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Stromgestehungskosten Erneuerbare Energien

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Eine Studie von Frauenhofer Institut für solare Energieversorgungssysteme (ISE) Erscheinungsdatum: März 2018

Abbildung 13 macht

Abbildung 13 macht deutlich, dass die Stromgestehungskosten konventioneller Kraftwerke in hohem Maße von den erreichbaren Volllaststunden abhängen. Bei GuD-Kraftwerken ergibt sich durch die +/- 20% Variation der Volllaststunden eine Differenz zu mittleren Stromgestehungskosten von ungefähr +/- 0,4 € Cent /kWh. Auch die spezifischen Investitionen haben einen erheblichen Einfluss auf die Stromgestehungskosten, welcher bei GuD-Kraftwerken bei niedrigen Volllaststunden zu einer Differenz der LCOE von 0,7 € Cent /kWh führt. In Zukunft werden, bedingt durch einen höheren Anteil von erneuerbar erzeugtem Strom, die Volllaststunden der konventionellen Kraftwerke sinken. Bei den konventionellen Kraftwerken zeigt sich hierdurch ein gegenläufiger Trend zu den erneuerbaren Technologien: Die Kosten werden zukünftig steigen. Einerseits ist dieser Trend auf steigende Brennstoff- und CO 2 - Zertifikatspreise zurückzuführen, andererseits den zu erwartenden, deutlich niedrigeren Volllaststunden geschuldet. Es ist davon auszugehen, dass nicht unbedingt die günstige konventionelle Erzeugungsform am Markt bestehen wird, sondern diejenige, die eine hohe Flexibilität in Bezug auf Anfahr- und Abfahrvariabilität aufweisen kann, also vorzugsweise Kraftwerke basierend auf Erdgas. Photovoltaik mit Speicher Privat genutzte PV-Anlagen werden zunehmend in Kombination mit Batteriespeichern installiert. Dieses Kapitel untersucht die Technologiekombination aus PV-Dachanlagen und Batteriespeicher in Bezug auf die Kosten von Erzeugung und Speicherung. Batteriespeicher können den Eigenverbrauch der PV-Anlage erhöhen, was bei steigenden Strompreisen und sinkenden Technologiekosten wachsende Einsparungen beim Strombezug für den Anlagenbesitzer ermöglicht. Abbildung 14 zeigt schematisch die Energieflüsse des Stroms aus der PV-Speicher- Anlage. Der Strom aus der PV-Anlage wird nach Möglichkeit direkt im Haushalt verbraucht. Zu Zeiten geringen Verbrauchs und hoher PV-Leistung kann der Batteriespeicher geladen werden. Überschüsse können zudem ans Stromnetz abgegeben werden. Für die Berechnung der Stromgestehungskosten von PV-Batteriespeichern wird nur die Energiemenge betrachtet, die vom Energiespeicher im Haushalt bereitgestellt wird („Eigenverbrauch über Batterie“). Dabei werden die Kosten für den eingespeicherten PV-Strom in den Kosten mit berücksichtigt. Der restliche Strom (direkter Eigenverbrauch und Einspeisung ins Stromnetz) besitzt Stromgestehungskosten entsprechend der Berechnung in den vorangegangenen Kapiteln. Tabelle 7 zeigt die in der Berechnung verwendeten Eingangsdaten für PV-Batterie-Systeme, die in 2018 oder im Jahr 2030 installiert werden. Der CAPEX des Batteriespeichers sind die Netto-Preise pro Nutzkapazität. Verwendet werden die Preisdaten von Lithium-Ionen-Batterien des ersten Halbjahres 2017, die mit einer Preisreduktion für Anfang 2018 abgeschätzt werden. Da Batteriespeicher meist gleichzeitig mit einer PV-Anlage installiert werden, werden keine zusätzlichen Installationskosten berücksichtigt. Das Verhältnis von Batteriekapazität zu PV-Leistung bestimmt die zu erreichende Eigenverbrauchserhöhung. Die Batteriekosten werden über diesen Faktor auf die PV-Leistung von einem kWp angepasst. Der Betrachtungszeitraum beträgt, analog zur Berechnung der Stromgestehungskosten von kleinen PV-Anlagen, 25 Jahre. Innerhalb dieses Zeitraumes wird von einem einmaligen Ersatz der Batterie ausgegangen, zu 60% des ursprünglichen Preises. Die jährlichen Ausgaben berücksichtigen die Kosten für den Batterieersatz und die Strombezugskosten. Als Strombezugskosten dienen die Stromgestehungskosten von kleinen PV-Anlagen. Die Verluste beim Laden und Entladen sowie die Selbstentladung werden beim Strombezug berücksichtigt. Abbildung 14: Schematische Abbildung der Energieflüsse von Strom aus privaten PV-Aufdachanlagen Abbildung 15: Stromgestehungskosten für PV-Batteriespeicher im Vergleich zu den Stromgestehungskosten von PV-Aufdachanlagen 22

