So funktioniert der LCOE-Rechner
Die Stromgestehungskosten beantworten eine einzige Frage: Welchen Durchschnittspreis pro MWh braucht diese Anlage, damit sie sich über ihre Lebensdauer trägt? Das funktioniert für jede Erzeugungstechnologie. Starte mit einer von 11 Voreinstellungen (Solarpark und Dach-PV, Onshore- und Offshore-Wind, GuD- und Spitzenlast-Gaskraftwerk, Kohle, Kernkraft, Wasserkraft, Geothermie und Biomasse) und überschreib dann beliebige Werte mit den Daten deines Projekts.
Alle Kosten und alle MWh werden mit deinem realen WACC auf heute abgezinst. Ein Euro im Jahr 20 zählt weniger als einer in der Bauphase, und dasselbe gilt für eine MWh, die im Jahr 20 erzeugt wird. Fünf Bestandteile werden getrennt annuisiert und aufeinandergestapelt: Kapitalkosten (einschließlich Bauzinsen und optionalem Rückbau), fixe Betriebskosten, variable Betriebskosten, Brennstoff und CO₂. Ein Sensitivitätsdiagramm zeigt, welcher Wert das Ergebnis am stärksten bewegt, und ein Vergleichsdiagramm rechnet alle 11 Technologien mit deinem CO₂-Preis durch.
Die Formel
Kapital = capex × IDC ÷ Σ [8.76 × CF × (1 − d)^(t−1) / (1 + r)^t] (pro kW, MWh pro kW und Jahr) Brennstoff = Heat Rate (GJ/MWh) × Brennstoffpreis (pro GJ) CO₂ = Heat Rate × CO₂-Faktor des Brennstoffs (t/GJ) × CO₂-Preis IDC = Mittelwert von (1 + r)^(k − 0.5) über die Baujahre k
Ohne Degradation und Bauzeit vereinfacht sich der Kapitalterm zur bekannten Form capex × CRF ÷ (8,76 × CF), wobei CRF = r(1+r)ⁿ / ((1+r)ⁿ − 1) der Kapitalwiedergewinnungsfaktor (Annuitätenfaktor) ist.
Rechenbeispiel: ein Solarpark
Die Standardwerte beschreiben ein typisches Solarprojekt von 2024: 750 pro kW Investitionskosten ohne Bauzinsen, 12 pro kW und Jahr fixe Betriebskosten, ein Kapazitätsfaktor von 18 % (1.577 kWh pro kW und Jahr), 30 Jahre Lebensdauer, 0,5 % Degradation pro Jahr, ein Jahr Bauzeit und ein realer WACC von 6 %.
- Annuitätenfaktor bei 6 % über 30 Jahre: 7,26 % pro Jahr
- Bauzinsen erhöhen die Investition um 3,0 % (ein halbes Jahr zu 6 %)
- Kapital: ≈ 37,4 pro MWh (82 % der Gesamtkosten)
- Fixe Betriebskosten: ≈ 8,0 pro MWh
- LCOE ≈ 45,4 pro MWh oder 4,5 Cent pro kWh, passend zum globalen Solar-Durchschnitt 2023 von IRENA mit 44 USD/MWh.
Wechselst du zur Voreinstellung GuD-Gaskraftwerk, dreht sich das Bild. Das Kapital macht nur rund 20 pro MWh aus, aber Brennstoff zu 8 pro GJ schlägt mit rund 53 zu Buche, und ein CO₂-Preis von 70 pro Tonne kommt mit weiteren rund 26 dazu.
So liest du die Ergebnisse
- LCOE ist der Break-even-Durchschnittspreis in realen Geldeinheiten. Vergleiche ihn mit dem Preis, den die Anlage tatsächlich erzielen kann. Bei Solar und Wind ist das der Capture Price, der in Märkten mit viel erneuerbarer Erzeugung oft 10–40 % unter dem Baseload-Durchschnitt liegt.
- Die Aufschlüsselung zeigt, wo du ansetzen musst. Kapitalintensive Technologien profitieren von günstigerer Finanzierung, brennstofflastige von niedrigeren Brennstoff- und CO₂-Preisen.
