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Klima und Wandel

Die bemerkenswerte Lernkurve der Photovoltaik

Dominik LennéSonntag, 07.06.2020

Das Wrightsche Gesetz sagt aus, dass sich die Kosten eines Produkts mit jeder Verdopplung der produzierten Menge um denselben Prozentsatz verringern. Es beschreibt die Kostensenkung von Transistoren auf ICs besser als das bekanntere Mooresche Gesetz, das eine Verdopplung der Anzahl der Transistoren pro IC alle 2 Jahre vorhersagte.

Diese Kostensenkung liegt beim Preis pro Kilowattstunde Solarstrom zwischen 30 und 40 % je Verdopplung der installierten Leistung. Sie war schneller als alle vorhersagten, insbesondere schneller als die notorisch sinnfreien PV-Vorhersagen der IEA, der Internationalen Energieagentur. Es wird auch noch einmal klar, wie hilfreich das EEG mit seiner frühen, forcierten Erhöhung der installierten Solarfläche war.

Videos von automatischer Panelherstellung sind faszinierend: mit gespenstischer Präzision laufen dort die verschiedenen Produktionsschritte ab. Die Fabrik erzeugt Solarpanels mit der Regelmäßigkeit eines Uhrwerks, fast ohne Eingriff von menschlichen Arbeitskräften. (Eine Menge Arbeit geschieht allerdings im Aufbau dieser Fertigung.)

Die Welt hat im Moment 580 GW PV-Nennleistung installiert, und jährlich kommen rund 100 MW dazu. D.h. wir haben im Moment eine Verdopplung alle fünf bis sechs Jahre (IRENA) und eine Preissenkung um 30 % im selben Zeitraum zu erwarten.

Nach Naams Schätzung werden die Stromgestehungskosten (ohne Speicherung) auch unter ungünstigen Bedingungen zwischen 2030 und 2035 geringer werden als die von bereits gebauten fossilen Kraftwerken. 

Die Preisspanne für PV-Strom in Deutschland ist 4 - 11 c/kWh, während die für fossilen Strom aus neu zu bauenden Kraftwerken mit 4,5 - 9 c/kWh für Braunkohle und 6 - 10 c/kWh für Steinkohle angegeben wird. Die Grenzkosten für Kohlestrom, d.h. die Kosten für eine zusätzliche Kilowattstunde aus bereits gebauten Kraftwerken, sind jedoch wesentlich geringer. Trotzdem gibt carbontracker.org an, dass zur Zeit über die Hälfte aller europäischen Kohlekraftwerke Verluste fahren und dieser Anteil bis 2030 auf 97 % steigen dürfte.

Was das für Datteln 4 und all die anderen Kohlekraftwerke in einigen Jahren bedeutet, kann man sich da leicht ausrechnen.  

Nachtrag

Das Thema wird auch in diesem Twitter-Thread behandelt, der sich auf diesen IRENA-Report über die Preisentwicklung bezieht. (IRENA = International Renewable Energy Agency). 

Danach ist die Rate der Kostenverminderung für Windenergie (On- und Offshore) geringer als für Photovoltaik. Es ist also zu erwarten, dass Letztere in den kommenden Jahren eine wesentlich größere Rolle spielen wird. 

CSP (concentrated solar power) hat noch nicht diese Verbreitung und auch nicht diese niedrigen Preise erreicht, weist aber eine ebenso steile Lernkurve auf wie Photovoltaik, mit einigen spektakulären Objekten in den letzten Jahren. Auch hier ist noch einiges zu erwarten.

Interessant ist auch, dass die Kosten für Photovoltaik in verschiedenen Ländern sehr verschieden sind (Graphik). Die Unterschiede liegen kaum in den Modulpreisen, sondern in Punkten wie mechanischer und elektrischer Installation, Netzanbindung, Finanzierung und Gewinnmarge. 

Die bemerkenswerte Lernkurve der Photovoltaik

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Kommentare 12
  1. Andreas P.
    Andreas P. · vor mehr als 4 Jahre

    "Die Preisspanne für PV-Strom in Deutschland ist 4 - 11 c/kWh, während die für fossilen Strom mit 4,5 - 9 c/kWh für Braunkohle und 6 - 10 c/kWh für Steinkohle angegeben wird. Damit ist der günstigste Solarstrom in Deutschland heute bereits billiger als der günstigste fossile Strom - ohne Berücksichtigung der externen Kosten, die ein Mehrfaches sind."

