Schon seit langem ist die Photovoltaik – neben der Windkraft – bei weitem die günstigste Form der Stromerzeugung. Konventionelle Kraftwerke können da nicht mehr mithalten. Bestenfalls mit Erdgas betriebene Gas- und Dampfkraftwerke (GuD) können es bei den Stromgestehungskosten noch mit kleinen solaren Dachanlagen aufnehmen. Alle anderen konventionellen Erzeugungsanlagen sind teurer.
Lange galt der Speicher integriert in eine Solaranlage noch als Kostentreiber bei den Stromgestehungskosten. Das hat sich aufgrund der Preissenkungen sowohl für den Solarstrom als auch der Speichersystem inzwischen geändert. Jetzt habe auch Photovoltaik-Speicher-Kombinationen die konventionellen Kraftwerke hinter sich gelassen. Das ist das Ergebnis der aktuellen Auflage der Studie des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme (ISE) zu den Stromerzeugungskosten verschiedener Kraftwerke.
Große Bandbreite bei den Kosten
Daraus geht hervor, dass die Gestehungskosten für Strom, der in Solarbatterien zwischengelagert wird, zwischen sechs und 22,5 Cent pro Kilowattstunden liegen. Die große Bandbreite ergebe sich aus den durchaus hohen Kostenunterschieden für die Batteriesysteme. Die Kunden bezahlen derzeit zwischen 400 Euro pro Kilowattstunde Speichervolumen für sehr große Speicher und 1.000 Euro pro Kilowattstunde für kleine Batteriesysteme.
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Dazu komme noch die Kostenunterschiede für den Solarstrom. Dieser ist aus großen Kraftwerken preiswerter als aus einer kleinen Dachanlage. Auch die verwendeten Komponenten und die Sonneneinstrahlung am Anlagenstandort spielen hier noch eine Rolle. „Unsere Berechnungen zeigen, dass die in Deutschland gerade anlaufenden Großprojekte mit einer Kombination aus PV-Freiflächenanlage, Windpark und stationären Batteriespeichern gute Investitionen sind“, erklärt Christoph Kost, Abteilungsleiter für Energiesystemanalyse am Fraunhofer ISE und Hauptautor der Studie. „Durch die Kombination können hier beispielsweise Netzkapazitäten besser ausgenutzt werden.“
Zwei bis vier Cent mehr durch Speicher
Tatsächlich liegen die Stromgestehungskosten bei Solarparks zwischen vier und etwa sieben Cent pro Kilowattstunde. Wenn der Sonnenstrom noch durch einen Speicher fließt, steigen die Gestehungskosten auf etwa sechs bis elf Cent pro Kilowattstunde. Das Analyseteam vom Fraunhofer ISE hat hierbei ein Verhältnis von Photovoltaikleistung und Speichervolumen von 3:2 vorausgesetzt. Das heißt, eine drei Megawatt große Solaranlage wird mit einem Speicher mit einer Kapazität von zwei Megawattstunden kombiniert.
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Neun Cent für Dachanlage mit Speicher sind möglich
Damit liegen diese Kosten unter denen aller konventioneller Kraftwerke – mit Ausnahme der mit Erdgaskraftwerke, die ebenfalls solche Stromgestehungskosten erreichen können. Bei Dachanlagen und einem Verhältnis von Solarleistung und Speichervolumen von 1:1 liegen die Stromgestehungskosten für die Photovoltaik-Speicher-Kombination zwischen etwa neun und 22,5 Cent pro Kilowattstunde. Dabei ist klar: Je kleiner die Anlage ist, desto höher sind die Kosten.
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Ohne Speicher immer noch preiswerter
Ohne Speicher liegen die Solarstromgestehungskosten zwischen knapp sechs und zwölf Cent pro Kilowattstunde für große Dachanlagen und etwa sieben bis 14 Cent pro Kilowattstunde für kleine Anlagen auf Einfamilienhäusern. Doch selbst mit diesen Kosten kann keines der konventionellen Kraftwerke mithalten – auch hier mit Ausnahme der Erdgaskraftwerke. Bestenfalls sehr alte Atomkraftwerke produzieren den Strom preiswerter als sehr kleine und teure Solaranlagen.
