Stromgestehungskosten (LCOE) von erneuerbaren Energien

Was kostet eigentlich die Erzeugung von Strom, wenn alle Faktoren mit einberechnet sind? Aufschluss über diese Frage geben die sogenannten Stromgestehungskosten, die in ganz Deutschland und weltweit eine wichtige Information im Zusammenhang mit der Stromproduktion darstellen. Sie zeichnen sich durch verschiedene Vorteile aus. Doch auch ein Nachteil hat sich herausgebildet. Welcher das ist, wie sich die Stromgestehungskosten über die Zeit entwickeln und was Sie sonst noch zu dem weitreichenden Thema wissen müssen, erfahren Sie in diesem Artikel.

Definition: Was sind Stromgestehungskosten?

Der Begriff Stromgestehungskosten beschreibt die Kosten, die anfallen, um die Energieumwandlung von einer bestimmten Energieform in elektrischen Strom zu ermöglichen. Dies betrifft in erster Linie die Gewinnung von erneuerbaren Energien wie der Sonnen- oder der Windenergie. Besonders interessant sind die ermittelten Daten für die Politik, aber auch für private und industrielle Betreiber von Photovoltaik- oder Windkraftanlagen.

Die internationale Bezeichnung für Stromgestehungskosten lautet Levelized Cost of Electricity. Die entsprechende Abkürzung LCOE ist eine geläufige Bezeichnung und findet häufig Verwendung, auch in diesem Artikel. Stromgestehungskosten und Stromerzeugungskosten sind übrigens dasselbe. Die Begriffe lassen sich synonym benutzen.

Welchen Nutzen bietet die Ermittlung der Stromgestehungskosten?

Die ermittelten Werte dienen vor allem dem Vergleich der Kosten bei der Produktion von Strom, zum Beispiel aus erneuerbaren Energien. Wer die Kosten analysiert und vergleicht, findet schnell die günstigste Art der Stromerzeugung. Außerdem ist auch der Vergleich der Werte mit den Kosten aus der Verbrennung konventioneller Rohstoffe wie fossiler Energien und Atomkraft möglich. Dadurch lässt sich abschätzen, ob sich die Energiewende in verschiedenen Bereichen auch in Kostenfragen lohnt.

Berechnung von Stromgestehungskosten

Alle anfallenden und laufenden Kosten werden zu einer Gesamtsumme addiert. Dabei spielen verschiedene Faktoren wie die Laufzeit eine wichtige Rolle. Doch damit ist die Berechnung noch nicht abgeschlossen, da der Wert in Dollar oder Euro pro Kilo- oder Megawattstunde dargestellt wird. Es folgt als letzter Schritt der Berechnung die Teilung der Summe durch den Ertrag an Strom.

Stromgestehungskosten und ihre Einflussfaktoren

Unter anderem fügen sich die folgenden Kosten zu den Stromgestehungskosten zusammen:

• Kapital- und Investitionskosten: umfassen Zinskosten bei Fremdkapital und Verlust von Zinserträgen bei Eigenkapital
• Anschaffungs- und Installationskosten: alle Kosten für Komponenten, Bauteile, Module und für die Installation
• Betriebs- und Personalkosten: alle Kosten für die Wartung, Reparaturen und Kontroll- sowie Reinigungsarbeiten
• ggfs. Brennstoffkosten: Kosten für die Beschaffung von fossilen Energieträgern oder Brennstäben, falls es sich nicht um erneuerbare Energien handelt

Es besteht ein großes Potential, die Stromgestehungskosten zu senken. Teilweise geschieht das ohne gezielte Maßnahmen, sondern aufgrund der Marktgegebenheiten. Je mehr Anbieter ein Produkt anbieten, desto höher der Druck durch den Wettbewerb. Als Folge kommt es zu rasch sinkenden Stromgestehungskosten.

In Sachen Photovoltaik-Anlagen sorgen vor allem Hersteller aus China für eine hohe Konkurrenz. Ihre Module sind in der Regel deutlich günstiger, aber weniger hochwertig als deutsche Produkte. Dadurch beherrschten sie in der Vergangenheit schnell den Markt und sorgten dafür, dass auch deutsche Hersteller ihre Preise anpassen mussten.

Daneben unterstützt der Staat Stromproduzenten mit der sogenannten Einspeisevergütung. Diese soll die Integration auf dem Markt erleichtern, wenn die Konkurrenz sehr groß, stark und aggressiv ist. Durch ihren degressiven Charakter sinkt die Höhe der Einspeisevergütung jedoch schrittweise. Das zwingt die Produzenten dazu, die Produktion unter effizienteren und kostengünstigeren Bedingungen durchzuführen, was die Höhe der Stromgestehungskosten weiter reduziert.

