Photovoltaik mit Batteriespeicher günstiger als konventionelle Kraftwerke

15. Aug. 2024 — Lesedauer 3 min

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15. Aug. 2024 — Lesedauer 3 min

Die Neuauflage der Studie des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE zu den Stromerzeugungskosten verschiedener Kraftwerke belegt, dass Photovoltaik-Anlagen mittlerweile auch in Kombination mit Batteriespeichern deutlich günstiger Strom produzieren als Kohle- oder Gaskraftwerke, wie einer aktuellen Mitteilung zu entnehmen ist.

Das Fraunhofer ISE berechnet die sogenannten Stromgestehungskosten – also die durchschnittlichen Erzeugungskosten pro Kilowattstunde Strom – für Deutschland seit 2010 in regelmäßigen Abständen. Die neue Analyse beinhaltet zum ersten Mal auch die Stromgestehungskosten für Agri-Photovoltaik, Wasserstoffkraftwerke und neue Kernkraftwerke. Neben dem Ist-Stand für 2024 geben die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler auch eine Prognose für die Kostenentwicklung bis 2045 ab.

PV-Freiflächenanlagen und Onshore-Windenergieanlagen sind mit Kosten von 4,1 bis 9,2 Cent pro Kilowattstunde laut Berechnungen der Studie nicht nur unter den erneuerbaren Energien, sondern unter allen Kraftwerksarten die kostengünstigsten Technologien in Deutschland. Die Stromgestehungskosten für PV-Batteriesysteme variieren in der Analyse für Deutschland zwischen 6,0 und 22,5 Cent pro Kilowattstunde. Die große Bandbreite ergibt sich aus den hohen Kostenunterschieden für Batteriesysteme (400 bis 1000 Euro pro Kilowattstunde) in Kombination mit den Kostenunterschieden bei den PV-Anlagen und der unterschiedlich hohen Sonneneinstrahlung am Anlagenstandort.

Stromgestehungskosten_Deutschland_2024 — Fraunhofer ISE

„Diese Berechnungen zeigen, dass die in Deutschland gerade anlaufenden Großprojekte mit einer Kombination aus PV-Freiflächenanlage, Windpark und stationären Batteriespeichern gute Investitionen sind“, sagt Dr. Christoph Kost, Abteilungsleiter für Energiesystemanalyse am Fraunhofer ISE und Hauptautor der Studie. „Durch die Kombination können hier beispielsweise Netzkapazitäten besser ausgenutzt werden.“

Stromgestehungskosten fallen für erneuerbare Energien bis 2045 weiter

Das Studienteam berücksichtigt für alle Kraftwerkstechnologien die Kostenentwicklungen für den Bau und den Betrieb der Anlagen bis 2045. Demnach 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 7 und 19 Cent pro Kilowattstunde erreichen, vorausgesetzt die Preise für Batteriespeicher sinken auf die angenommenen 180 bis 700 Euro pro Kilowattstunde“, sagt Dr. Verena Fluri, Wissenschaftlerin am Fraunhofer ISE und Mitautorin der Studie.

Im Jahr 2045 neu gebaute Windenergieanlagen könnten Onshore zu Kosten zwischen 3,7 bis 7,9 Cent pro Kilowattstunde Strom produzieren. Offshore- Windkraftanlagen haben ebenfalls ein starkes Kostenreduktionspotenzial. Preisverbesserungen für Windenergie erwartet das Forschungsteam hauptsächlich dank höherer Volllaststundenzahl und größerer Anlagen.

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 können perspektivisch Biogas- und Biomassekraftwerke decken. In der Studie wurden die Stromgestehungskosten mit flexibler Fahrweise gerechnet, also mit mittleren bis niedrigen Volllaststunden. 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.

Entwickung_Stromgestehungskosten_2024-2045 — Fraunhofer ISE

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 ISE und verantwortlich für diesen Teil der Studie. Er hält hier 1000 bis 2000 Betriebsstunden im Jahr 2045 für realistisch.

Quelle: Fraunhofer ISE – Pressemitteilung vom 06.08.2024

Michael Neißendorfer

Michael Neißendorfer ist E-Mobility-Journalist und hat stets das große Ganze im Blick: Darum schreibt er nicht nur über E-Autos, sondern auch andere Arten fossilfreier Mobilität sowie über Stromnetze, erneuerbare Energien und Nachhaltigkeit im Allgemeinen.

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Philipp:

Selbstlosigkeit ist eine Zier, aber weiter kommen wir ohne ihr. Oder so ähnlich…

Das muss sich über den Preis regeln, so wie er auch am Markt herrscht.

Wer nicht auf den Strompreis achten will, zahlt dann auch einfach mehr. Kann durchaus Sinn machen, für Menschen denen 2,50€ mehr egal sind, aber den Komfort haben wollen, sich nicht darum zu kümmern.

Ich sehe durchaus Konfliktpotential in Partnerschaften, wenn die eine Seite meint, wasche/koche/bügle/bohre/mähe/schweiße doch bitte 1,5h später, weil es dann 2,50€ günstiger ist oder gar, weil das dann besser für die Umwelt ist.

egon_meier:

Sarkasmus??

Auf jeden Fall sinkt der Preis für Litium am Weltmarkt deutlich – weil Überangebot und es gibt jede Menge Batteriekonzepte, die ohne Litium funktionieren und allmählich in den Markt laufen.
Oder etwa nicht?

Alles braucht seine Zeit.

Peter B.:

Bezüglich der Lastspitzen im Netz möchte ich hier etwas Propaganda absondern. Bei manchen Wechselrichtertypen könnt ihr einstellen, wann sie den Akku laden sollen.
Weiterhin habe ich meine Brauchwassererwärmung so eingestellt, dass morgens und Abends das Wasser im Speicher 42° nicht unterschreitet und mittags wird es auf 60° erhitzt.
Am Sonntag Mittag stecke ich die E-Karre ein.
Wenn jeder etwas bewusster/Netzdienlicher einspeist, dann haben wir auch ausreichend Zeit das Netz auszubauen.

Philipp:

Durch Batterien im Netz werden Lastspitzen verkleinert und der Netzausbau weniger dringlich.

Philipp:

Es ist nicht nur das Natrium, es ist auch Preussischblau statt NMC.
Trockenbeschichtung wäre dann noch der Renner, das ist aber unklar.

Stefan:

Mit dem Natrium Ionen Akku, dessen Produktion aktuell skaliert wird (unter anderem von der Firma Natron Energy) kann der Speicher Preis schnell auf 180€/ Kwh sinken. Die ersten Lithium Speicher sind mittlerweile auch schon für 400€/Kwh erhältlich. Die Akkuspeicher werden eine große Rolle bei der Transformation zu den erneuerbaren Energien spielen. Und der Natrium Ionen Akku wird im stationär Betrieb dabei eine große Rolle übernehmen. Neben seinem günstigen Preis ist er auch Fehler tolerant. Und weniger Energieintensiv bei der Produktion, weil Natrium besser verfügbar ist, als Lithium.

Patrik Schürmann:

Easy, kein Problem. Lithium haben wir eh im Überfluss. Der Netzausbau ist wahrscheinlich auch schnell gelöst, das Geld ist doch vorhanden. Oder etwa nicht?

Udo:

Wuerde man die Arbitrage der Heimspeicher/ zeitversetzte Bidirektionalitaät der E-Autos zulassen, lässt sich auch noch der mittägliche Peak der PV-Produktion beheben.Die Unterscheidung Grau-/Grünstrom ist deplatziert,stattdessen sollten die Stromnebenkosten als Saldo aus Bezug und Lieferung berechnet werden.