Was sind Stromgestehungskosten?

Bei den Berechnungen der Stromgestehungskosten werden die Kosten berücksichtigt, die mit dem Bau und Betrieb einer Energieanlage über ihren gesamten Lebenszyklus hinweg verbunden sind, einschließlich Kapital-, Brennstoff- und Wartungskosten. Verschiedene Stromgestehungskostenmodelle und -tools verwenden unterschiedliche Variablen, wobei einige Stromgestehungskostenformeln komplexer sind als andere. Stromgestehungskosten werden auch als „Levelized Cost of Electricity“ oder abgekürzt „LCOE“ bezeichnet.

Eine Energieanalyse unter Einbeziehung der Stromgestehungskosten hilft Unternehmen, Entwicklern und Investoren, die Wettbewerbsfähigkeit eines Energieerzeugungsprojekts zu bewerten. Sie ermöglicht auch den Kostenvergleich der Stromerzeugung zwischen verschiedenen Technologien, um Entscheidungsträger und Analysten bei ihren Entscheidungen zu unterstützen.

Die Stromgestehungskosten sind eine wichtige Metrik für die globale Energiewende – den Übergang von emissionsintensiven fossilen Energieträgern hin zu erneuerbaren Energietechnologien und kohlenstoffarmen Alternativen. Mit dem Wandel der wirtschaftlichen und politischen Rahmenbedingungen verändert sich auch die Geschäftswelt der Energiewende.

So verbessern beispielsweise neue staatliche Subventionen die Finanzierungsaussichten für Projekte im Bereich erneuerbare Energien, während steigende Brennstoffkosten Projekte auf Basis fossiler Brennstoffe weniger attraktiv machen. Inmitten solcher Entwicklungen können die Stromgestehungskosten den Entscheidungsträgern dabei helfen, die Kosteneffizienz und Realisierbarkeit verschiedener Technologien und Projekte zur Erzeugung sauberer Elektrizität zu bestimmen.

Trotz ihrer weit verbreiteten Verwendung raten Kritiker dazu, die Stromgestehungskosten mit Vorsicht zu betrachten. Sie zeichnen möglicherweise kein ganzheitliches Bild des Werts eines Energieprojekts, da die Formeln für die Stromgestehungskosten wichtige Faktoren wie standortspezifische Kosten und Zuverlässigkeit ausschließen.¹

Die Stromgestehungskosten können durch Division der Gesamtkosten eines Energieobjekts über seine gesamte Lebensdauer durch die Gesamtenergieerzeugung des Objekts über seinen Lebenszyklus ermittelt werden. In den Formeln für die Stromgestehungskosten kann auch ein Diskontsatz enthalten sein, um die Inflation und andere Faktoren zu berücksichtigen, die sich auf zukünftige Cashflows auswirken.

Das Ergebnis der Berechnung der Stromgestehungskosten ist der Preis, zu dem ein Energieerzeuger seine Energie verkaufen muss, um die Gewinnschwelle zu erreichen oder, in der Finanzwelt ausgedrückt, einen Kapitalwert (Net Present Value, NPV) von 0 zu erzielen. Er wird in der Regel als Preis pro Stromeinheit, z. B. Kilowattstunde (KWh) oder Megawattstunde (MWh), ausgedrückt.

Die einbezogenen Variablen und die Gesamtkomplexität dieser Energiekostenberechnung können je nach verwendeter Methode oder verwendetem Tool unterschiedlich sein. Das Tool des US-amerikanischen National Renewable Energy Laboratory (NREL) zur Bestimmung der Stromgestehungskosten ist beispielsweise ein einfacher Rechner, der acht Variablen berücksichtigt, während ein Tool der Stanford University mehr als ein Dutzend Variablen umfasst.