Auch der Standort der Anlage entscheidet über die konkrete Höhe der Stromgestehungskosten. Offshore-Windanlagen, die sich im Meer befinden, führen bisher noch zu vergleichsweise hohen Stromgestehungskosten. Einer der Gründe dafür ist, dass die zugrundeliegende Technologie noch recht jung ist und gänzlich andere technische Anforderungen besitzt. Vor allem der sandige Boden und das salzige Meerwasser stellt die Windindustrie vor Probleme.
Erfahrungsgemäß sinken die Kosten für neue Technologien aber mit der Zeit, weil davon auszugehen ist, dass sie mit zunehmender Entwicklung effizienter und leistungsfähiger werden. Im Fall von Offshore-Anlagen könnte dies zum Beispiel durch verbesserte Generatoren oder einfachere Installationen gelingen. Tatsächlich gehen nahezu alle Experten davon aus, dass die Stromgestehungskosten für Offshore-Anlagen noch deutlich sinken.

Vergleich der LCOE: Photovoltaik und andere Energietechnologien

Die Stromgestehungskosten im PV-Bereich sind in der Vergangenheit stark gesunken. So kostete eine Kilowattstunde im Jahr 2007 noch rund 50 Eurocent. Im Jahr 2011 lag der Wert nur noch bei rund der Hälfte und entsprach damit bereits den Kosten für gewöhnlichen Haushaltsstrom. Die Kosten sind bis heute noch weiter gesunken und dieser Trend wird sich voraussichtlich weiter fortsetzen. So sind inzwischen Werte von unter vier Eurocent pro Kilowattstunde möglich.

Auch im Bereich Windkraft sind die Stromgestehungskosten inzwischen recht niedrig, wobei man zwischen Onshore- und Offshore-Anlagen unterscheiden muss. Während die Kilowattstunde Strom aus Onshore-Windparks mit 3,99 bis 8,23 Eurocent im Jahr 2018 fast genauso günstig wie aus Solarstrom ist, erweist sich der Strom aus Offshore-Windkraftanlagen mit 7,49 bis 13,79 Eurocent pro Kilowattstunde deutlich teurer.

Gründe gegen den Windkraftausbau in Deutschland

In Deutschland ist für die Erzeugung von Strom im Bereich der erneuerbaren Energien vor allem Sonnen- und Windenergie wichtig. Aus Bioenergie kommt zwar etwa genausoviel Strom, wie aus der Photovoltaik, allerdings gibt es hier kein nennenswertes Ausbaupotenzial ohne ökologische Bedenken.. Sonnen- und Windenergie stehen also in Konkurrenz. Im Bereich der Stromgestehungskosten unterscheiden sich die Energiearten kaum voneinander. Windenergie ist nur geringfügig teurer, sofern sie aus Onshore-Anlagen stammt. Auch Offshore-Windkraft wird Prognosen zufolge bald viel günstiger.

Es gibt dennoch viele Gründe, die gegen einen weiteren Windkraftausbau in Deutschland sprechen. Windkraft ist zum Beispiel nicht immer gleichbleibend stark. Während an vielen Tagen perfekte Bedingungen für Windkraftanlagen herrschen, gibt es auch windstille oder stürmische Tage, an denen die Anlagen still stehen müssen und keinen Strom produzieren können. Dies ist einer der größten Nachteile im Vergleich zu konventionellen Stromquellen wie Atomkraft, die immer Energie liefern.

Problematisch ist auch das notwendige Stromnetz: Während vor allem der produktive Süden des Landes große Mengen Strom benötigt, befinden sich die Windanlagen vor allem im Norden Deutschlands. Das liegt zum einen daran, dass es in Norddeutschland zahlreiche ebene und windreiche Flächen gibt, die im Süden fehlen. Außerdem liegen Nord- und Ostsee mit den einzigen deutschen Offshore-Windparks in Norddeutschland.

Schwierig erweist sich der Transport des Stroms von Nord nach Süd, denn das funktioniert nur über die sogenannten Stromtrassen. Dabei gibt es große Bedenken durch die einheimische Bevölkerung. Die Trassen sind in der Nähe von Siedlungen nicht gern gesehen, weshalb sich sogar Bürgerinitiativen bilden, um den Trassenausbau zu verhindern. Auch unterirdische Leitungen sind nicht vorteilhaft, da diese mit größeren Kosten einhergehen.