Zwischen drei und zehn Cent Kosten im Jahr 2045
Die Analysten des Fraunhofer ISE haben sich zusätzlich noch die Kostenentwicklung bis 2045 angeschaut. Hier wird deutlich, dass die Stromgestehungskosten für die Photovoltaik und die Speicher weiter sinken werden, während die Erdgaskraftwerke in Zukunft immer teurer produzieren.
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Nach den Berechnungen liegen im Jahr 2045 die Stromgestehungskosten bei kleinen solaren Dachanlagen zwischen 4,9 und 10,4 Cent pro Kilowattstunde. Für Freiflächenanlagen sinken sie weiter auf 3,1 und fünf Cent pro Kilowattstunde. „Selbst kleine Batteriesysteme könnten dann Stromgestehungskosten zwischen sieben und 19 Cent pro Kilowattstunde erreichen, vorausgesetzt die Preise für Batteriespeicher sinken auf die angenommenen 180 bis 700 Euro pro Kilowattstunde“, sagt Verena Fluri vom Fraunhofer ISE und Mitautorin der Studie.
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Windkraft wird preiswerter
Auch die Gestehungskosten für Windstrom werden weiter sinken. So werden die im Jahr 2045 neu installierten Windkraftwerke an Land den Strom zu Kosten zwischen 3,7 bis 7,9 Cent pro Kilowattstunde produzieren. Derzeit liegen die Gestehungskosten noch bei etwa vier bis neun Cent pro Kilowattstunde. Etwas kostenintesiver ist die Offshore-Windkraft, die es jetzt mit neuen Anlagen auf 5,5 bis knapp über zehn Cent pro Kilowattstunde bringt. Doch auch hier erwarten die Analysten des Fraunhofer ISE ein starkes Kostenreduktionspotenzial. Die Preisverbesserungen für Windenergie erwartet das Forschungsteam hauptsächlich dank höherer Volllaststundenzahl und größerer Anlagen.
Ein integrierter Ansatz für optimale Nutzung
Biogas und Biomasse sind teurer
Um die unstete und wetterabhängige Produktion abzufedern, sind Speicher immer gefragter. Viele neue Anlagen – vor allem im Bereich Photovoltaik – werden inzwischen mit Batterien kombiniert. Doch es werden auch saisonale Speichermöglichkeiten gebraucht. Hier bietet sich unter anderem Biomasse und Biogas – letzteres genutzt in Gaskraftwerken – an. Dies können als regelbare Kraftwerke zumindest ein Teil des benötigten flexiblen Backups stellen.
Dies allerdings zu weit höheren Kosten als die Photovoltaik und die Windkraft es können. So kostet der Strom aus Biogaskraftwerken derzeit zwischen 20,2 und 32,5 Cent pro Kilowattstunde. Die feste Biomasse produziert den Strom mit 11,5 bis 23,5 Cent pro Kilowattstunde zwar deutlich preiswerter, allerdings noch deutlich über den Kosten, die für Solarstrom aus großen Anlagen oder Windstrom anfallen.
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Wasserstoffpreise treiben die Stromkosten
Als zweite Technologie ist gerade Wasserstoff im Gespräch. Doch hier wird es mit den Kosten für die flexible Stromproduktion nicht besser als mit Biomasse. Denn die Analysten gehen davon aus, dass ein im Jahr 2030 gebautes wasserstoffbetriebenes Gas- und Dampfturbinenkraftwerk den Strom für 23,6 bis 43,3 Cent pro Kilowattstunde produziert. Dafür aber im hochflexiblen Betrieb. Die Analysten führen die deutlich höheren Kosten für die flexiblen Technologien vor allem auf die CO2-Kosten und die Beschaffung von Wasserstoff zurück. „Wir benötigen sie aber als wichtige Ergänzung. Allerdings wird ihr Betrieb auf das Nötigste beschränkt sein“, sagt Paul Müller, der am Fraunhofer ISE für diesen Teil der Studie verantwortlich war. Er hält dabei 1.000 bis 2.000 Betriebsstunden im Jahr 2045 für realistisch. (su)
