Hohe Strompreise, was dagegen tun – Teil 2 – Grüner OV Obernburg-Eisenbach

Teil 2: Kosten durch Stromerzeugung

Hohe Strompreise – was dagegen tun

Im ersten Beitrag wurde aufgezeigt, dass Deutschland die höchsten Strompreise für die Haushalte in Europa hat, wie sich die Preise in den letzten Jahren entwickelt haben und das es eine Kopplung des Strompreises mit dem Gaspreis gibt (Merit-Order) [1].

In diesem Beitrag geht es um die Kosten der Stromerzeugung und einen Blick auf den zukünftigen Strommix für Deutschland.

Wie wird der Strom in Deutschland erzeugt

Die folgende Grafik zeigt den Strommix in Deutschland für das Jahr 2025, beantwortet also die Frage, auf welche Art und Weise die insgesamt 440 TWh (netto) Strom erzeugt wurden [2].

Die Erneuerbaren Energien (Wind, Sonne, Biomasse, Wasserkraft) besitzen 2025 einen Anteil von 62% (netto), die konventionellen bzw. fossilen Energien 38% (Gas, Kohle, Öl).

Mit der Abschaltung der letzten 3 Kernkraftwerke in 2023 ist die Kernenergie nicht mehr an der Stromerzeugung beteiligt.

Wie unterscheiden sich die einzelnen Energieträger bei den Kosten

Der Vergleich der Kosten der Energieträger wird am besten mit dem Start-Bild des Fraunhofer Instituts ISE (s.0.) veranschaulicht [3]:

Aufgetragen sind die Stromgestehungskosten (engl. LCOE – levelised cost of electricity) der verschiedenen Energieträger. Bei diesem Konzept der LCOE werden die Kosten für die Errichtung (Kapitalkosten) und den jährlichen Betrieb einer Anlage im Verhältnis zur Stromerzeugungsmenge über die gesamte Lebensdauer verglichen.

Die Grafik zeigt sehr deutlich

geringe Stromkosten bzw. Kosten unter 10 ct/kWh sind in D nur mit Erneuerbaren Energien auf Basis Sonne und Wind erreichbar
Strom aus Biogas ist wegen der komplexen Technologie relativ teuer, der aus fester Biomasse hingegen deutlich günstiger
Strom aus fossilen Kraftwerken ist deutlich teurer als Strom aus Erneuerbaren Energien; Ausnahme sind erdgasbetriebene GuD-Kraftwerke, bei denen die anfallende Prozesswärme genutzt wird, um Dampf zu generieren und dadurch höhere Wirkungsgrade erzielt werden
die höchsten Kosten werden durch Strom aus Kernenergie verursacht, wobei hier konventionelle Großkraftwerke unterstellt und die Kosten für die Endlagerung noch nicht berücksichtigt sind (auf die aktuell oftmals diskutierten Mini-Reaktoren, den SMR = Small Modular Reactors wird nachfolgend eingegangen)

Die Schlussfolgerung liegt auf der Hand: sollen geringere Stromkosten erreicht werden, ist dieses nur mit einem höheren Anteil an Erneuerbaren Energien aus Wind und Sonne möglich.

In Spanien hat die konsequente Ausrichtung auf Erneuerbare Energien dazu geführt, dass diese Land nun zu den günstigsten Elektrizitätsmärkten in Europa inkl. GB gehört und seine Abhängigkeit von Öl und Gas drastisch verringert hat [35].

Natürlich, der erzeugte Strom muss auch verteilt werden (Netzentgelte) und es gibt weitere wichtige Faktoren der Energiepolitik wie z.B. Versorgungssicherheit (Dunkelflauten) sowie geopolitische Unabhängigkeit. Die Kosten der Stromverteilung werden nachfolgend bzw. im folgenden Beitrag (Teil 3, Kosten durch Netzentgelte) diskutiert.

Welche Kostenentwicklung der Energieträger ist zu erwarten

Nachfolgende Grafik zeigt die Kostenentwicklung verschiedener Energieträger im Zeitraum 2010 – 2019 [4].

Erneuerbare Energien sind heute deutlich günstiger (positive Lernkurve, d.h. geht nach unten), die Kosten für Kernenergie sind gestiegen (negative Lernkurve), die Preise für Kohleverstromung (Coal) haben sich kaum verändert.