    Diese Aussage ist wegen der versunkenen Kosten der fossilen Kraftwerke schlicht falsch. Sie vergleicht Stromgestehungskosten und die Enthalten die "versunken" Anschaffungskosten vorhandener Kraftwerke.
    Am wichtigsten erscheint mir in diesem Zusammenhang ein Hinweis auf versunkene Kosten. Das sind Kosten, die bereits entstanden sind und nicht (beispielsweise durch Verkauf) rückgängig gemacht werden können. Unsere altes Energieversorgungssystem war bereits bezahlt. Egal wie günstig Photovoltaik jemals werden mag, es kann nie so günstig sein, wie zum Wendezeitpunkt ein existierendes Kraftwerk mit Erhaltungsaufwendungen im einstelligen Prozentbereich.

    Mit anderen Worten: Wir bauen ökonomisch völlig unsinnig ein zweites Energieversorgungssystem neben das vorhandene Erste und eine Preissenkung beim zweiten macht den dadurch entstehenden Schaden aus den frustrierten Kosten des ersten bei weitem nicht wett, sondern nur ein bisschen kleiner.

    Es ist so, als hätten wir ein voll bezahltes geteertes Straßennetz und bauen daneben ein neues Straßennetz mit Pflastersteinen. Werden die Pflastersteine dann billiger, bleibt es immer noch ein Schildbürgerstreich.

    Wäre der Preisvergleich richtig, müsste jeder, der ein Fahrrad hat sich ein zweites anderes kaufen, so es eins gibt, dass billiger als das erste ist. Das wäre dann eine persönliche Fahrrad-Wende. Würde das jemand freiwillig machen?

    1. Daniela Becker
      Daniela Becker · vor mehr als 4 Jahre

      Sie wollen also weiterhin alle Kosten, die Umwelt- und Klimaschäden verursachen aus ihrer Kalkulation ausblenden? Abgesehen davon, dass das Versorgungssystem mit dem Stromnetz in großen Teilen schon vorhanden ist. Nur die Erzeuger, insbesondere Kohlekraft, muss abgebaut werden. Um es mit ihrem Beispiel zu veranschaulichen: Man kann das vorhandene Straßennetz sehr leicht klimafreundlicher gestalten: In dem man viele fossil angetriebene Autos rausnimmt und sie durch Öffis, Fahrräder und E-Autos ersetzt.

    2. Andreas P.
      Andreas P. · vor mehr als 4 Jahre

      @Daniela Becker Fangen wir mal mit dem Fahrrad an. Würden Sie sich zusätzlich zum vorhandenen ein neues Fahrrad kaufen, wenn Sie nur eins brauchen, nur weil das neue billiger ist, oder würden Sie vom Kauf absehen, weil sie schon mal eins bezahlt haben. Wenn sie nicht ständig neue Fahrräder kaufen, sollte klar sein das es einen Unterschied macht ob ich mich zwischen zwei Sachen entscheide die ich noch nicht gekauft habe oder zwei Sachen, von denen ich eine bereits gekauft und bezahlt habe.

    3. Daniela Becker
      Daniela Becker · vor mehr als 4 Jahre

      @Andreas P. Seufz.

    4. Andreas P.
      Andreas P. · vor mehr als 4 Jahre

      @Daniela Becker Ja, uber Logikleugner und ökonomische Analphabeten.

    5. Yvonne Franke
      Yvonne Franke · vor mehr als 4 Jahre

      @Andreas P. Die Unterhaltung begann sich jetzt wirklich im Kreis zu drehen. Da kann man schon mal seufzen.

    6. Andreas P.
      Andreas P. · vor mehr als 4 Jahre

      @Yvonne Franke Sie dreht sich nicht im Kreis, es ist nur keine Unterhaltung. Ich habe nicht gelesen, das jemand auf mein Argument inhaltlich eingehen würde. Vielleicht wollen Sie ja mal versuchen, sich gegen das in der Wirtschaftswissenschaft gänzlich unumstrittene Konzept der versunkenen Kosten zu stemmen. Dann könnten wir uns im Anschluss im Kreis drehen.

    7. Dominik Lenné
      Dominik Lenné · vor mehr als 4 Jahre · bearbeitet vor mehr als 4 Jahre

      Auf das Argument gibt es zwei Einwände, einen ökonomischen und einen politischen.
      Zuerst der politische Einwand: Auch wenn die Energiewende in der tradierten Okonomik teurer ist/wäre als eine einfache Weiterbenutzung der alten Kraftwerke, müssten wir sie durchführen wegen des Klimas. Eigentlich eine Binsenweisheit, aber ich bringe sie trotzdem immer, wenn nötig.
      Dann der ökonomische Einwand, der sich mit der Kritik an den von mir wiedergegebenen Zahlen befasst. Wenn ich Ihre nicht ganz klare Einlassung richtig verstehe, meinen Sie, dass die Kosten von fossil gewonnenem Strom in Wirklichkeit viel niedriger sind als angegeben, weil in der angegebenen Zahl Kapitalkosten enthalten seien, die dort nicht hingehörten. Bevor ich weiterschreibe, würde ich mich gern versichern, dass ich das so richtig verstanden habe.