Auch wenn die Faktoren bei der Berechnung der Stromgestehungskosten variieren, sind folgende Faktoren üblich:

Die Berechnungen der Stromgestehungskosten erfordern die Eingabe einer bestimmten Anzahl von Jahren für die Analyse. Dabei handelt es sich häufig um die erwartete Lebensdauer des Energieerzeugungsprojekts, die in der Regel zwei Jahrzehnte oder mehr beträgt (je nach Art der Energieressource und der Technologie).

Ein Kapazitätsfaktor ist das Verhältnis zwischen der Energie, die von einer Erzeugungseinheit über einen bestimmten Zeitraum erzeugt wird, zu der Energie, die erzeugt worden wäre, wenn die Einheit während des gesamten Zeitraums mit voller Leistung gearbeitet hätte.

Eine Power plant, die ständig Energie erzeugt, hat zum Beispiel einen Kapazitätsfaktor von 100 %. In der Realität reichen die Kapazitätsfaktoren von 92% für Kernkraftwerke bis zu knapp 25% für Solar-Photovoltaik-Anlagen (PV-Anlagen)^.2

Der Kapitalaufwand beschreibt die Projektkosten im Vorfeld, einschließlich Landerwerb, Ausrüstung und Infrastruktur für den Betrieb. Zum Kapitalaufwand einer großen Onshore-Anlage für Windkraft können beispielsweise die Kosten für die Bewertung der Windressourcen am Projektstandort, die Windturbinengeneratoren, den Transport der Generatoren zum Projektstandort und die elektrische Verbindung des Energiesystems mit dem Stromnetz gehören.

Nicht zu verwechseln mit Kapitalkosten: Die Kapitalkosten bezeichnen die Kosten für die Finanzierung eines Projekts. Zu den üblichen Kapitalkosten zählen die für ein Darlehen gezahlten Zinsen. Zu den sonstigen Kapitalkosten gehören die Kosten im Zusammenhang mit der Eigenkapitalfinanzierung (Verkauf von Teilen) und der Ausgabe von Anleihen. Insgesamt spiegeln die Kapitalkosten das Risiko wider, das die Finanzmärkte bei der Finanzierung eines Projekts wahrnehmen.

In der Buchhaltung und im Finanzwesen ist ein Diskontsatz ein Zinssatz, der zur Bestimmung des aktuellen Werts zukünftiger Zahlungsströme verwendet wird. Im Energiesektor erhöhen niedrigere Diskontsätze tendenziell die Attraktivität von Projekten im Bereich erneuerbare Energien, die höhere Kapitalkosten und niedrigere Betriebskosten aufweisen. Im Gegenzug erhöhen höhere Diskontsätze die Attraktivität von Projekten im Bereich fossiler Brennstoffe, die niedrigere Kapitalkosten, aber höhere Betriebskosten aufweisen.

Brennstoffausgaben werden nur für Kraftwerke berücksichtigt, die Brennstoff benötigen, nämlich Wärmekraftwerke. Zu den von Wärmekraftwerken verwendeten Brennstoffen gehören fossile Brennstoffe wie Kohle und Erdgas sowie Biomasse. Auch Kernkraft ist eine Form von thermischer Energie, wobei in den Kraftwerken Uran verwendet wird, das zu Brennstoff verarbeitet wird

Die Wärmerate ist die Menge an Energie, die bei der Stromerzeugung verwendet wird, um eine Kilowattstunde (kWh) an Elektrizität zu erzeugen. Es handelt sich um ein Maß für die Effizienz eines Kraftwerks und ist, wie die Brennstoffkosten, im Allgemeinen eine Variable, die bei Wärmekraftwerken verwendet wird. Die Angabe erfolgt häufig in British Thermal Units (Btu) pro NettokWh.

Die Betriebs- und Wartungskosten, auch bekannt als O&M-Kosten, werden oft in zwei Kategorien unterteilt: fixe und variable Kosten. Fixkosten schwanken nicht in Abhängigkeit von der Energieproduktion, variable Kosten hingegen schon.