Erneuerbare Energien

Bei der Solarenergie durch Photovoltaik kommen 2 Effekte zusammen und wirken kostenverringernd: die Herstellungskosten pro Modul sinken, gleichzeitig steigt der Wirkungsgrad pro Modul. Mittlerweile werden aus der Forschung Wirkungsgrade von über 40% berichtet [5].

Die Kostenreduktion bei der Windenergie kommt aus größeren bzw. höheren Offshore-Anlagen von mittlerweile bis zu 18 GW Leistung. Off-shore können die sog. free-float Anlagen zu einer Kostenreduktion beitragen.

Sehr interessant sind die Potenziale durch eine Ausweitung der Europäischen Kooperation beim Stromnetz. Vor allem eine Kooperation mit Großbritannien kann dazu führen, dass die Windenergie deutlich wirksamer ausgenutzt wird; die Windenergieanlagen sind stärker ausgelastet, der Preis pro kWh sinkt weiter.

Zudem gibt es Einsparpotenzial ohne an Windkraft-Leistung zu verlieren, wenn Windräder zu eng beieinander geplant werden und sich dadurch gegenseitig Wind wegnehmen („Wake-Effekt“), indem einfach das eine oder andere Windrad nicht installiert wird [38].

Das Potenzial an Wasserkraft ist hierzulande ausgereizt, zusätzliche Kapazitäten sind eher unwahrscheinlich. Eine Idee hat vor wenigen Jahren für Aufsehen gesorgt: können nicht stillgelegt Bergwerksstollen für die Gewinnung von Strom aus Wasserkraft genutzt werden [32].

Bei Strom aus Biogas/Biomasse gibt es für konventionelle Anlagen kein relevantes Potenzial mehr, der Anbau von riesigen Maisflächen für die Biogasgewinnung ist wenig nachhaltig. Allerdings kann die Leistung vorhandener Anlagen durch moderne Generatoren deutlich erhöht werden, was diese modernisierten Anlagen kostengünstiger als Gas- / Wasserstoff-befeuerte Anlagen macht [6].

Und dann sind neue Technologien wie die von Reverion vielversprechend, bei der je nach Bedarf Strom, Methan oder Wasserstoff hergestellt werden kann [7].

Stromspeicher

Extrem wichtig für die Erneuerbaren Energien bzw. deren Nutzungsgrad sind Stromspeicher. Deren Kosten sinken weiterhin, was den Einsatz von Sonne und Wind noch attraktiver macht.

Die Speicher sorgen für ein wesentlich breiteres Einsatzfenster vor allem der Sonnenenergie, was die folgende Grafik verdeutlich. Der Überschussstrom zur Mittagszeit wird gespeichert und in der Hauptverbrauchszeit gegen Abend genutzt [8].

Der Strom wird dadurch steuerbar (engl. dispatchable) und die Grafik zeigt auf, dass diese Steuerbarkeit des Stroms beim Einsatz von Batteriespeichern mittlerweile nur noch $33/MWh kostet.

Die Konsequenzen aus diesem deutlich höheren Nutzungsgrad Erneuerbarer Energien sind sehr bedeutsam, nämlich u.a.

geringere Kosten für den Netzausbau
ein geringerer Bedarf an mit Gas oder später mit Wasserstoff betriebenen Reservekraftwerken für Dunkelflauten

Beeindruckend ist die ständig wachsende Zahl an den unterschiedlichsten „Stromspeichern“, die alle dazu beitragen, das Einsatzfenster der Erneuerbaren Energien zu verbreitern und dadurch kosteneffizienter machen. Einige Beispiele:

