Stromgestehungskosten

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Deutsche Stromgestehungskosten für erneuerbare Energien und konventionelle Kraftwerke 2013.

Stromgestehungskosten (engl. Levelized Cost of Electricity bzw. abgekürzt LCOE) bezeichnen die Kosten, welche für die Energieumwandlung von einer anderen Energieform in elektrischen Strom notwendig sind. Sie werden in der Regel in Euro oder Dollar je Megawattstunde angegeben. Die Stromgestehungskosten ergeben sich aus den Kapitalkosten (inklusive der Finanzierungskosten von Fremdkapital), den fixen und den variablen Betriebskosten, den Brennstoffkosten sowie der angestrebten Kapitalverzinsung über den Betriebszeitraum.

Berechnung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Durchschnittliche Stromgestehungskosten werden nach der Kapitalwertmethode berechnet und ermöglichen einen Vergleich von Kraftwerken mit verschiedenen Erzeugungs- und Kostenstrukturen. Nicht geeignet ist die Methode dafür, die Wirtschaftlichkeit eines konkreten Kraftwerksprojektes zu berechnen; dies geht nur mit einer kompletten Finanzierungsrechnung inklusiver aller Einnahmen und Ausgaben.[1]

Berechnungsformel[2]:

Hierfür stehen:

für den Diskontierungsfaktor
Investmentt für die Investitionsausgaben im jeweiligen Jahr (Euro)
O+Mt für die Betriebs- und Wartungskosten im jeweiligen Jahr (Euro)
Fuelt für die Brennstoffkosten im gegebenen Jahr (Euro)
Carbont für die Kosten der Kohlenstoffdioxidemissionen im jeweiligen Jahr (Emissionsrechte) (Euro)
Decommissioningt für die Entsorgungskosten bzw. den Restwert im jeweiligen Jahr (Euro)
Electricityt für die produzierte Strommenge im jeweiligen Jahr in kWh

Stromgestehungskosten für neue Kraftwerke nach Kraftwerkstypen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Europa[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Es ist bei der folgenden Tabelle zu beachten, dass die Kosten für erneuerbare Energien, insbesondere Photovoltaik, sehr schnell sinken. Mit Stand 2017 sind die Kosten der Stromerzeugung aus Photovoltaik beispielsweise binnen 7 Jahren um fast 75 % gefallen.[3]

Weiterhin ist bei der folgenden Tabelle zu beachten, dass für eine Versorgung mit hohen Anteilen erneuerbaren Energien Energiespeicher zwingend erforderlich sind. Notwendig werden Speicher, wenn jährlich etwa 40 bis 60 % des Stromes von variablen erneuerbaren Energien stammt. Durch den Aufbau von Speichern erhöhen sich die Gestehungskosten von erneuerbaren Energien; bei einer Vollversorgung mit 100 % erneuerbaren Energien würden die Kosten der Energiespeicherung ca. 20-30 % der Stromgestehungskosten ausmachen.[4]

Stromgestehungskosten neuer Kraftwerke in Eurocent je Kilowattstunde
Energieträger Studie 2008[5] Publikation 2009[6] Publikation 2011[7] Studie 2012[8] diverse Einzeldaten (Stand 2012) Studie 2013[9] Studie 2015[10]
Kernenergie 2,7-4,4[11] 5,0[12] 6–10 7,0–9,0;[13] 7,0-10,0;[14] 10[15] 3,6-8,4
Braunkohle 2,4-3,4[11] 4,6–6,5[16] 4,5–10[17] 3,8–5,3 2,9-8,4
Steinkohle 3,0-3,8[11] 4,9–6,8[16] 4,5–10[17] 6,3–8,0 4,0-11,6
Erdgas (GuD) 4,1-4,4[11] 5,7–6,7[16] 4–7,5 8,9[15] 7,5–9,8 5,3-16,8
Wasser 10,2 2,2-10,8
Wind Onshore 9,6–14,4 9,3 5–13 6,5–8,1 6,35–11,1;[18] 11,3[15] 4,5–10,7 2,9-11,4
Wind Offshore 12,1–18,0 12–18 11,2–18,3 13,6–14,4[15] 11,9–19,4 6,7-16,9
Biomasse 9,6 12,1[15] 13,5–21,5 -
Photovoltaik Kleinanlage (DE) 52,0–62,0 13,7–20,3 9,8–14,2 -
Photovoltaik Großkraftwerk 52,0–62,0 32 10,7–16,7 10,0[19]; 17,6[15] 7,9–11,6 3,5-18,0

