Sonne und Wind konkurrenzlos günstig
Die Neuauflage einer Fraunhofer-Studie belegt: Photovoltaik-Anlagen produzieren selbst in Kombination mit Batteriespeichern deutlich günstiger Strom, als Kohle- oder Gaskraftwerke. Allenfalls Windenergieanlagen können mithalten.
Foto: Panthermedia/Alan
Seit 2010 berechnet das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE für Deutschland in regelmäßigen Abständen die sogenannten Stromgestehungskosten, sprich die durchschnittlichen Erzeugungskosten pro Kilowattstunde Strom. Demnach sind PV-Freiflächenanlagen und Onshore-Windenergieanlagen mit Kosten von 4,1 bis 9,2 Cent pro Kilowattstunde nicht nur unter den erneuerbaren Energien, sondern unter allen Kraftwerksarten die kostengünstigsten Technologien in Deutschland. Die Stromgestehungskosten für PV-Batteriesysteme variieren in der Analyse zwischen 6,0 und 22,5 Cent pro Kilowattstunde. Die große Bandbreite ergibt sich aus den hohen Kostenunterschieden für Batteriesysteme (400 bis 1.000 Euro pro Kilowattstunde) in Kombination mit den Kostenunterschieden bei den PV-Anlagen und der unterschiedlich hohen Sonneneinstrahlung am Anlagenstandort.
Laufende Großprojekte bestätigt
„Die Berechnungen zeigen, dass die in Deutschland gerade anlaufenden Großprojekte mit einer Kombination aus PV-Freiflächenanlage, Windpark und stationären Batteriespeichern gute Investitionen sind“, kommentiert Dr. Christoph Kost, Abteilungsleiter für Energiesystemanalyse am Fraunhofer ISE und Hauptautor der Studie die Ergebnisse. „Durch die Kombination können hier beispielsweise Netzkapazitäten besser ausgenutzt werden“, so der Wissenschaftler. Die aktuelle Analyse beinhaltet zum ersten Mal auch die Stromgestehungskosten für Agri-Photovoltaik, Wasserstoffkraftwerke und neue Kernkraftwerke.
Prognose für die Kostenentwicklung bis 2045
Das Studienteam berücksichtigt für alle Kraftwerkstechnologien die Kostenentwicklungen für den Bau und den Betrieb der Anlagen bis 2045. Danach liegen im Jahr 2045 die Stromgestehungskosten bei kleinen PV-Dachanlagen zwischen 4,9 und 10,4 Cent pro Kilowattstunde und zwischen 3,1 und 5,0 Cent pro Kilowattstunde bei PV-Freiflächenanlagen. „Selbst kleine PV-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“, erläutert Dr. Verena Fluri, Wissenschaftlerin am Fraunhofer ISE und Mitautorin der Studie.
Im Jahr 2045 neu gebaute Windenergieanlagen könnten nach Erwartungen der Studienverfassenden sogar noch günstiger Strom produzieren: Onshore seien Kosten zwischen 3,7 bis 7,9 Cent pro Kilowattstunde möglich. Auch Offshore-Windkraftanlagen attestieren die Wissenschaftler ein starkes Kostenreduktionspotenzial. Preisverbesserungen für Windenergie erwartet das Forschungsteam hauptsächlich dank höherer Volllaststundenzahl und größerer Anlagen.
Biogas- und Biomassekraftwerke als Back-up
In einem klimaneutralen Energiesystem, in dem der Anteil erneuerbarer Energien hoch ist, braucht es neben Batteriespeichern auch flexibel regelbare Kraftwerke als Back-up. Einen Teil der benötigten Leistung könnten nach der Fraunhofer-Studie perspektivisch Biogas- und Biomassekraftwerke decken. In der Forschungsarbeit wurden die Stromgestehungskosten mit flexibler Fahrweise, also mit mittleren bis niedrigen Volllaststunden, gerechnet. Sie liegen für Biogas zwischen 20,2 und 32,5 Cent pro Kilowattstunde. Bei Anlagen mit fester Biomasse liegen die Stromgestehungskosten mit Werten zwischen 11,5 und 23,5 Cent pro Kilowattstunde deutlich darunter.
Berechnungen für wasserstoffbetriebenes Gas- und Dampfturbinenkraftwerk
Für ein im Jahr 2030 gebautes wasserstoffbetriebenes Gas- und Dampfturbinenkraftwerk zeigt die Studie 23,6 bis 43,3 Cent pro Kilowattstunde im hochflexiblen Betrieb. Die Stromgestehungskosten der flexiblen Technologien liegen deutlich über den Kosten der erneuerbaren Energien, da CO2-Kosten und die Beschaffung von Wasserstoff zentrale Kostentreiber sind. „Wir benötigen sie als wichtige Ergänzung. Allerdings wird ihr Betrieb auf das Nötigste beschränkt sein“, sagt Paul Müller, ebenfalls Wissenschaftler am Fraunhofer SE und verantwortlich für diesen Teil der Studie. Er hält hier 1.000 bis 2.000 Betriebsstunden im Jahr 2045 für realistisch.
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