Organic / Liquid-Flow-Batterien (z.B. von CMBlue): die Stromspeicherung erfolgt nicht wie bei konventionellen Batterien in Metallen, sondern in Flüssigkeiten [9, 10]
Druckluftspeicher: mit Überschussstrom wird Luft komprimiert und bei Bedarf wieder entspannt, wodurch Strom erzeugt wird [11, 12, 13]
Gravitationsspeicher: mit Überschussstrom werden Gewichte hochgehoben und bei Bedarf abgesenkt, wodurch Strom erzeugt wird [14]
Sandspeicher: Sand besitzt eine sehr hohe Wärmekapazität, wird mit Überschussstrom aufgeheizt, die Wärme wird bei Bedarf genutzt und kann ein ganzes Dorf versorgen [15]
Turmspeicher / Carnot-Batterie: sehr gut isolierte Behälter werden mit Wasser, Flüssigsalze / Sole oder Vulkangestein gefüllt und mit Überschussstrom aufgeheizt; das heisse Wasser kann für Beheizung verwendet werden, während aus z.B. 750°C heisser Sole mit Hilfe einer Turbine Strom erzeugt werden kann [16, 17]
Speicherbecken: Wasser in gut isolierten Becken wird durch Überschussstrom erwärmt, die Wärme wird dann für Nahwärmenetze genutzt [18, 19]
Aquiferen-Speicher: Grundwasser wird mit Überschussstrom im Sommer erwärmt, die Wärme wird im Winter wieder entnommen, ein in den Niederlanden bereits vielfach praktiziertes Verfahren [20]
Wasserstoff: durch Elektrolyse wird aus Wasser und (Überschuss- Strom Wasserstoff (H2) erzeugt und dieser für eine spätere Nutzung (Reservekraftwerke, längere Dunkelflaute) z.B. Salzkavernen zwischengespeichert

Einsatzfenster verbreitern bedeutet nicht nur vom Mittag hin zum Abend, sondern auch vom Sommer in den Winter, diese Speicher werden dann „Saisonale Speicher“ genannt. Die Kombination dieser Langzeitspeicher mit den volatilen oder fluktuierenden Energien aus Sonne und Wind sind eine große Chance für die Energie- sowie Wärmewende und machen den Strom aus Sonne und Wind noch wertvoller [21, 22].

Fossile Energieträger

Die Fossilen Energieträger brauchen eigentlich nicht diskutiert zu werden. Wir wollen und wir müssen aus dieser Art der Energiegewinnung aussteigen (Treibhauseffekt, Abhängigkeit), der Anteil am Strommix muss und wird auch stetig abnehmen.

Das gilt auch für Gaskraftwerke, die wir in begrenztem Maß als Reservekraftwerke für die Dunkelflauten benötigen. Diese sollen später klimaneutral mit Wasserstoff an Stelle von Erdgas betrieben werden, ebenfalls nur für den Reserveeinsatz, denn Wasserstoff ist als Brennstoff viel zu teuer.

Wasserstoff ist nicht nur teuer und gefährlich (explosiv), sondern auch aggressiv: H2 greift die Stähle der Maschinen an, wodurch sich die Lebensdauer verringert und die Kosten der Reservekraftwerke steigen [24].

Dass Gaskraftwerke sehr teuer sind, zeigt ein aktueller Beitrag, der von Kosten bis zu 67 ct/kWh berichtet, wenn erforderliche Nebenkosten berücksichtigt werden [25].

Als Zwischenfazit gilt: so viel Gaskraftwerke wie nötig, so wenig wie möglich. Und auch hier soll wieder auf die Abhängigkeit Deutschlands von den Gas- und Öl-Lieferländern hingewiesen werden.

Achtung Gasfalle: immer mehr Privathaushalte fallen durch den Einsatz der kostengünstigeren Wärmepumpe als Gaskunden weg und auch ganze Städte wie z.B. Mannheim haben bereits das Stopp der Gasversorgung angekündigt [39] –> die Kosten für die Netze können natürlich nicht im gleichen Maße verringert werden, müssen also von immer weniger Kunden getragen werden –> dadurch steigen die Kosten für die verbleibenden Nutzer deutlich. Aktuell Berechnungen sprechen von 10-fach höheren Netzentgelten in 2045 [40].

Kernenergie

Kernenergie bleibt mit die teuerste Art der Stromgewinnung, daran ändern auch neue Reaktorkonzepte nichts. Diese Energieart ist die einzige mit einer negativen Lernkurve, die Erzeugung einer kWh Atomstrom ist in den letzten Jahren immer teurer geworden (Bild 4).

Eine Konsequenz davon ist der stetig sinkende Anteil der Kernenergie am weltweiten Strommix. Zwar ist die erzeugte Menge an Atomstrom in MWh in den letzten Jahren relativ konstant, wegen der massiven Zunahme an Leistung vor allem bei der deutlich günstigeren Solarenergie, nimmt der Anteil der Kernenergie zunehmend ab [26].

