Energietechnologien im Vergleich: Kosten, CO₂, Fläche, Sicherheit

Technologie	Kapazitätsfaktor %	LCOE $/MWh	Lebenszyklus g CO₂e/kWh	Fläche m²/MWh	Todesfälle / TWh	Bauzeit, Jahre
Photovoltaik (Freifläche)	11–25	29–92^L	48 (18–180)	19	0,02	0,5–1,5
Photovoltaik (Dach)	10–20	67–282^L	41 (26–60)	≈0 (auf Gebäuden)	0,02	0,1–0,3
Onshore-Wind	25–45	27–73^L	11 (7–56)	≈1 direkt / ≈99 inkl. Abstandsflächen	0,04	1–2
Offshore-Wind	38–55	74–139^L	12 (8–35)	≈0,4 (Meeresboden)	0,04	2–4
Wasserkraft (Speicher)	30–60	30–150^I	24 (1–2.200)	14 (stark standortabhängig)	1,3	4–10
Kernkraft	80–93	142–222^L	12 (3,7–110)	0,3	0,03	5–10
GuD-Gaskraftwerk	40–70	45–108^L	490 (410–650)	≈1	2,8	2–3
Gasspitzenkraftwerk (OCGT)	5–15	110–228^L	650 (550–800)^*	≈1	2,8	1–2
Kohle	40–70	69–168^L	820 (740–910)	15 (inkl. Bergbau)	24,6	4–6
Öl / Diesel	5–40	200–400^E	840 (510–1.170)^*	≈2	18,4	0,5–2
Geothermie	70–90	64–106^L	38 (6–79)	≈1–5	k. A.	3–6
Bioenergie (Anbaubiomasse)	50–85	50–200^I	230 (130–420)	≈60–1.000+ (Energiepflanzen)	4,6	2–4
Solarthermie-Kraftwerk (mit Speicher)	30–55	70–200^I	27 (8,8–63)	22	k. A.	2–4
Meeresenergie (Gezeiten & Wellen)	20–40	200–450^O	17 (5,6–28)	≈0 (Meeresfläche)	k. A.	2–5
Batteriespeicher (4 h, LCOS)	10–25	120–300^S	abhängig von der Ladestromquelle	≈0,5	k. A.	0,5–1,5

Technologie

Kapazitätsfaktor %

LCOE $/MWh

Lebenszyklus g CO₂e/kWh

Fläche m²/MWh

Todesfälle / TWh

Bauzeit, Jahre

Photovoltaik (Freifläche)

11–25

29–92^L

48 (18–180)

0,02

0,5–1,5

Photovoltaik (Dach)

10–20

67–282^L

41 (26–60)

≈0 (auf Gebäuden)

0,02

0,1–0,3

Onshore-Wind

25–45

27–73^L

11 (7–56)

≈1 direkt / ≈99 inkl. Abstandsflächen

0,04

1–2

Offshore-Wind

38–55

74–139^L

12 (8–35)

≈0,4 (Meeresboden)

0,04

2–4

Wasserkraft (Speicher)

30–60

30–150^I

24 (1–2.200)

14 (stark standortabhängig)

1,3

4–10

Kernkraft

80–93

142–222^L

12 (3,7–110)

0,3

0,03

5–10

GuD-Gaskraftwerk

40–70

45–108^L

490 (410–650)

≈1

2,8

2–3

Gasspitzenkraftwerk (OCGT)

5–15

110–228^L

650 (550–800)^*

≈1

2,8

1–2

Kohle

40–70

69–168^L

820 (740–910)

15 (inkl. Bergbau)

24,6

4–6

Öl / Diesel

5–40

200–400^E

840 (510–1.170)^*

≈2

18,4

0,5–2

Geothermie

70–90

64–106^L

38 (6–79)

≈1–5

k. A.

3–6

Bioenergie (Anbaubiomasse)

50–85

50–200^I

230 (130–420)

≈60–1.000+ (Energiepflanzen)

4,6

2–4

Solarthermie-Kraftwerk (mit Speicher)

30–55

70–200^I

27 (8,8–63)

k. A.

2–4

Meeresenergie (Gezeiten & Wellen)

20–40

200–450^O

17 (5,6–28)

≈0 (Meeresfläche)

k. A.