    8. Andreas P.
      Andreas P. · vor mehr als 4 Jahre

      @Dominik Lenné Die Kosten des fossil gewonnenen Stroms waren zum Zeitpunkt der Energiewende versunkene Kosten und soweit sie versunken waren kann ich sie nicht für einen Vergleich mit erneuerbaren in die Stromgestehungskosten hineinrechnen, ohne mich selbst schön zu rechnen.
      Beispiel (ohne dass ich die Prozentsätze jetzt nachgesehen hätte):
      Vor der Energiewende wurden insgesamt EUR 1000 für ein Energiesystem ausgegeben. Die jährlichen Erhaltungsaufwendungen betragen 5%, also EUR 50. Die EUR 1000 sind bereits ausgegeben und können durch Verkauf nicht rückgängig gemacht werden.
      Jetzt fange ich an zu wenden und kaufe Erneuerbare für EUR 1000 mit jährlichen Erhaltungsaufwendungen von 5%.

      Zum Zeitpunkt der Wende-Entscheidung muss ich vergleichen:
      Fossile: 50 p.a.
      Erneuerbare: 50 p.a. + 1000 (Neuinvestition).

      Wenn vorhandene Fossile mit neu anzuschaffenden Erneuerbaren vergleiche, vergleiche ich diese Situation. Ich vergleiche nicht eine Neuanschaffung noch nicht vorhandener Fossiler mit Erneuerbaren, wie folgt:
      Fossile: 50 p.a. + 1000 (Annahme Neuinvestition)
      Erneuerbare: 50 p.a. + 1000.

      Die Stromgestehungskosten im Artikel für Fossile tun so, als gäbe es die Fossilen noch nicht. Es gibt sie aber und die Herstellungskosten sind versunken. Ein realistischer Vergleich wäre, die Anschaffungskosten für Fossile aus den Stromgestehungskosten auszublenden. Dann wüsste ich was der Umbau von Fossilen auf Erneuerbare tatsächlich kostet und könnte sehen, was die Energiewende pro Energieeinheit mehr kostet als den Status quo vor der Energiewende zu behalten und würde ausdrücken was wir tun:

      Ein vorhandenes System mit geringen Erhaltungsaufwendungen durch ein neues System zu ersetzen. Selbst wenn die Erhaltungsaufwendungen des neuen gleich wären, ist das ein ökonomisch unsinniges Unterfangen.

      Kann man ja machen, wenn man will, aber dann bitte nicht schön gerechnet, sondern unter dem transparenten Schmerz der Kenntnis echter Kosten.

      Der Artikel ist formal zutreffend für eine Neuinvestition. Er ist aber grob irreführend für eine Wende.

    9. Veit Nottebaum
      Veit Nottebaum · vor mehr als 4 Jahre

      @Andreas P. Ich finde gut, dass Sie so um eine sachliche Betrachtung der Kosten bemüht sind. (Noch immer) nicht verstehen kann ich jedoch, warum Sie die Kosten, die durch die Nutzung fossiler Energie hervorgerufen werden, bei der Rechnung unberücksichtigt lassen, wenn Sie sich doch vorher so um Vergleichbarkeit bemühen...

    10. Andreas P.
      Andreas P. · vor mehr als 4 Jahre

      @Veit Nottebaum Das hatten wir doch schon.

    11. Dominik Lenné
      Dominik Lenné · vor mehr als 4 Jahre

      @Andreas P. Ich musste mich ein wenig schlau machen.
      Meine Angaben scheinen die Kapitalkosten zu enthalten, und die sind in der Tat wesentlich. Auch nach längerer Recherche habe ich keine guten Angaben für die Kostenstruktur bereits gebauter Kraftwerke gefunden. Aus den momentanen niedrigen Kohle-Weltmarktpreisen um 45 USD/t errechnet sich ein reiner Brennstoffpreis von nur 1,5 c/kWh.

      Nach dieser Quelle (https://www.arrhenius....) sind die Kapitalkosten ebenso hoch oder etwas höher.

      Die Zertifikatekosten liegen etwa bei 2 c/kWh (bei 25 €/t).

      Hieraus ergibt sich in der Tat, dass bei einem Vergleich zwischen bereits gebauten fossilen Kraftwerken und neuen regenerativen Letztere den Kürzeren ziehen, wenn man nur interne Kosten betrachtet. Insofern stimmt Ihr Einwand.

      Es ist auch gut, hier genau zu sein.

      Genau deshalb brauchen wir die CO2-Bepreisung bzw. Mengenbegrenzung so dringend.

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