Im Vereinigten Königreich wird für ein neu zu bauendes Kernkraftwerk (2013, Fertigstellung 2023Vorlage:Zukunft/In 5 Jahren) eine Einspeisevergütung von 92,50 Pfund/MWh (umgerechnet 10 ct/kWh[20]) zuzüglich Inflationsausgleich mit einer Laufzeit von 35 Jahren. Das liegt unterhalb der Einspeisevergütung für große Photovoltaik- und Offshore-Windkraftanlagen und oberhalb von Onshore-Windkraftanlagen.[21][22]

In Deutschland brachten im Jahr 2017 durchgeführte Ausschreibungen starke Kostensenkungen. Bei einer Ausschreibung für Offshore-Windparks erhielten mehrere Anbieter Zuschläge für Projekte, bei denen sie komplett auf eine Bezuschussung durch öffentliche Förderungen verzichteten und die Projekte alleine über den Markt finanzieren wollen. Nur ein einzelner Offshore-Windpark erhielt einen Zuschlag für eine Fördersumme; diese lag bei 6 ct/kWh.[23] Bei einer Ausschreibung für Windpark-Projekte an Land wurde eine mittlere Vergütung von 5,71 ct/kWh erreicht[24], bei einer zweiten Ausschreibungsrunde von 4,29 ct/kWh.[25]

Vereinigte Staaten[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Geschätzte Stromgestehungskosten neu geplanter Kraftwerke mit Inbetriebnahme 2018 in US-Dollar/MWh (Stand 2013)[26]
Kraftwerkstyp Kapazitäts-
faktor
Gemittelte
Kapital-
kosten
Instandhaltungskosten Netz-
kosten
Strom-
gestehungs-
kosten
fix variabel
(inkl. Brennstoff)
Grundlastfähig
Konventionelles Kohlekraftwerk 85 65,7 4,1 29,2 1,2 100,1
Fortgeschrittenes Kohlekraftwerk 85 84,4 6,8 30,7 1,2 123
Fortgeschrittenes Kohlekraftwerk mit CCS 85 88,4 8,8 37,2 1,2 135,5
Konventionelles GuD-Kraftwerk 87,8 15,8 1,7 48,4 1,2 67,1
Fortgeschrittenes GuD-Kraftwerk 87 17,4 2,0 45,0 1,2 65,6
Fortgeschrittenes GuD-Kraftwerk mit CCS 87 34,0 4,1 54,1 1,2 93,4
Konventionelle Gasturbine 30 44,2 2,7 80,0 3,4 130,3
Fortgeschrittene Gasturbine 30 30,4 2,6 68,2 3,4 104,6
Fortgeschrittenes Kernkraftwerk 90 83,4 11,6 12,3 1,1 108,4
Geothermiekraftwerk 92 76,2 12,0 0,0 1,4 89,6
Biomassekraftwerk 83 53,2 14,3 42,3 1,2 111,0
Nicht grundlastfähig
Windenergie 34 70,3 13,1 0,0 3,2 86,6
Offshore-Windenergie 37 193,4 22,4 0,0 5,7 221,5
Photovoltaik 25 130,4 9,9 0,0 4,0 144,3
Sonnenwärmekraftwerk 20 214,2 41,4 0,0 5,9 261,5
Wasserkraft 52 78,1 4,1 6,1 2,0 90,3

Im Sommer 2014 hat die Investmentbank Lazard mit Sitz in New York eine Studie zu den aktuellen Stromgestehungskosten der Photovoltaik in den USA im Vergleich zu konventionellen Stromerzeugern veröffentlicht. Die günstigsten großen Photovoltaikkraftwerke können Strom mit 60 USD pro MWh produzieren. Der Mittelwert solcher Großkraftwerke liegt aktuell bei 72 USD pro MWh und die Obergrenze bei 86 USD pro MWh. Im Vergleich dazu liegen Kohlekraftwerke zwischen 66 USD und 151 USD pro MWh, Atomkraft bei 124 USD pro MWh. Kleine Photovoltaikaufdachanlagen liegen jedoch noch bei 126 bis 265 USD pro MWh, welche jedoch auf Stromtransportkosten verzichten können. Onshore-Windkraftanlagen liegen zwischen 37 und 81 USD pro MWh. Ein Nachteil sehen die Stromversorger der Studie nach in der Volatilität von Solar- und Windstrom. Eine Lösung sieht die Studie in Batterien als Speicher (siehe Batterie-Speicherkraftwerk), die bislang jedoch noch teuer seien.[27]