Weitere Gründe betreffen die Schallemissionen und die Optik. Viele Menschen stören sich an den charakteristischen Geräuschen, die aber nur in unmittelbarer Nähe zu den Windrädern wahrnehmbar sind. Während manche Menschen Windräder als Symbol für den Schritt in eine klimafreundlichere Zukunft betrachten, gefällt einigen die spezielle Optik auch nicht – vor allem nicht in der sonst unberührten Natur mit weitem Blick wie am Meer oder in ebenen Landschaften.

Die Umwelt profitiert zudem nicht in jeder Hinsicht von der Windkraft als Alternative zu fossilen oder atomaren Energiequellen. Zwar stoßen Windräder keine Emissionen aus und hinterlassen auch keine extrem umweltgefährlichen Abfälle, doch können Wildvögel in großer Zahl an den Rotoren verenden. Dennoch gibt es deutlich größere Todesgefahren für Vögel in Deutschland, zum Beispiel der Verkehr, der Pestizideinsatz in der Landwirtschaft und der Rückgang von Insekten als Nahrungsquelle.

Für den Bau ausreichender Mengen Windkraftanlagen ist zudem viel Platz erforderlich, der im dicht besiedelten Deutschland nicht in großen Mengen verfügbar ist. Für den Bau der Anlagen muss fast immer Natur abgetragen werden.

Trotz der vielen Gründe gegen die Windkraft spricht unter dem Strich mehr für den Ausbau als dagegen. Doch im Bereich der erneuerbaren Energien ist die Solarkraft eine Energiequelle, die im direkten Vergleich mit viel weniger Nachteilen zu tun hat, dafür aber einzigartige Vorteile mitbringt. So ist der Süden Deutschlands im Allgemeinen besser für den Ausbau mit Solaranlagen geeignet, da hier die Sonneneinstrahlung intensiver ist.

LCOE in Regionen mit hoher Sonneneinstrahlung

Für den Betrieb von Photovoltaik-Anlagen ist die Intensität und Dauer der Sonneneinstrahlung ein relevanter Faktor für die Berechnung der Stromgestehungskosten. Dabei gilt: Je intensiver und länger die Sonne auf die Module scheint, desto geringer sind die Gestehungskosten, da die Stromproduktion lukrativer ist.

Nach Angaben des Fraunhofer Instituts für solare Energiesysteme lagen die LCOE bei PV-Anlagen mit einer Leistung von 1450 bis 2000 kWh/(m²a) bei unter zwölf Cent pro Kilowattstunde. Ab einer Leistung von 2000 kWh/(m²a) sind jedoch bereits Stromgestehungskosten von 5,9 Cent pro Kilowattstunde möglich, wodurch sie den Kosten konventioneller Technologien entsprechen.

Parallel dazu entwickeln sich natürlich die Kosten bei Windkraftanlagen in windreichen und windarmen Regionen. Dabei bieten windreiche Regionen wie in Nordwestdeutschland das Potential zu niedrigeren Stromgestehungskosten als im windarmen Süden.

Nachteile der Stromgestehungskosten

Trotz ihrer hohen Aussagekraft eignen sich LCOE nicht dazu, die ökonomische Sinnhaftigkeit eines Windparks oder einer PV-Anlage vorherzusagen. Das größte Problem ist, dass die Berechnung keine zusätzlichen Interessen, zum Beispiel von Investoren, berücksichtigt. Es handelt sich um eine faktenbasierte Betrachtung auf mathematischer Basis ohne Einberechnung der Umsätze. Potentielle Investoren können trotz günstiger Stromgestehungskosten leicht abspringen, wenn sich das Projekt nicht lohnt.

Fazit

Stromgestehungskosten sind ein probates Mittel, um die Kosten bei der Produktion von Strom zu berechnen. Eine besonders große Rolle spielen sie im Bereich der erneuerbaren Energien. Die Werte eignen sich hervorragend, um zu vergleichen, wie teuer verschiedene Energiearten sind. Natürlich hat die Information auch Grenzen, so lassen sich Investoren nicht allein anhand der LCOE davon überzeugen, in ein Projekt aus dem Bereich Photovoltaik oder Windkraft zu investieren.

Die Entwicklung der Kosten ist für den Stromkonsumenten durchaus positiv zu bewerten. Mit zunehmendem Alter der Technologien und der Anlagen sinken die Preise – teilweise sogar rapide. Während noch junge Technologien, wie die der Offshore-Windparks in Norddeutschland vergleichsweise teuer sind, zeichnen sich bewährte Technologien wie die Photovoltaik durch zunehmend günstigere Kosten aus. Es ist damit zu rechnen, dass diese Kosten noch weiter sinken.

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