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Stromgestehungskosten

Die Stromgestehungskosten (LCOE) von Photovoltaikanlagen umfassen alle Kosten, die während der Lebensdauer der Anlage anfallen, dividiert durch den erwarteten Stromertrag. Sie berücksichtigen die Investitions- und Installationskosten, die Betriebs- und Wartungskosten sowie bei den relevanten Anlagentypen die Brennstoff-, Entsorgungs- und CO Die Höhe der LCOE wird von Faktoren wie Anschaffungspreisen, Modulwirkungsgraden, Betriebskosten, Anlagenlebensdauer, Zinssätzen, Standortbedingungen, Anlagentyp, Anlagengröße und technologischem Fortschritt beeinflusst. Standortbedingungen wie Sonneneinstrahlung und Klima spielen eine wesentliche Rolle. Größere Anlagen profitieren häufig von Skaleneffekten und der technologische Fortschritt trägt zur Senkung der LCOE bei. Finanzierungsmodelle und Förderungen können die Wirtschaftlichkeit zusätzlich verbessern. Die Berechnung der LCOE dient als Grundlage für Investitionsentscheidungen und zeigt, dass die Kosten für erneuerbare Energien tendenziell sinken, während die Kosten für konventionelle Kraftwerke steigen.
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    Photovoltaikanlagen wandeln die Strahlungsenergie der Sonne mittels Solarmodulen und Wechselrichtern erst in elektrische Energie in Form von Gleichstrom und dann in Wechselstrom um.
    Diese Umwandlung beinhaltet mehrere Kosten, welche alle zusammengefasst die Stromgestehungskosten sind.

    Stromgestehungskosten berechnen
    Die Stromgestehungskosten (englisch Levelized Cost of Electricity, LCOE) werden berechnet, indem alle über die gesamte Laufzeit einer Stromerzeugungsanlage anfallenden Kosten summiert und durch den erwarteten Stromertrag in diesem Zeitraum dividiert werden. Diese Kosten setzen sich aus verschiedenen Elementen zusammen:
    Investitionsausgaben: Dies beinhaltet die Anschaffungskosten der Anlage selbst und alle damit verbundenen einmaligen Ausgaben. Dazu zählen auch Zinseffekte, die durch die Finanzierung der Anlage entstehen.
    Installationskosten: Kosten, die für die Installation und Inbetriebnahme der Anlage anfallen.
    Betriebs- und Personalkosten: Laufende Kosten für den Betrieb der Anlage, einschließlich Personal, Wartung und Instandhaltung.
    Brennstoff- und Entsorgungskosten: Bei Anlagen, die Brennstoffe verwenden (wie Kohle- oder Gaskraftwerke), fallen Kosten für diese Brennstoffe an. Bei manchen Technologien müssen auch Entsorgungskosten, beispielsweise für Abfallprodukte oder ausgediente Anlagenteile, berücksichtigt werden.
    Kosten für CO₂-Emissionen: Seit der Einführung des europäischen Emissionshandels werden auch die Kosten für die bei der Stromproduktion entstehenden CO₂-Emissionen miteinbezogen.
    AspektBeschreibung
    DefinitionStromgestehungskosten sind die Kosten, die bei der Erzeugung von Strom aus einer Solaranlage entstehen. Sie umfassen Investitionskosten, Betriebs- und Wartungskosten sowie den Kapitalkosten.
    EinflussfaktorenFaktoren, die die Stromgestehungskosten beeinflussen, sind z.B. Anschaffungskosten, Modulwirkungsgrad, Betriebs- und Wartungskosten, Lebensdauer der Anlage und Zinssätze.
    StandortabhängigkeitDie Stromgestehungskosten sind standortabhängig und variieren je nach Solarstrahlung, Klima und Installationskosten in der jeweiligen Region.
    AnlagenartUnterschiedliche Anlagentypen, wie z.B. Dachanlagen, Freiflächenanlagen oder Aufständerungen, können unterschiedliche Stromgestehungskosten aufweisen.
    Größe der AnlageDie Größe der Solaranlage hat einen Einfluss auf die Stromgestehungskosten. Größere Anlagen können aufgrund von Skaleneffekten niedrigere Kosten pro Kilowattstunde erzeugen.
    Technologischer FortschrittMit dem technologischen Fortschritt sinken die Kosten für Solarmodule und Wechselrichter, was zu niedrigeren Stromgestehungskosten führt.
    Finanzierung und FörderungFinanzierungsmöglichkeiten und Förderprogramme können die Stromgestehungskosten senken, indem sie die Investitionskosten reduzieren oder günstigere Kreditkonditionen bieten.

