15.03.2024
Die Pläne der Bundesregierung sehen vor, dass Deutschland bis 2045 seinen Energiebedarf zu 100 % aus erneuerbaren Energien deckt. Mit dem folgenden Rechner können Sie den voraussichtlichen Versorger-Strompreis je kWh berechnen. Es geht bei der Berechnung nicht um Präzision. Vielmehr sollen

1. die Größenordnungen an Energie, um die es geht,
2. grundsätzliche Überlegungen zur Versorgungsstruktur und Versorgungssicherheit, sowie
   
3. die Behauptungen zu zukünftigen Energiepreisen (Brückenstrompreis)
   

untersucht und auf Plausibilität geprüft werden.

Annahmen:

Wasserkraft, Geothermie und Biogasanlagen spielen, gemessen am gesamten Endenergiebedarf nur eine vernachlässigbar kleine Rolle und sind kaum weiter ausbaufähig.  Es wird daher im Folgenden davon ausgegangen, dass zur Speicherung und Pufferung des Energiebedarfs Wasserstoff verwendet wird, wie es die Bundesregierung plant. Dieser wird mittels Elektrolyse aus grünem Strom gewonnen und dann in H2-ready-Gaskraftwerken rückverstromt. Kohlekraftwerke sollen bereits 2030 abgeschaltet werden.

Die Alternative zu Gaskraftwerken, Strom auch in Form von Batterie-Akkus zu speichern, mag für Privathaushalte oder bestimmte Unternehmen eine wirtschaftlich sinnvolle Ergänzung zu PV- und WKA-Anlagen sein. Für Energieversorgungsunternehmen sind Batteriespeicher aber KEIN wirtschaftliche Alternative oder Ergänzung.

Begründung:

Der Endenergiebedarf im Jahr 2022 betrug rund 2,3 Petawattstunden (pWh), das entspricht 2,3 Billionen Kilowattstunden. Es ist plausibel davon auszugehen, dass sich der Endenergiebedarf bis zum Jahr 2045 auf ca. 1,8 pWh verringern wird. Grund sind vor allem

• • die Abwanderung energieintensiver Unternehmen in das Ausland, sowie
  • die höhere Energieeffizienz von Elektro-PKW und Wärmepumpenheizungen.

1,8 Billionen kWh pro Jahr entspricht einer Leistung von 205.000.000 KW je Stunde im Jahresdurchschnitt. Um diese Leistung bereitzustellen, sind ca. 1.000 Gaskraftwerke der 200 MW-Klasse notwendig. Alternativ könnte diese Leistung auch von ca. 41.000.000 Tesla Autobatterien (60 kWh je Batterie) zur Verfügung gestellt werden, für rund 12 Stunden. Eine einzelne Tesla-Batterie kostet im Jahr 2024 rund 10.000,- €.
Die Gesamtkosten für solch einen Riesen-Akku lägen also bei rund 410 Mrd. Euro. Dieser würde aber nur für 12 Stunden Strom liefern. Im Winter, wenn PV-Anlagen fast keinen Strom liefern können aber auch Flauten von mehreren Wochen auftreten. Daher müssen für die Versorgungssicherheit in jedem Fall Gaskraftwerke und ausreichend Leistung (mind. 205 Gigawatt) und Wasserstoff für mehrere Wochen bereitgehalten werden.

Wenn aber die Versorgung mittels ausreichend Gaskraftwerken bereits gesichert ist, würden Batteriespeicher

a) eine teure Doppelversorgung darstellen und
b) die Wirtschaftlichkeit der Gaskraftwerke reduzieren, da diese dann entsprechend weniger Volllaststunden in Betrieb wären.
Aus ökonomischen Gründen erscheinen Akku-Speicher daher AUS SICHT EINE ENERGIEVERSORGUNGSUNTERNEHMENS nicht sinnvoll.

Die Berechnung erfolgt in 9 Schritten:

1. Ausgangspunkt ist das Berechnungsziel, den Preis für genau 1 kWh Strom inklusive der Speicherkosten zu bestimmen.
2. Ein Teil des produzierten Stroms wird unmittelbar verbraucht, der übrige Teil wird zunächst in Form von Wasserstoff zwischen gespeichert. Hier wird bestimmt, welcher prozentuale Anteil des verbrauchten (nicht des produzierten) Stroms in Form von Wasserstoff zwischengespeichert wird.
3. Im dritten Schritt kann der Strompreis für den Wind- und PV-Kraftwerksbetreiber bestimmt werden. Der Standardwert ist 8 Cent je KWh.
4. Ausgehend vom Anteil des in Schritt 2. Anteils der einen kWh Strom werden hier die erforderliche Menge Wasserstoff und die Betriebskosten des Gaskraftwerks bestimmt. Die Ausgangsenergie an dieser Stelle ist wieder Strom, die Eingangsenergie ist natürlich Wasserstoff.
5. Wasserstoff muss unter hohem Druck oder extremer Kühlung gelagert und transportiert werden. Hierbei geht ein erheblicher Teil der Energie verloren, der hier bestimmt werden kann. Auch die Betriebskosten für den Anlagenbau und Personal je KWh kann hier bestimmt werden.
6. Auch die Elektrolyse-Anlagen müssen gebaut und unterhalten werden, die Betriebskosten können hier bestimmt werden. Weiterhin kann der Wirkungsgrad von Elektrolyseanlagen bestimmt werden.
7. Das Zwischenergebnis im Schritt sieben zeigt die gesamte Strommenge, die produziert werden muss, um eine KWh regelbaren Strom beim Verbraucher zu erzeugen.
8. Im achten Schritt sind alle Kosten der Stromerzeugung für eine KWh zusammen gefasst.
9. Im neunten Schritt werden die Nebenkosten, wie Steuern und Abgaben hinzuaddiert und der Endpreis beim Verbraucher ermittelt.

Das folgende Schaubild visualisiert die Rechenschritte: