Einfluss des EEG auf die Stromerzeugungskosten

Diese Seite visualisiert grafisch, wie und warum sich die Stromkosten durch das EEG über den Ausbau der regenerativen Energien nach oben entwickeln. Dies geht am verständlichsten, wenn wir uns dazu die Veränderungen in der Zusammensetzung über die gesamten Stromerzeugungskosten in Deutschland ansehen. So lässt sich zeigen, wo und in welcher Größe zusätzliche Kosten durch die Förderung der Erneuerbaren Energien über das EEG verursacht werden. Die Grafiken orientieren sich dabei möglichst nahe an den tatsächlichen Verhältnissen, beanspruchen aber nicht, diese exakt wider zu geben. Das Ziel ist es, zu erklären, warum die Kosten zwangsläufig weiter ansteigen, solange weitere regenerative Stromerzeugungsanlagen hinzu kommen, die über das EEG gefördert werden.

Aufbau der Grafiken:

Weil die Stromerzeugungskosten immer das Produkt aus zwei Faktoren, nämlich den spezifischen Kosten (in Cent je Kilowattstunde gelieferten Stroms) und der gelieferten Strommenge sind, lassen sie sich ideal als Fläche darstellen. Die Größe der Fläche repräsentiert so die Höhe der Kosten.

Die Grafiken teilen die gesamte Stromproduktion jeweils in 20 einzelne 5-Prozentanteile, die entlang der X-Achse nebeneinander angeordnet sind. Jeder Anteil stellt dabei für jeweils 5% der gelieferten Strommenge die spezifischen Stromerzeugungskosten dar, womit die Gesamtfläche aller 5%-Anteile die gesamten Stromerzeugungs- und -verteilungskosten mit einer Auflösung von 5% aus den verschiedenen Erzeugungsarten und -kosten zusammensetzen können.

Ganz rechts in den Grafiken ist zudem noch der Durchschnitt der Kosten über die gesamte Stromerzeugung und -Verteilung wder gegeben.

Eine weitere Einführung in den Aufbau der hier verwendeten Grafiken finden Sie hier.

Als es noch kein EEG gab

Beginnen wir erst mal damit, wie die Erzeugungskosten für den Strom waren, als es noch keine EE (=Erneuerbare Energien) und auch kein EEG (=Erneuerbares Energien Gesetz) gab. Das entsprechende Schema schaut hierfür so aus:

Bild 1: Situation, wenn aller Strom von fossilen Kraftwerken erzeugt wird.

Bild 1: Situation, wenn aller Strom von fossilen Kraftwerken erzeugt wird.

Erklärung der Grafik: die Stromerzeugung teilt sich im Schema von Bild 1 wie folgt auf: 10% des Stroms würde von Gaskraftwerken erzeugt (in der Grafik ganz links). Dabei verursachen diese Gaskraftwerke Kosten von etwa 3 ct/kWh für Anschaffung und Unterhalt für das Kraftwerk (graue Fläche) und 6 ct/KWh an Gasverbrauch (=“Brennstoffkosten“, braune Fläche). Für die Stromübertragung werden Kosten von jeweils 8,5ct/kWh angenommen (hellblaue Fläche), sodass wir insgesamt Stromerzeugungs und -verteilungskosten von 17,5 ct/kWh für die Gaskraftwerke erhalten.

Weitere 40% des Stroms würden nach dem Bild 1 aus Steinkohle gewonnen und der Rest von 50% aus Braunkohle. Wie man sofort sieht, käme die Stromerzeugung aus Braunkohle am günstigsten mit etwa 4 ct/kWh für die Kraftwerkskosten (graue Fläche) und 1,5ct/KWh für die Braunkohle (braune Fläche). Zusammen mit den Verteilungskosten von wieder 8,5ct/kWh (hellblaue Fläche) kostet der Strom aus Braunkohle dann 14ct/kWh.

Ganz rechts in der Grafik findet sich schließlich noch der Durchschnitt der Stromerzeugungs- und verteilungskosten (weiße Fläche mit schwarzer Umrandung ganz rechts). Dieser beträgt hier 13,85 ct/kWh.