Installationsjahr 2018 2030 CAPEX Batterie (netto, pro Nutzkapazität) Einheit Niedrig Hoch Zukunft niedrig Zukunft hoch Quellen 2018 (Figgener et al. 2017, S.47) EUR/kWh 560 1220 200 650 (angenommene weitere jährliche Reduktion der Bruttopreise wie in den Jahren 2013 bis 2016) Verhältnis Batteriekapazität zu PV-Leistung - 0,5 1,0 0,5 1,0 eigene Annahmen Batterieersatzkosten % von CAPEX 60 60 60 60 Durchschnittliche Herstellerangaben (Lorenz und Schröder 2014) WACC % 1,765 1,765 1,765 1,765 eigene Annahmen Lebenszeit der ersten Batterie Jahren 10 10 15 15 eigene Annahmen Wirkungsgrad Batterie (Roundtrip) % 95 90 95 95 eigene Annahmen Selbstentladerate %/Monat 1 1 1 1 eigene Annahmen Stromgestehungskosten PV €Cent /kWh 7,23 11,54 4,70 7,50 Siehe Stromgestehungskosten von PV-Anlagen ohne Speicher Erhöhung der Eigenverbrauchsquote %-Punkte 20 30 20 30 Ergibt sich aus Verhältnis PV/ Batterie bei (Weniger et al. 2015, S.29) PV-Stromerzeugung kWh/kWp 1280 935 1280 935 eigene Annahmen Betrachtungszeitraum Jahre 25 25 25 25 Tabelle 7: Inputparameter für die Berechnung der Stromgestehungskosten aus PV-Batteriespeicher-Anlagen Da die Endkundenpreise für Batteriespeicher in den letzten Jahren stark gefallen ist und für die Zukunft von einer weiteren starken Reduktion ausgegangen wird, werden reduzierte Kosten für das Jahr 2030 angenommen. Abbildung 15 zeigt die Stromgestehungskosten für Strom aus PV-Batteriespeichern im Vergleich zum Strom aus kleinen PV- Anlagen. Die Stromgestehungskosten von Strom aus PV-Batteriespeichern betragen heute 17,0 bis 48,7 € Cent /kWh. Bei Batteriepreisen von 200 bis 650 EUR/kWh und verringerten Stromgestehungskosten von PV fallen die Stromgestehungskosten auf 8,3 bis 27,1 € Cent /kWh. Zu berücksichtigen ist, dass PV-Batteriespeicher einen anderen Markt bedienen als die anderen Stromerzeugungstechnologien: Durch die Erhöhung der Eigenverbrauchsquote und die Befreiung dieses Stroms von Abgaben und Umlagen (bei einer PV-Anlagenleistung kleiner 10 kWp), steht der durch das PV- Batteriesystem erzeugte Strom im Wettbewerb mit den Kosten für den Netzstrombezug von derzeit ca. 20 € Cent /kWh ohne Mehrwertsteuer (entspricht einem Nettoarbeitspreis bei einem durchschnittlichen Endkundenstrompreis von 29 € Cent /kWh veröffentlicht von BDEW 2017). Zusätzlich ist zu beachten, dass der Investor immer eine Mischkalkulation betrachten wird: Bei der Installation einer PV-Speicheranlage kann vom Haushalt ein Teil des Stromes zu den günstigen Stromgestehungskosten der PV-Anlage direkt verbraucht werden. Ein weiterer Teil des Stromes wird über den Batteriespeicher zwischengespeichert und verbraucht. Zusätzlich entstehen Erlöse über den Stromverkauf von PV-Strom. Daher können PV-Batteriespeicher selbst bei vergleichsweise hohen Stromgestehungskosten eine wirtschaftliche Investition darstellen. 23

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