Wichtig ist zu beachten, dass 80% der diskutierten Projekte aus Ländern mit Atomwaffen stammen und dass zudem in den nächsten Jahren mehr AKW stillgelegt als neu gebaut werden [41].

SMR – Small Modular Reactors

An diesem Trend werden auch die SMR – Small Modular Reactors, die sog. Mini-Reaktoren oder „Mini-Meiler“ (Markus Söder) nichts ändern. Bezeichnend ist, dass es „nur“ Politiker sind, die einen Wiedereinstieg in die Kernenergie befürworten, nicht aber Vertreter aus der Wirtschaft oder Energieunternehmen.

Weltweit laufen bislang nur 2 SMR-Pilotanlagen, in Deutschland kann ein solches neues Konzept aus Sicht des Autors erst gegen 2040 produktiv werden, anderslautende Ansagen der Bayerischen Regierung sind auch aus Sicht des Autors völlig unrealistisch.

Die Kosten dieser Mini-Reaktoren liegen den aktuellen Einschätzungen über denen konventioneller AKW und somit können diese auch nicht zu geringeren Stromkosten beitragen [42].

Der Strombedarf von Datencenter für Künstliche Intelligenz Anwendungen ist nach wie vor der Haupttreiber für die SMR, so sind es vor allem die US-Techfirmen wie Microsoft, Meta, Google oder Amazon, die an SMR-Projekten beteiligt sind. Die Idee ist zunächst plausibel: einen oder mehrere SMR versorgen direkt und ausschließlich große Datencenter, die permanent eine hohe Stromleistung von z.B. 800 MW Grundlast benötigen.

Mittlerweile kann diese Grundlast rund um die Uhr deutlich einfacher und günstiger von Kombinationen aus Solarenergie und Batteriespeicher bereitgestellt werden [27]. Überall dort, wo ausreichend Sonnenstunden vorhanden sind, wird es keine SMR für Datencenter geben: viel zu teuer, viel zu komplex, viel zu gefährlich und lösen auch das Atommüll-Problem nicht [41].

Für weitere Informationen zum Thema SMR sei auf einen Beitrag des Autors bei Meine-News verwiesen [28].

Frankreich, wirklich ein Beispiel für billigen Atomstrom?

Bei der Diskussion um Strompreise und Kernenergie wird immer auf die niedrigen Strompreise von Frankreich verwiesen, was als Beleg dafür vorgebracht wird, dass Kernenergie sehr wohl sehr günstig sein kann. Tatsächlich betrug der Industriestrompreis in 2025 nur 4,2 ct/kWh, in 2026 wurde dieser nun auf 7,0 ct/kWh angehoben.

Alte abgeschriebene Kernkraftwerke erzeugen kostengünstig Strom. Diese Kosten aus unserem Nachbarland spiegeln aber nicht die gesamten Kosten wieder und werden seit vielen Jahren durch den frz. Staat erheblich subventioniert. Der Schuldenberg Frankreichs wächst auch durch die Stromsubventionen beständig an und hat mit gegenwärtig knapp 120% (Deutschland ca. 63%) sehr bedrohliche Ausmaße angenommen, die Diskussionen um eine neue Euro-Schuldenkrise werden weit Monaten geführt [36].

Frankreich steckt aus Sicht des Autors energiepolitisch und wirtschaftlich in der Klemme, Deutschland ist perspektivisch deutlich besser aufgestellt.

Das letzte neue Atomkraftwerk Flamanville hat zu einem Desaster bei den Kosten geführt. Es wird interessant zu beobachten, wie Frankreich die angekündigten neuen Reaktoren als Ersatz für die demnächst stillzulegenden Anlagen finanzieren will.

Abschließend zur Kernenergie sei auf eine Stellungnahme der EnBW mit dem Titel „Mehr Kosten als Nutzen: Drei Gründe, warum Atomkraft keine wirtschaftliche Alternative ist“ verwiesen [37].

Technische Innovation und die Lernkurve

Wegen der Bedeutung der technologischen Entwicklung für die zukünftige sichere und kosteneffiziente Stromversorgung soll dieser Aspekt hier noch einmal verdeutlicht werden.

