Das Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme (ISE) hat in seiner jüngsten Studie die Gestehungskosten von verschiedenen Stromerzeugungstechnologien unter die Lupe genommen. Der Fokus der Analyse lag dabei auf erneuerbaren Energien wie Photovoltaik, Windenergie und Bioenergieanlagen. Erstmalig wurden jetzt auch PV-Batteriesysteme ausgewertet und die Gestehungskosten mit verschiedenen erneuerbaren Energietechnologien und konventionellen Kraftwerken verglichen.
Berechnung der Gestehungskosten
Die Forscher haben für die Studie den LCOE (Levelized Cost of Electricity) der verschiedenen Energieträger-Technologien analysiert und dabei verschiedene Entwicklungs- und Preispfade berücksichtigt. Miteingeflossen sind auch spezifische Kostenparameter im europäischen Wirtschaftskontext sowie die energiepolitische Planung des deutschen Energiesystems.
Bei der Berechnung der Gestehungskosten für PV-Batteriesysteme haben die Forscher die Kosten für die Speicher auf die Nutzkapazität inklusive Installationskosten bezogen. Die technische und finanzielle Lebensdauer für PV-Anlagen wurde mit 30 und die der Batteriespeicher mit 15 Jahren angesetzt. Die Analyse hat dabei zwei typische Verhältnisse für Großspeicher in Verbindung mit gewerblichen PV-Anlagen untersucht, nämlich ein Verhältnis von 2:1 für dachinstallierte Großanlagen und ein Verhältnis von 3:2 für Freiflächenanlagen.
Ergebnisse des Gestehungskosten-Vergleichs inkl. PV-Batteriesysteme
Wie schon die letzte Auswertung der Zahlen aus 2022 gezeigt hatte, lagen die PV-Stromgestehungskosten im Vergleich zu anderen Energiequellen weit vorne. Laut der neuen Studie des Fraunhofer ISE konnten sie ihren Vorsprung jetzt sogar noch weiter ausbauen.
Die günstigsten Varianten der Stromerzeugung sind nach wie vor Solarparks. Sie liegen aktuell zwischen 4,1 und 6,9 Cent pro Kilowattstunde. Bis 2045 könnten diese Kosten auf 3,1 bis 5,0 Cent pro Kilowattstunde sinken, sagen die Forscher voraus. Photovoltaik auf Dachflächen produzieren zurzeit in Süddeutschland zwischen 5,7 und 8,8 Cent und in Norddeutschland wischen 7,8 und 12 Cent pro Kilowattstunde Strom. Auch diese Werte könnten in 20 Jahren auf 4,9 bis 10,4 Cent pro Kilowattstunde sinken.
Neu ist die Erkenntnis, dass jetzt schon die Gestehungskosten für PV-Anlagen kombiniert mit Batteriespeichern niedriger sind als konventionelle Kraftwerke. Die Forscher berechneten bei größeren PV-Batteriesystemen einen aktuellen Preis zwischen 7,3 und 16,0 Cent pro Kilowattstunde. Bei der Kombination von Freiflächenanlagen und Batteriespeichern liegen die Kosten bei 6,0 bis 10,8 Cent pro Kilowattstunde.
Sollten die Speicherpreise auf die prognostizierten Preise von 180 bis 700 Euro pro Kilowattstunde bis 2045 sinken, rechnet das Fraunhofer Institut gar mit Gestehungskosten bei Dach-PV-Batteriesystemen zwischen 4,9 und 10,4 und Freiflächen-PV-Batteriesystemen zwischen 3,1 und 5,0 Cent. Insgesamt zeigen die Ergebnisse jedoch, dass die Kosten mit der Größe der PV-Anlage und dem Verhältnis von PV-Leistung und Batteriespeicher variieren.
Im Vergleich dazu sind die Gestehungskosten für fossile Kraftwerke heute deutlich höher: Braunkohlekraftwerke kosten 15,1 bis 25,7 Cent, Steinkohlekraftwerke 17,3 bis 29,3 Cent, GuD-Kraftwerke 10,9 bis 18,1 Cent und flexible Gaskraftwerke 15,4 bis 32,6 Cent pro Kilowattstunde. Kernkraftwerke liegen bei 13,6 bis 49,0 Cent pro Kilowattstunde. Bei einer Umstellung von Erdgas auf Wasserstoff im Jahr 2035 ergeben sich Kosten von 20,4 bis 35,6 Cent pro Kilowattstunde.
Ausbaufähig: PV-Batteriesysteme in der Industrie
Die meisten Speicher, die heute zur Gesamtspeicherkapazität in Deutschland beitragen, sind entweder Heimspeicher mit einer Kapazität von bis zu 30 kWh oder Großspeicher ab 1.000 kWh. Speicher mit einer Kapazität zwischen 5 und 10 kWh machen 45% der Gesamtkapazität aus, während Speicher mit 10 bis 20 kWh 28% ausmachen. Großspeicher über 1 MWh tragen 13% bei, und kleine Speicher unter 5 kWh haben einen Anteil von 7%. Speicher im Bereich von 30 bis 1.000 kWh, die typischerweise im Gewerbe- und Industriebereich verwendet werden, spielen bisher hingegen nur eine untergeordnete Rolle.
Dabei können Batteriesysteme gerade in diesem Bereich ihre Vorteile für energieintensive Unternehmen ausspielen. Möglich ist dies durch Peak Shaving, Load Shifting und intelligentem Lastmanagement. Netzentgeltreduktionen winken beispielsweise auch bei einer atypischen Netznutzung oder durch konstante Verbrauchswerte. Darüber hinaus eignen sich Batteriespeicher zur Eigenverbrauchsoptimierung der selbst erzeugten Energie, Stabilisierung des eigenen Firmennetzes oder als zusätzliche Einnahmequelle auf dem Regelenergie-Markt.
PV-Batteriesysteme rechnen sich und Gestehungskosten sinken
Die Gestehungskosten für erneuerbare Energien, insbesondere Photovoltaik, entwickeln sich weiter positiv, auch wenn Speicher integriert sind. Laut der Studie sind neue Solaranlagen, selbst mit Speichern, im Vergleich zu konventionellen Kraftwerken wettbewerbsfähig. Die Kosten für Solarstrom, der in Batterien zwischengespeichert wird, liegen je nach Systemgröße zwischen 6 und 22,5 Cent pro Kilowattstunde.
Ohne Speicher liegen die Kosten noch niedriger. Auch bis 2045 werden die Kosten für Solar- und Windkraft weiter sinken, während konventionelle Kraftwerke teurer werden. Speicherlösungen bleiben wichtig, um die wetterabhängige Stromproduktion auszugleichen, aber sie treiben die Kosten geringfügig in die Höhe. Trotz dieser zusätzlichen Kosten bleiben erneuerbare Energien günstiger als fossile Alternativen, mit Ausnahme von Erdgas. Technologien wie Wasserstoff und Biomasse bieten Flexibilität, sind jedoch kostenintensiver.