    Berechnung

    Zur Berechnung der Stromgestehungskosten müssen sämtliche Einflussfaktoren einbezogen werden, damit dieser Wert dann der Wahrheit entspricht. Dies ist wichtig, da dieser Wert Grundlage für die Wirtschaftlichkeitsberechnung und -Prognose ist. Die Kosten werden für gewöhnlich in Eurocent je Kilowattstunde angegeben.

    Einen Wirtschaftlichkeitsrechner haben wir Ihnen hier bereitgestellt.

    Die Formel zur Berechnung dieser Kosten ist vergleichsweise einfach. Der Quotient aus der Summe jeglicher Aufwendungen und dem Ertrag an elektrischer Energie in der gleichen Zeitspanne berechnet die Stromgestehungskosten je Energieeinheit. Um einen Vergleich von verschiedenen Kraftwerken mit unterschiedlichen Stromerzeugungsmethoden zu schaffen, werden durchschnittliche Stromgestehungskosten mittels der Kapitalwertmethode berechnet.

    Einflussfaktoren

    Die Einflussfaktoren setzen sich aus mehreren Komponenten zusammen. Am Beispiel einer Photovoltaikanlage wird der maßgebliche Anteil der Kosten durch die Anschaffungskosten der einzelnen Solarmodule, dem Wechselrichter und den sonstigen Komponenten sowie deren Installation beschrieben.
    Sollte die Anlage durch einen Kredit gefördert oder finanziert sein, müssen anfallende Zinskosten als auch entgangene Zinserträge bei der Benutzung von Eigenkapital mit einberechnet werden.
    In der Betriebsphase der Anlage sind alle fixe Kosten mit einzuberechnen. Zu diesen zählen neben der regelmäßigen Wartung, Instandsetzung und Reinigung bei größeren Anlagen eventuell auch Personalkosten.

    Stromerzeuger mittels erneuerbarer Energien wie Photovoltaikanlagen oder Windparks sind im Gegensatz zu konventioneller Kraftwerke dargebotsabhängig und hängen damit von dem Wind- und Sonneneinstrahlungsaufkommen ab. Aus diesem Grund müssen bei der Berechnung der Stromgestehungskosten die örtliche Globalstrahlung miteinbezogen werden.

    Energieerzeuger im Vergleich

    Das Fraunhofer ISE Institut hat in regelmäßigen Abständen die Stromgestehungskosten von gängigen Erzeugungsarten berechnet und diese miteinander verglichen. Waren im Jahr 2009 die Stromgestehungskosten aus konventioneller Kraftwerke, welche mit Braun- oder Steinkohle betrieben worden sind, sehr viel günstiger als die erneuerbaren Energien, sind diese im Jahr 2021 fast flächendeckend billiger.

    Bei der Herstellung von elektrischem Strom anhand von fossilen Kraftwerken mittels Braunkohle schwankten die Kosten zwischen 4,6 und 6,5 Eurocent pro Kilowattstunde. Die Kilowattstunde Strom mittels Erdgas war leicht teurer mit circa 6 Cent. Die Stromerzeugung je Kilowattstunde durch erneuerbare Energien war hier sehr viel teurer mit 9,3 Cent durch Wind und bei 32 Cent mittels Photovoltaik.