Das entscheidende Stichwort ist die sogenannte „Lernkurve“, die zeigt, wie schnell sich die Kosten von Jahr zu Jahr verringern. Die folgende Grafik zeigt die steile Lernkurve bei den Solarmodulen, wonach der Preis von 1976 bis 2019 um 99,6% gesunken ist [29]. Nach 2019 ging es bekanntlich genauso weiter. Die Kosten für Li-Ionen-Batteriespeicher sind von 1991 bis 2024 um 99% gefallen [30].

Eine steile Lernkurve bedeutet nichts anderes, als dass die gleiche Leistung in MW zukünftig deutlich weniger kostet.

Die Konsequenz aus diesen erfreulichen Entwicklungen vor allem bei der Solarenergie in Verbindung mit Batteriespeichern ist am deutlichsten zu erkennen, wenn die installierten Kapazitäten weltweit verglichen werden [31]:

In 2021 wurden 160 GW Solarleistung installiert, in 2024 bereits 560 GW. Die installierte Leistung bei den Kernkraftwerken ist dagegen kaum merklich.

Nichts deutet darauf hin, dass sich an diesen Trends etwas ändern wird, im Gegenteil: nahezu täglich kommen Meldungen aus den Labors, die eine klare Botschaft vermitteln: die Stromgewinnung v.a. aus Sonne in Verbindung mit Speichern wird immer kostengünstiger, das Einsatzfenster immer breiter.

Nachfolgende Grafik zeigt den Trend der LCOE von Wind, Solar und Batteriespeicher bis 2035: die LCOE verringern sich weiter, bei den Batteriespeichern besonders signifikant [33].

Eines der vielen aktuellen Beispiele für eine weitere Innovation sind Solarziegel, also Ziegel mit einer energieerzeugenden Beschichtung [34]. Diese Solarfolien werden nun nicht mehr nur bei Fenstern eingesetzt, für flexible Folien gibt es vielfältige attraktive Anwendungen.

Fazit

Strompreise im einstelligen Bereich, also unter 10 ct/kWh sind nur durch Erneuerbare Energien zu erreichen. Wird deren Anteil weiter erhöht, verringern sich die Kosten für die Stromerzeugung.

Entscheidend dabei ist, das Nutzungspotenzial von Energie aus Sonne und Wind zu erhöhen, was durch Speichertechnologien gelingt.

Kernenergie kann nicht zu einer Verringerung der Strompreise beitragen, dazu ist diese Technologie zu teuer. Die Lernkurve ist negativ, die Kosten haben sich also bei den neuen oder modernsten Anlagen weiter erhöht. Eine Trendwende ist durch nichts zu erkennen, auch nicht durch die Mini-Atomreaktoren.

Sonne + Wind + Speicher alleine sind dennoch nicht ausreichend. So richtig effizient wird die Stromversorgung durch Erneuerbare Energie nur in Verbindung mit einer flexiblen Netzinfrastruktur, welche Inhalt des nächsten Beitrages Teil 3 ist.

Dr.-Ing. Christian Blaufelder

Der nächste Beitrag zu den Kosten der Stromverteilung (Netzentgelte) erscheint am 19.4.

Quellen

[1] https://www.meine-news.de/obernburg-amain/c-energie-und-umwelt/hohe-strompreise-was-dagegen-tun_a231266[2] https://strom-report.com/strommix/

[3] https://www.ise.fraunhofer.de/de/veroeffentlichungen/studien/studie-stromgestehungskosten-erneuerbare-energien.html

[4] https://ourworldindata.org/cheap-renewables-growth

[5] https://priwatt.de/blog/neue-solarzellen-mit-41-wirkungsgrad/?srsltid=AfmBOorBw2vi-IMjH9OR9t9OwMqtJg2rTu6LmWXxdwpCKkub4Td-4v-P

[6] https://www.evt.tf.fau.de/faustudie_biogasimenergiesystem2024/?trk=public_post_comment-text

[7] https://www.topagrar.com/energie/news/mehr-strom-aus-biogas-reverion-kraftwerk-erreicht-effizienz-weltrekord-a-20018476.html

[8] https://ember-energy.org/latest-updates/batteries-now-cheap-enough-to-deliver-solar-when-it-is-needed/

[9] https://www.windindustrie-in-deutschland.de/news/cmblu-energy-setzt-neue-massstaebe-fuer-langfristige-energiespeicherung

[10] https://www.br.de/nachrichten/bayern/alzenau-organische-gigabatterie-game-changer-fuer-energiewende,UuEAd7e