Studie: Photovoltaik mit Batteriespeicher günstiger

(12.8.2024) Eine aktuelle Studie des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme zu den Stromerzeugungskosten verschiedener Kraftwerke zeigt, dass Photovoltaik-Anlagen auch in Kombination mit Batteriespeichern günstiger Strom produzieren, als Kohle- oder Gaskraftwerke. Seit 2010 berechnet das Fraunhofer ISE die sogenannten Stromgestehungskosten in pro KWh für Deutschland in regelmäßigen Abständen. Zum ersten Mal wurden auch die Stromgestehungskosten für Agri-Photovoltaik, Wasserstoffkraftwerke und neue Kernkraftwerke untersucht. Neben dem Ist-Stand für 2024 geben die Wissenschaftler auch eine Prognose für die Kostenentwicklung bis 2045 ab.

Laut Studie sind PV-Freiflächenanlagen und Onshore-Windenergieanlagen mit Kosten von 4,1 bis 9,2 ct/KWh 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 ct/KWh. Das resultiert aus den hohen Kostenunterschieden für Batteriesysteme von 400 bis 1.000 Euro/KWh in Kombination mit den Kostenunterschieden bei den PV-Anlagen und der unterschiedlichen Standortbedingungen, wie die Sonneneinstrahlung.

Prognose bis 2045: Stromgestehungskosten für erneuerbare Energien fallen weiter

Das Fraunhofer-Studienteam berücksichtigt für alle Kraftwerkstechnologien die Kostenentwicklungen sowohl für den Bau als auch den Betrieb der Anlagen bis 2045. Danach liegen im Jahr 2045 die Stromgestehungskosten bei kleinen PV-Dachanlagen zwischen 4,9 und 10,4 ct/KWh und zwischen 3,1 und 5,0 ct/KWh bei PV-Freiflächenanlagen. „Selbst kleine PV-Batteriesysteme könnten dann Stromgestehungskosten zwischen 7 und 19 ct/KWH erreichen, vorausgesetzt die Preise für Batteriespeicher sinken auf die angenommenen 180 bis 700 Euro/KWh”, sagt Dr. Verena Fluri, Wissenschaftlerin am Fraunhofer ISE und Mitautorin der Studie. 

Im Jahr 2045 könnten neu gebaute Windenergieanlagen Onshore zu Kosten zwischen 3,7 bis 7,9 ct/KWh Strom liefern. Auch Offshore- Windkraftanlagen haben ein starkes Kostenreduktionspotenzial. Preisverbesserungen für Windenergie erwartet das Forschungsteam hauptsächlich dank höherer Volllaststundenzahl und größerer Anlagen.

Flexible Kraftwerke als Sicherheitsreserve

In einem klimaneutralen Energiesystem, in dem der Anteil Erneuerbarer Energien hoch ist, braucht es neben Batteriespeichern auch flexibel regelbare Kraftwerke als Back-up. Dabei könnten einen Teil der benötigten Leistung zukünftig Biogas- und Biomassekraftwerke decken. In der Studie wurden die Stromgestehungskosten mit flexibler Fahrweise, also mit mittleren bis niedrigen Volllaststunden, gerechnet. Sie liegen für Biogas zwischen 20,2 und 32,5 ct/KWh. Bei Anlagen mit fester Biomasse liegen die Stromgestehungskosten mit Werten zwischen 11,5 und 23,5 ct/KWh merklich darunter.

Für ein im Jahr 2030 gebautes wasserstoffbetriebenes Gas- und Dampfturbinenkraftwerk zeigt die Studie 23,6 - 43,3 ct/KWh im flexiblen Betrieb. Die Stromgestehungskosten der flexiblen Technologien liegen deutlich über den Kosten der Erneuerbaren Energien, da CO₂-Kosten und die Beschaffung von Wasserstoff zentrale Kostentreiber seien. „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 1.000 bis 2.000 Betriebsstunden im Jahr 2045 für realistisch.