Die Kernkraft findet in der Simulation übrigens keine eigene Berücksichtigung, weil sich ihre Erzeugungskosten nur wenig von Braunkohlekraftwerken unterscheiden. Ebenso bleiben die Abgaben (Konzessionabgabe, Strom- und Umsatzsteuer) erst mal außen vor, weil sie unabhängig von der Art der Stromerzeugung sind. Die EEG-Umlage ist dagegen keine Abgabe, sondern der entscheidende Teil der Stromerzeugungskosten der erneuerbaren Energien („EE“), um die es in dieser Simulation vor allem geht. Die EEG-Umlage verteilt die Kosten der EE lediglich auf den gesamten Stromverbrauch um. Zu den Erzeugungskosten stellt die Simulation auch noch die Verteilungskosten für den Strom dar (hellblaue Flächen), also die Netz- und Vertriebskosten, weil auch sie vom Anteil der Erneuerbaren Energien („EE“) beeinflusst werden.

10% der Stromerzeugung mit erneuerbaren Energien:

Sehen wir uns als nächstes an, wie sich die Zusammensetzung der Stromerzeugungskosten verändert, wenn in etwa 10% des Stroms von Biogas- und Windkraft- und Solaranlagen erzeugt wird:

Kostenschema 10 Prozent EE

Bild 2: Stromerzeugungskosten, wenn 10% des Stroms von regenerativen Anlagen (Biomasse, Wind, Sonne) erzeugt wird, die über das EEG gefördert werden.

Erklärung der Grafik: ganz links in der Grafik finden sich die zwei 5-Prozentanteile, die für die Stromerzeugung aus Erneuerbaren Energien (Biomasse, Wind und Sonne) steht. Da die anfängliche Förderung über das EEG noch höhere Vergütungssätze garantierte, repräsentiert der erste 5-Prozentanteil noch einen durchschnittlichen Vergütungssatz von durchschnittlich 33ct/kWh. Da der bezogene Strom aus den EE mit dem garantierten Vergütungssatz abgegolten ist, gibt es für die Kosten aus den EE erst mal keine weitere Aufschlüsselung der Kosten. Entsprechend der späteren Reduzierung der anfänglichen Vergütungssätze beträgt der Vergütungssatz des zweiten 5%-Anteils aus EE nur noch 27ct/kWh. Die Höhe der zwei Balken verdeutlicht aber schon auf den ersten Blick, wie teuer der EE-Strom im Verhältnis zum Strom aus fossiler Erzeugung ist.

Umverteilung der regenerativen Erzeugungskosten durch das EEG:

Nun kommt dass EEG zum Einsatz: es verteilt die Kosten aus dem EE-Strom auf den gesamten Stromverbrauch um. Der gesamte EE-Strom wird zuerst über die Leipziger Strombörse verkauft. Die Differenz zwischen garantiertem Vergütungssatz und dem an der Börse erlösten Strompreises wird über das EEG ausgeglichen. Dieser Diffenzbetrag wird dann auf den gesamten Stromverbrauch gleichmäßig verteilt.

Nimmt man an, dass die EE-Strom an der Börse bei einem regenerativen Stromanteil von 10% noch 4,5ct/kWh im Durchschnitt erlöst, erhalten wir das folgende Bild:

Kostenschema 10 Prozent EE umverteilt

Bild 3: Auswirkung der EEG-Umlage: Umverteilung der EEG-Kosten auf den gesamten Stromverbrauch.

Mit unseren Annahmen für die Kosten des EE-Stroms ergibt sich aus der Simulation eine EEG-Umlage von 2,55ct/kWh, die sich über den gesamten Strom verteilt und ihn um netto 2,55ct/kWh verteuert. Der Strom der EE würde dann selbst nur noch den Preis (hier 4,5ct/kWh) kosten, der für ihn an der Strombörse bezahlt wurde (olivgrüne Fläche). Ganz rechts wieder die durchschnittlichen Kosten, die für die Stromerzeugung und -verteilung anfallen, wenn nur 10% EE-Strom geliefert wird. Statt vorher 13,85ct/KWh würde der Strom mit 10% EE-Anteil nun 16,3ct/kWh kosten (worauf noch die Abgaben und die Mehrwertsteuer zu addieren wäre). Inklusive Mehrwertsteuer hätte das EEG nach dieser Simulation den Strom bereits um fast 3ct/hWh verteuert.

