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Stromgestehungskosten Erneuerbare Energien

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

Prognose der

Prognose der Stromgestehungskosten bis 2035 in Deutschland Für die erneuerbaren Technologien können Kostenprognosen anhand von historisch beobachteten Lernkurven beschrieben werden, deren zeitlicher Fortschritt auf den unterschiedlichen Marktprognosen für den Zeitraum bis 2035 aufbaut. Für die Photovoltaik- und Windtechnologie konnte in den vergangenen 20 Jahren jeweils eine durchschnittliche Lernrate (LR) bzw. Progress Ratio (PR = 1 - LR) beschrieben werden. Die Investitionen pro Watt von PV-Modulen sanken in der Vergangenheit einer LR von 20 % folgend. Für die Prognose der zukünftigen Entwicklung der Stromgestehungskosten von PV-Systemen wird mit einer LR von 15 % gerechnet, wie von Bhandari und Stadler (2009) und (Wirth 2017) vorgeschlagen. Im Vergleich dazu werden für Onshore- und Offshore-WEA eine LR von 5 % angesetzt, was einer Progress Ratio von 95 % entspricht (bei Windenergie wird jedoch gleichzeitig eine Erhöhung der Strommenge (Volllaststunden) über die Zeit angenommen). Die Modellierung der Stromgestehungskosten zeigt eine unterschiedliche Entwicklungsdynamik für die einzelnen Technologien, abhängig von den oben diskutierten Parametern, Finanzierungsbedingungen (WACC), Marktreife und -entwicklung der Technologien, aktuellen spezifischen Investitionen (EUR/kW) und Standortbedingungen (Abbildung 16). Fast alle heute neuinstallierten PV-Anlagen in Deutschland können Strom für unter 14 € Cent /kWh erzeugen. Bei einer jährlichen Einstrahlung (GHI) von 950 kWh/(m²a) fallen die Kosten selbst für kleinere Aufdachanlagen bis 2022 unter die Marke von 10 € Cent /kWh. Größere Freiflächenanlagen erzeugen bei einer jährlichen Einstrahlung von 1300 kWh/(m²a) ihren Strom schon heute für weniger als 4 € Cent /kWh. In 2035 liegen die Stromgestehungskosten zwischen 4,20 und 6,71 € Cent /kWh bei kleinen PV-Dachanlagen und zwischen 2,16 und 3,94 € Cent /kWh bei Freiflächenanlagen. Große PV-Dachanlagen in Deutschland erzeugen in 2035 Strom zu Gestehungskosten zwischen 2,88 und 4,92 € Cent /kWh. Ab 2025 erzeugen sogar kleine PV-Dachanlagen in Süddeutschland Strom günstiger als ebenfalls in 2025 neuinstallierte Steinkohle- oder GuD- Kraftwerke, die dann Stromgestehungskosten von 7,05 bis 11,40 € Cent /kWh erreichen. Die Anlagenpreise für PV sinken bis 2035 bei Freiflächenanlagen auf unter 400 EUR/kW und bei Kleinanlagen auf bis zu 700 bis 815 EUR/kW. Abbildung 16: Prognose für die Entwicklung der Stromgestehungskosten für erneuerbare Energien sowie konventionelle Kraftwerke in Deutschland bis 2035 24