2–5

Batteriespeicher (4 h, LCOS)

10–25

120–300^S

abhängig von der Ladestromquelle

≈0,5

k. A.

0,5–1,5

So liest du diesen Vergleich

Keine einzelne Kennzahl kürt einen Sieger. Die Stromgestehungskosten (LCOE) geben die Kosten pro MWh am Kraftwerkszaun über die gesamte Lebensdauer an, sagen aber nichts darüber, wann der Strom kommt. Eine MWh aus einem Gasspitzenkraftwerk an einem Januarabend um 19 Uhr ist für das Netz mehr wert als eine MWh Solarstrom an einem Mittag im Mai. Deshalb dürfen steuerbare CO₂-arme Quellen (Kernkraft, Geothermie, Wasserkraft mit Speicher) höhere LCOE haben, und deshalb wird Solar heute standardmäßig mit Batteriespeichern kombiniert.

Der Kapazitätsfaktor verbindet Kosten und Ertrag: Verteilen sich dieselben Investitionskosten auf doppelt so viele Stunden, halbiert sich der Kapitalanteil der LCOE. Probier es im LCOE-Rechner oder im Kapazitätsfaktor-Rechner aus.

Lebenszyklus-Emissionen und Todesfälle pro TWh zeigen die externen Kosten, die Marktpreise weitgehend ausblenden. Bei beiden schneiden Wind, Solar, Kernkraft und Wasserkraft um ein bis drei Größenordnungen besser ab als Kohle und Öl. Beim Flächenbedarf unterscheiden sich die CO₂-armen Quellen am stärksten: Kernkraft und Gas sind kompakt, Solarparks, weitläufige Windparks und vor allem Bioenergie aus Anbaupflanzen brauchen pro MWh viel mehr Fläche. Ein Großteil der Flächen von Windparks und Agri-PV wird allerdings weiter landwirtschaftlich genutzt.

Häufige Fragen

Welche Stromquelle ist am günstigsten?

Bei Neuanlagen haben Onshore-Wind und große Freiflächen-PV in den meisten Märkten die niedrigsten Stromgestehungskosten ohne Förderung (in der Lazard-Analyse 2024 etwa 27–92 USD/MWh), gefolgt von GuD-Gaskraftwerken mit 45–108 USD/MWh. Die LCOE enthalten nicht die Kosten, um schwankende Erzeugung abzusichern; bei sehr hohen Wind- und Solaranteilen steigen deshalb die Systemkosten.

Welche Quelle hat die niedrigsten Lebenszyklus-Emissionen?

Laut IPCC AR5 liegen Onshore-Wind (Median 11 g CO₂e/kWh), Kernkraft (12), Offshore-Wind (12) und Meeresenergie (17) am niedrigsten, danach folgen Wasserkraft (24), CSP (27), Geothermie (38) und Photovoltaik (41–48). Kohle (820) und GuD-Gaskraftwerke (490) liegen 20- bis 70-mal höher.

Welche Energiequelle ist am sichersten?

Gemessen an Todesfällen pro TWh, Unfälle und Luftverschmutzung eingerechnet, sind Solar (≈0,02), Kernkraft (≈0,03) und Wind (≈0,04) am sichersten. Am gefährlichsten sind Kohle (≈24,6) und Öl (≈18,4), und zwar ganz überwiegend wegen der Luftverschmutzung.

Was bedeutet der Kapazitätsfaktor in dieser Tabelle?

Er ist die durchschnittliche Erzeugung eines Jahres geteilt durch die maximal mögliche Erzeugung bei voller Nennleistung. Bei fossilen Kraftwerken zeigt er, wie sie eingesetzt werden (Gasspitzenkraftwerke laufen nur wenige hundert Stunden im Jahr), nicht ihre technische Grenze.

Warum schwankt der Flächenbedarf bei Wind so stark?

Turbinen und Wege belegen nur etwa 1 m² pro MWh, Windparks werden aber weit auseinandergezogen, um Nachlaufverluste zu vermeiden. Zählt man die gesamte Abstandsfläche mit, kommt man auf rund 100 m²/MWh, die größtenteils weiter als Acker oder Weide nutzbar bleiben.

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Häufige Fragen

Quellen & Literatur