter Christoph Kost zieht folgendes Fazit:

 „Neu errichtete Photovoltaik-Anlagen und Onshore-Windenergieanlagen an günstigen Standorten sind bereits heute günstiger als fossile Kraftwerke, und dieser Trend wird sich bis 2035 deutlich verstärken.“ – Dr. Christoph Kost, Fraunhofer ISE [3]

Wenn dir dieser Beitrag gefallen hat, dann abonniere gerne meinen Newsletter, damit du keinen weiteren Beitrag mehr verpasst.

In den ersten Beiträgen hatte ich zunächst eine Utopie für den maximalen Wohlstand hergeleitet und anschließend weitere Erläuterungen zur maximalen Produktivität gegeben. Weitere wichtige Artikel behandeln die Eigenschaften von Pfadabhängigkeiten, Eigenschaften von Technologiekurven und die Vision der Null-Grenzkosten Gesellschaft.

Mit besten Grüßen

Leo Mattes

Quellen:

[1] Fraunhofer Studie Stromgestehungskosten Erneuerbare Energien März 2018 pdf

[2] Durchschnittliche Endkundenstrompreise BDEW

[3] Presseinformation zur Fraunhofer Studie pdf