Je nach Windstandort werden bei Onshore-Windenergieanlagen vergleichbare Preise wie für PV-Kraftwerke an guten Standorten erreicht. Von derzeitigen Stromgestehungskosten zwischen 3,99 und 8,23 € Cent /kWh sinken die Kosten langfristig auf 3,49 und 7,09 € Cent /kWh. Bereits heute sind Onshore- WEA damit vergleichbar in ihren Stromgestehungskosten mit Braunkohlekraftwerken. Steigende CO 2 -Zertifikatspreise und abnehmende Volllaststunden sind die Gründe dafür, dass für Braunkohlekraftwerke bis 2035 ansteigende Stromgestehungskosten auf 5,39 bis 9,62 € Cent /kWh prognostiziert werden. Bei Offshore-WEA dagegen sind durch eine höhere LR etwas größere Kostenreduktionspotentiale vorhanden. Dies kann die Stromgestehungskosten von den deutlich höheren Werten bis 2035 spürbar senken. Die Reduktion der Stromgestehungskosten wird von heutigen Werten zwischen 7,49 und 13,79 € Cent /kWh auf dann gut 5,67 bis 10,07 € Cent /kWh in 2035 erwartet. Die Anlagenpreise liegen dann zwischen 2610 und 3950 EUR/kW. Für Biogasanlagen wird von konstanten Stromgestehungskosten ausgegangen, die sich im Bereich 10,6 bis 16,8 € Cent /kWh bewegen. Hierbei sind insbesondere die Verfügbarkeit und die Brennstoffkosten des Substrats entscheidend für die zukünftige Entwicklung der Stromgestehungskosten. hinsichtlich ihres Einflusses auf die Stromgestehungskosten untersucht werden. Die Abbildung 17 und Abbildung 18 zeigen für eine unterschiedliche Kombination von LR und Marktszenarien (siehe Tabelle 10: Übersicht der LR und Marktszenarien für PV, CSP und WEA und Tabelle 11: Übersicht der Szenarien und Ausbauziele für PV, CSP und WEA) die Bandbreite der Stromgestehungskosten für PV-Kleinanlagen und Onshore WEA in Deutschland. Ausgehend von heute niedrigen Kosten zeigen die Werte Schwankungen bis 15% abhängig von den verwendeten Parametern. Dies drückt die Unsicherheit des Lernkurvenmodells aus, wenn unterschiedliche Inputparameter benutzt werden. Gleichzeitig spiegelt es eine potenzielle Bandbreite für die Kostenentwicklung der einzelnen Technologien wider. Für kleine PV-Systeme an Standorten mit einer GHI von 950 kWh/m 2 a können im Jahr 2035 Stromgestehungskosten zwischen 4,70 und 6,96 € Cent /kWh je nach Szenarienannahme identifiziert werden. Für Onshore-Windenergie sind aufgrund der geringen aktuellen Stromgestehungskosten nur geringfügige zukünftige Kostensenkungen zu erwarten (zwischen 3,38 bis 3,57 € Cent /kWh). Langfristig besitzen PV-Anlagen an strahlungsintensiven Standorten und WEA an windreichen Onshore-Standorten die niedrigsten Stromgestehungskosten. Beide Technologien können die Stromgestehungskosten fossiler Anlagen bis 2035 deutlich unterbieten. Die Technologie- und Kostenentwicklungen der letzten Jahre haben die Wettbewerbsfähigkeit von WEA und PV deutlich verbessert. Insbesondere bei der PV konnten so starke Kostensenkungen realisiert werden, dass sie inzwischen mit Onshore-Windenergie eine der günstigsten Erzeugungstechnologien (in Bezug auf neue gebaute Kraftwerke) in Deutschland ist. Bei WEA tragen neben der Kostensenkung der Anlagekosten die steigenden Volllaststunden infolge größerer Anlagedimensionen bedeutend zu den niedrigen Stromgestehungskosten bei. Die Analyse der Stromgestehungskosten 2018 zeigt, dass die in den letzten Versionen dieser Studie (2010, 2012, 2013) präsentierten Prognosen für PV durch das starke Marktwachstum und die erheblichen Preissenkungen für PV-Anlagen sogar noch unterboten werden konnten. Grund hierfür ist unter anderem, dass sowohl die Technologie, als auch Finanzierungskosten deutlich günstiger geworden sind. Abbildung 17: Sensitivitätsanalyse für die Prognose von Stromgestehungskosten von PV-Kleinanlagen, Investitionskosten in 2018 = 1200 EUR/kW, GHI=950 kWh/(m2a). Sensitivitätsanalysen der verwendeten Lernkurven für PV und Wind In einer Sensitivitätsanalyse können die Parameter spezifische Investition, Betriebsdauer, gewichtete durchschnittliche Kapitalkosten (WACC), Volllaststunden und Betriebskosten Abbildung 18: Sensitivitätsanalyse für die Prognose von Stromgestehungskosten von Onshore-WEA, Investitionskosten in 2018 betragen 1500 EUR/kW, VLS steigen von 3200 h/a in 2018 auf 3500 h/a im Jahr 2035. 25

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