So stellen beispielsweise die Kosten für den Austausch von Geräten, die sich bei laufendem Kraftwerk schneller abnutzen (im Vergleich zu einem abgeschalteten Kraftwerk), variable Betriebs- und Wartungskosten dar. Andererseits ist eine jährliche Versicherungsprämie ein Beispiel für feste Kosten.

Weitere Faktoren, die in die Berechnung der Stromgestehungskosten einfließen können, sind u. a. die Kosten für Treibhausgasemissionen und die Kosten für die Stilllegung von Kraftwerken.

Energiespeichertechnologien können ein wichtiger Bestandteil von Projekten im Bereich erneuerbare Energien sein. Einige Formeln und Rechner für die Stromgestehungskosten, wie z. B. der NREL-Rechner, berücksichtigen jedoch nicht die Kosten für die Energiespeicherung.

Stattdessen können Analysten auf Formeln für die durchschnittlichen Speicherkosten (Levelized Cost of Storage, LCOS) zurückgreifen. Diese Formeln werden verwendet, um die Kosten pro Einheit der aus einem Energiespeichersystem über einen festgelegten Zeitraum abgegebenen Energie zu berechnen. LCOS-Formeln ähneln zwar den Formeln für die durchschnittlichen Stromgestehungskosten (LCOE), weisen jedoch einige wesentliche Unterschiede auf. So ersetzt die US Energy Information Administration in ihren LCOS-Berechnungen die in den Formeln für die durchschnittlichen Stromgestehungskosten verwendeten Brennstoffkosten durch die Kosten für den Strom, der zum Laden des Speichersystems verwendet wird.³

Unterschiedliche Technologien und Energieressourcen haben jeweils unterschiedliche Stromgestehungskosten. Seit mehr als einem Jahrzehnt sind die Stromgestehungskosten erneuerbarer Energiequellen wie Solarenergie, Onshore-Windenergie und Offshore-Windenergie aufgrund von Innovationen, wachsenden Skaleneffekten und staatlicher Unterstützung drastisch gesunken. 

Beispielsweise sanken die Stromgestehungskosten der Onshore-Windenergie von durchschnittlich 135 USD pro MWh im Jahr 2009 auf weniger als die Hälfte dieses Wertes im Jahr 2024. Im gleichen Zeitraum sank der Durchschnittspreis für Solarstrom aus Großanlagen von 359 USD pro MWh auf 61 USD.⁴

Die Stromgestehungskosten für Geothermie sind aufgrund der im Vergleich zu anderen Technologien für erneuerbare Energien relativ hohen Kapitalkosten nicht so stark gesunken. In Zukunft könnten die Preise jedoch aufgrund neuer Initiativen wie dem Enhanced Geothermal Energy Shot, einem Forschungsprogramm des US-Energieministeriums, weiter sinken.

Solche Abwärtstrends tragen dazu bei, dass erneuerbare Energiequellen wettbewerbsfähiger gegenüber gas- und kohlebefeuerten Kraftwerken werden, deren Stromgestehungskosten bis zu 228 USD bzw. 168 USD betragen, und unterstützen somit die globale Energiewende. Geopolitische Konflikte haben zu steigenden Kosten für fossile Brennstoffe und Strompreisen beigetragen, was die Attraktivität von Projekten im Bereich erneuerbare Energien weiter erhöht.

Die COVID-19-Pandemie und die daraus resultierenden Unterbrechungen der Lieferkette haben den Preisverfall bei den erneuerbaren Energien ausgeglichen. Bis 2024 wurden die Herausforderungen in der Lieferkette jedoch laut „Levelized Cost of Energy+“, einem jährlichen Bericht zu den Stromgestehungskosten des Finanzdienstleistungsunternehmens Lazard, bewältigt. Wie in den Vorjahren kamen die Analysten des Unternehmens zu dem Schluss, dass „die Kostenwettbewerbsfähigkeit der erneuerbaren Energien zu einer anhaltenden Verdrängung der konventionellen Erzeugung und zu einem Wandel des Energiemixes führen wird“.