    Vergleicht man diese Zahlen nun mit der aktuellsten Berechnung im Jahr 2021, erkennt man einen ganz klaren Trend. Strom aus erneuerbaren Energien wird stetig günstiger, sowie die Stromerzeugung durch konventionelle Kraftwerke teurer. Die Kosten für Solarstrom sind um mehr als 75 % gesunken und betragen jetzt zwischen 3,12 und 5,7 Cent je kWh. Konventionelle Kraftwerke, welche mit Braunkohle betrieben werden, weisen inzwischen Gestehungskosten zwischen 10,38 und 15,34 Cent pro kWh auf.

    Allerdings wird dieser negativ Trend der Kosten für nachhaltige Energie jedoch abflachen beziehungsweise stagnieren, da es sich bei der Stromerzeugung durch erneuerbare Energien um eine variable Produktion handelt. Dies bedeutet, dass im Gegensatz zu fossilen Brennstoffen die Stromerzeugung aus Wind und Photovoltaik von Wetter abhängig ist und nicht dauerhaft elektrische Energie gewonnen werden kann. Hierzu sind Pufferspeicher zwingend notwendig, wenn der Anteil an grünem Strom jenseits der 50 % steigt. Dieser Aufbau von einem Energiespeichernetzwerk wird die Stromgestehungskosten anheben. Da die Preise für Strom aus Gas oder Kohle jedoch weiterhin ebenfalls steigen werden, werden nachhaltige Energiesysteme dennoch immer lukrativ.

    Häufige Fragen zu Stromgestehungskosten

    Was beeinflusst die Stromgestehungskosten bei Solaranlagen?

    Die Stromgestehungskosten werden von Faktoren wie Anschaffungskosten, Modulwirkungsgrad, Betriebs- und Wartungskosten, Lebensdauer der Anlage, Zinssätzen, Standort und Klima beeinflusst.

    Wie wirken sich Größe und Anlagenart auf die Stromgestehungskosten aus?

    Größere Anlagen können aufgrund von Skaleneffekten niedrigere Kosten pro Kilowattstunde erzeugen. Unterschiedliche Anlagentypen, wie z.B. Dachanlagen, Freiflächenanlagen oder Aufständerungen, können unterschiedliche Stromgestehungskosten aufweisen.

    Inwiefern sind Stromgestehungskosten standortabhängig?

    Die Stromgestehungskosten variieren je nach Solarstrahlung, Klima und Installationskosten in der jeweiligen Region. Standorte mit hoher Sonneneinstrahlung weisen in der Regel niedrigere Stromgestehungskosten auf.

    Welche Rolle spielt der technologische Fortschritt bei Stromgestehungskosten?

    Mit dem technologischen Fortschritt sinken die Kosten für Solarmodule und Wechselrichter, was zu niedrigeren Stromgestehungskosten führt.

    Wie können Finanzierung und Förderung die Stromgestehungskosten beeinflussen?

    Finanzierungsmöglichkeiten und Förderprogramme können die Stromgestehungskosten senken, indem sie die Investitionskosten reduzieren oder günstigere Kreditkonditionen bieten.

    Carsten Steffen
    Autor: Carsten Steffen
    Carsten Steffen, Gründer von photovoltaik.sh, bringt sein tiefes Verständnis für Photovoltaik und seine Begeisterung für erneuerbare Energien ein, um Kunden in Schleswig-Holstein seit 2021 schneller und kostengünstiger zu ihrer eigenen Photovoltaikanlage zu verhelfen. Ermöglicht wird das Dank der Zusammenarbeit mit lokalen Solarteuren. Regelmäßige Schulungen runden unsere Expertise ab. Mit der Gründung von photovoltaik.sh sind wir Ihr vertrauenswürdigen Partner für alle, die ihren Stromverbrauch nachhaltig gestalten möchten.
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