- Das Sensitivitätsdiagramm zeigt die LCOE, wenn sich jeder einzelne Wert um ±20 % ändert.
Typische Eingabewerte (2023–2024, in US-Dollar-ähnlicher Währung)
| Technologie | Investition /kW | Fixe Betriebskosten /kW·a | CF | Lebensdauer | Typische LCOE /MWh |
|---|---|---|---|---|---|
| PV-Freifläche | 600–1.000 | 8–17 | 15–28 % | 25–35 | 30–60 |
| PV-Dachanlage | 1.000–2.500 | 15–30 | 11–18 % | 25 | 70–150 |
| Onshore-Wind | 1.000–1.700 | 25–45 | 25–45 % | 25–30 | 30–70 |
| Offshore-Wind | 2.500–4.500 | 60–110 | 40–55 % | 25–30 | 70–140 |
| GuD-Gaskraftwerk | 800–1.300 | 12–25 | 40–70 % | 30 | 45–110 (brennstoffgetrieben) |
| Kohle | 1.500–4.000 | 35–80 | 50–80 % | 40 | 65–170 |
| Kernkraft (Neubau) | 5.000–12.000 | 100–160 | 85–93 % | 60 | 90–220 |
Tipps für niedrigere LCOE
- Günstiges Kapital schlägt günstige Hardware bei Erneuerbaren: Ein Prozentpunkt WACC entspricht rund 6–8 % der LCOE.
- Erhöhe den Kapazitätsfaktor mit besseren Standorten, Trackern, höheren Türmen und einem höheren DC/AC-Verhältnis.
- Verlängere die Lebensdauer mit hochwertigen Komponenten und Repowering. 35 statt 25 Jahre Betrieb senken die Kapitalkosten pro MWh um 10–15 %.
- Bau schneller. Lange Bauzeiten türmen Zinsen auf, vor allem bei Kernkraft und großen Wasserkraftwerken.
- Bei Wärmekraftwerken zählt der Wirkungsgrad. Ein Prozentpunkt mehr Wirkungsgrad spart bei einem GuD-Kraftwerk mit Gas zu 8 pro GJ etwa 1 pro MWh.
Grenzen
Die LCOE sind ein realer Kennwert vor Steuern auf Ebene der einzelnen Anlage. Steuern, Förderung, Inflation, Erlösprofil und Systemkosten bleiben unberücksichtigt. Brennstoff- und CO₂-Preise gelten real als konstant, ebenso der Kapazitätsfaktor (fossile Kraftwerke laufen oft seltener, je mehr Erneuerbare dazukommen). Die Voreinstellungen sind typische globale Werte; in einem bestimmten Land können die Kosten halb oder doppelt so hoch sein. Für eine Cashflow-Betrachtung mit Steuern und Fremdkapital nimmst du den Kapitalwert- und IRR-Rechner.
Methode & Annahmen
LCOE = [Σ (Investitiont + Betriebskostent + Brennstofft + CO₂t) / (1 + r)t] ÷ [Σ Et / (1 + r)t]. Die Investition verteilt sich gleichmäßig auf die Baujahre und wird bis zur Inbetriebnahme aufgezinst (Bauzeitzinsen). Energie pro kW = 8,76 MWh × Kapazitätsfaktor, jedes Jahr um die Degradation verringert. Brennstoffkosten pro MWh = Wärmeverbrauch × Brennstoffpreis; CO₂-Kosten = Wärmeverbrauch × CO₂-Faktor des Brennstoffs × CO₂-Preis. Fixe Betriebskosten gelten pro kW und Jahr und werden über die abgezinste Energie umgelegt.
Häufige Fragen
Was sind Stromgestehungskosten (LCOE)?
Wie hoch sind die Stromgestehungskosten von Solar und Wind heute?
Warum ist der Diskontsatz (WACC) so wichtig?
Wie rechne ich einen Brennstoffpreis in Kosten pro MWh Strom um?
Sind die LCOE ein fairer Vergleich zwischen Solar und Gas oder Kernkraft?
Welchen Kapazitätsfaktor soll ich ansetzen?
Quellen & Literatur
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