In einem Stromabnahmevertrag in den USA vom Juli 2015 mit einer Laufzeit von 20 Jahren wird der Solarstrom mit 38,7 US-$ pro MWh (3,87 $ct/kWh) vergütet. Die Solaranlage, die diesen Solarstrom produziert, steht in Nevada (USA) und hat 100 MW Leistung.[28]

Sonstige Länder[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Für einen Bauabschnitt des Sheikh Mohammed Bin Rashid Solar Parks über 800 MW Photovoltaik wurde im Frühjahr 2016 bei einer Ausschreibung ein Gebot von 0,0299 US-Dollar pro Kilowattstunde Solarstrom erzielt.[29]

Externe Kosten[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Bei der Stromerzeugung treten verschiedene externe Effekte auf, die externe Kosten verursachen. Diese externen Kosten sind nicht im Strompreis enthalten, sondern werden von der Allgemeinheit in unterschiedlichem Ausmaß getragen. Nach dem Verursacherprinzip müssten diese Kosten zusätzlich über den Strompreis erbracht werden, um eine Wettbewerbsverzerrung zwischen konventionellen und erneuerbaren Energieträgern im Bereich der Stromerzeugung zu vermindern.

Da externe Effekte diffus in ihrer Auswirkung sind, können externe Kosten nicht direkt monetär bewertet, sondern nur durch Schätzungen ermittelt werden. Ein Ansatz die externen Kosten der Umweltbelastung der Stromerzeugung herzuleiten, ist die Methodenkonvention des Umweltbundesamtes. Danach betragen die externen Kosten der Stromproduktion aus Braunkohle 10,75 ct/kWh, aus Steinkohle 8,94 ct/kWh, aus Erdgas 4,91 ct/kWh, aus Photovoltaik 1,18 ct/kWh, aus Wind 0,26 ct/kWh und aus Wasser 0,18 ct/kWh.[30] Für Atomenergie gibt das Umweltbundesamt keinen Wert an, da unterschiedliche Studien zu Ergebnissen kommen, die um den Faktor 1.000 schwanken. Es empfiehlt die Atomenergie angesichts der großen Unsicherheit, mit den Kosten des nächstschlechteren Energieträgers zu bewerten.[31] Aufbauend auf dieser Empfehlung des Umweltbundesamtes und mit eigenen Ansätzen unterlegt, gibt das Forum Ökologisch-Soziale Marktwirtschaft die externen Kosten der Umweltbelastung für Atomenergie mit 10,7 bis 34 ct/kWh an.[32]

Weblinks[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Einzelnachweise[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  1. Martin Zapf: Stromspeicher und Power-to-Gas im deutschen Energiesystem. Rahmenbedingungen, Bedarf und Einsatzmöglichkeiten. Wiesbaden 2017, S. 78.
  2. IEA, zit nach: Martin Zapf: Stromspeicher und Power-to-Gas im deutschen Energiesystem. Rahmenbedingungen, Bedarf und Einsatzmöglichkeiten. Wiesbaden 2017, S. 78.
  3. Nancy M. Haegel et al.: Terawatt-scale photovoltaics: Trajectories and challenges. In: Science. Band 356, Nr. 6334, 2017, S. 141–143, doi:10.1126/science.aal1288.
  4. Martin Zapf: Stromspeicher und Power-to-Gas im deutschen Energiesystem. Rahmenbedingungen, Bedarf und Einsatzmöglichkeiten. Wiesbaden 2017, S. 133.
  5. S. Wissel, S. Rath-Nagel, M. Blesl, U. Fahl und A. Voß: Stromerzeugungskosten im Vergleich. Universität Stuttgart - Institut für Energiewirtschaft und Rationelle Energieanwendung (IER), Februar 2008, archiviert vom Original am 21. Oktober 2012, abgerufen am 3. März 2014 (PDF; 282 kB).
  6. Panos Konstantin, Praxishandbuch Energiewirtschaft. Energieumwandlung, -transport und -beschaffung im liberalisierten Markt. Berlin - Heidelberg 2009, S. 294, 302, 322, 340.
  7. David Millborrow, Wind edges forward in cost-per-watt battle. In: Wind Power Monthly, Jan. 2011, zit nach: Alois Schaffarczyk Technische Rahmenbedingungen. In: Jörg v. Böttcher (Hrsg.), Handbuch Windenergie. Onshore-Projekte: Realisierung, Finanzierung, Recht und Technik, München 2012, S. 166.
  8. Fraunhofer ISE: Studie Stromgestehungskosten Erneuerbare Energien Mai 2012 (PDF; 6,9 MB)
  9. Fraunhofer ISE: Studie Stromgestehungskosten Erneuerbare Energien November 2013 (PDF; 5,2 MB)
  10. Studie Levelised Cost of Electricity 2015, VGB PowerTech, abgerufen am 13. Oktober 2017.
  11. a b c d Bei Zinssätzen von 5 bis 10 %.
  12. Bei Anschaffungspreis von 4,2 Mrd. Euro.
  13. Die Franzosen zweifeln an der Atomkraft. 6. Dezember 2012, abgerufen am 12. Dezember 2012.
  14. E.ON und RWE kippen AKW-Pläne in Großbritannien. 29. März 2012, abgerufen am 30. März 2012.
  15. a b c d e f Electricity Generation Costs. Department of Energy & Climate Change, 19. Dezember 2013, S. 18, abgerufen am 3. Juni 2014 (PDF-Datei, 1,1 MB, englisch).
  16. a b c Mit bzw. ohne kostenloser Zuteilung von Emissionszertifikaten.
  17. a b In der Quelle wird nicht zwischen Braunkohle und Steinkohle unterschieden.
  18. Kostensituation der Windenergie an Land in Deutschland (PDF; 3,8 MB). Studie der Deutschen Windguard. Abgerufen am 13. November 2013.
  19. Bundesverband Erneuerbare Energie: Solarstrom kostet nur noch minimal mehr als Strom aus Gas- und Atomkraftwerken; Photovoltaik-Folgekosten sehr gering
  20. Umrechnung mit Wechselkurs vom 20. Oktober 2017.
  21. Electricity Market Reform – Delivery Plan. Department of Energy and Climate Change, Dezember 2013, abgerufen am 4. Mai 2014 (PDF-Datei, 1,5 MB, englisch).
  22. Carsten Volkery: Kooperation mit China: Großbritannien baut erstes Atomkraftwerk seit Jahrzehnten, In: Spiegel Online vom 21. Oktober 2013.
  23. Kosten für Offshore-Windparks sinken deutlich. In: Handelsblatt, 9. Oktober 2017. Abgerufen am 9. Oktober 2017.
  24. Bürgerenergie gewinnt Wind-Ausschreibung. In: Tagesspiegel, 19. Mai 2017. Abgerufen am 9. Oktober 2017.
  25. Konkurrenz beim Bau von Windparks wird immer schärfer. In: Handelsblatt, 15. August 2017. Abgerufen am 9. Oktober 2017.
  26. Levelized Cost of New Generation Resources in the Annual Energy Outlook 2013 (PDF; 169 kB). U.S. Energy Information Administration (Januar 2013). Abgerufen am 17. September 2013.
  27. Solarstrom ist wettbewerbsfähig. photovoltaik.eu, 26. November 2014, S. 1, abgerufen am 26. November 2014 (html, Stand: November 2014).
  28. Buffet bekommt Solarstrom von First Solar zum Schnäppchenpreis. pv-magazine.de, 8. Juli 2015, S. 1, abgerufen am 8. Juli 2015 (html, Stand: Juli 2015).
  29. MESIA und DEWA melden Rekordgebot bei Photovoltaik-Ausschreibung: 0,0299 USD/kWh Solarstrom. solarserver.de, 1. Mai 2016, S. 1, abgerufen am 11. Mai 2016 (html).
  30. Methodenkonvention 2.0 zur Schätzung von Umweltkosten B, Anhang B: Best-Practice-Kostensätze für Luftschadstoffe, Verkehr, Strom -und Wärmeerzeugung (PDF; 886 kB). Studie des Umweltbundesamtes (2012). Abgerufen am 23. Oktober 2013.
  31. Ökonomische Bewertung von Umweltschäden METHODENKONVENTION 2.0 ZUR SCHÄTZUNG VON UMWELTKOSTEN (PDF; 799 kB), S. 27-29. Studie des Umweltbundesamtes (2012). Abgerufen am 23. Oktober 2013.
  32. Externe Kosten der Atomenergie und Reformvorschläge zum Atomhaftungsrecht (PDF; 862 kB), 9/2012. Forum Ökologisch-Soziale Marktwirtschaft e.V. im Auftrag von Greenpeace Energy eG und dem Bundesverband Windenergie e.V. Abgerufen am 23. Oktober 2013.