25% regenerative Stromerzeugung entsprechend dem Jahr 2013:

Erhöhen wir als nächstes den Anteil der regernativen Stromerzeugung auf 25%, also auf den Anteil, der in 2013 von den EE geliefert wurde. Da die Vergütungssätze gegenüber den Anfangsjahren der Förderung reduziert wurden, erhalten auch unsere zusätzlichen 5%-Anteile von EE-Strom entsprechend niedrigere Vergütungssätze von nur noch 22ct/kWh, 17ct/kWh und 15ct/kWh. Vor Umverteilung durch die EEG-Umlage sähe das Bild nun so aus:

Kostenschema 25 Prozent EE

Bild 4: Zusammensetzung der Stromerzeugungs- und verteilungskosten bei 25% EE-Strom

Die große grüne Fläche links repräsentiert die hohen Kosten für den EE-Strom: sie beruht auf den Zahlungsverpflichtungen an die Betreiber der EE für den gelieferten Strom, der abgenommen werden muss, auch wenn er nicht gebraucht wird. Beim einem Aneitl der EE von 25% ist deren installierte Kapazität von Wind- und Solarstrom bereits so hoch, dass es vorkommen kann, dass alleine die EE bei viel Wind und Sonnenschein tagsüber zeitweise mehr Strom einspeisen, als gebraucht wird. Der überschüssige Strom muss trotzdem über das EEG mit den hohen Vergütungssätzen bezahlt werden, auch wenn er nicht verwertet werden kann. Das verursacht neue Kosten, die im Schema als „Kosten für verlorenen Strom“ dargestellt sind (dunkelgrüne Fläche im 5-Prozentanteil ganz rechts für EE-Strom mit 1ct/kWh).

Nach Umverteilung durch die EEG-Umlage sieht das Bild nun in etwa so aus:

Kostenschema 25 Prozent EE umverteilt

Bild 5:Stromerzeugungskosten nach Einfluss der EEG-Umlage

Die EEG-Umlage steigt durch die zusätzlichen regenerativen Anlagen kräftig an. Wenn auch die Zunahme der 20-jährigen Zahlungverpflichtungen nicht mehr so schnell ansteigen, weil die jüngeren Vergütungssätze geringer sind. Mit der Zunahme der regenerativen Stromerzeugung steigt nun auch das Stromangebot, das über die Leipziger Börse verkauft werden muss. Problematisch ist dabei das schwankende Angebot aus der unsteten Energieerzeugung aus Wind uns Sonne. Scheint die Sonne und weht der Wind, schwillt das Stromangebot an der Börse noch kräftiger an. Weil dieses Angebot schwer prognostizierbar ist, fehlt die entsprechende Nachfrage. Dadurch fallen die Strompreise mit steigendem Ausbau von Wind- und Solarkapaziäten. Der durchschnittlich erlöste Strompreis sinkt damit ab wodurch der Differenzbetrag zu den garantierten Vergütungssäten auch für die bereits bestehenden EE-Anlagen steigt. Dieser Mechanismus erhöht die EEG-Umlage zusätzlich. Während bei 10% EE-Anteil noch ein Börsenpreis von 4,5ct/k’Wh angenommen wurde, nimmt die Simulation nun einen Börsenpreis von nur noch 3ct/kWh an (tatsächlich liegt der Börsenpreis inzwischen eher unter 3ct/kWh). In der Folge ergibt sich eine EEG-Umlage von 5ct/kWh, sofern diese auf den gesamten Stromverbrauch umgelegt werden kann.

Befreiung von Großunternehmen von der EEG-Umlage

In der Realität können sich aber Großunternehmen von der Zahlung der EEG-Umlage befreien lassen, sofern ihre Konkurrenzfähigkeit vom Strompreis bedroht würde. In 2013 wurde dadurch auf etwas über 20% keine EEG-Umlage bezahlt. Dadurch verteilt sich die EEG-Umlage auf nur noch 80% des Stroms, wodurch sie um ein Viertel von 5ct/kWh auf 6,25ct/kWh ansteigt:

Kostenschema 25 Prozent EE mit Befreiung

Bild 6: Zusammensetzung der Stromerzeugungs- und -verteilungskosten, nach EEG-Umlage, wenn auf 20% keine EEG-Umlage bezahlt wird

Anstieg der erneuerbaren Energien auf 35% der Stromerzeugung:

Sollen die erneuerbaren Energien weiter ausgebaut werden, müssen sie auch weiterhin über das EEG gefördert werden. Die Vergütungssätze der EE können zwar weiter fallen, bleiben aber wohl weit über den Kosten der Stromerzeugung aus fossilen Energieträgern. Andernfalls würde sich der Bau regenerativer Anlagen nicht mehr lohnen und der Zubau erlahmen.

Kostenschema 35 Prozent EE

Bild 7: Anstieg der erneuerbaren Energien auf 35% der Stromerzeugung bei unverändertem EEG

Eine weitere Steigerung des EE-Anteils beginnt aber nun auch im Bereich der konventionellen Kraftwerke spürbar zusätzliche Kosten zu verursachen: weil die regenerativen Energieformen Windkraft- und Photovoltaik bei Flaute und fehlendem Sonnenschein keinen Strom liefern, können sie kein einziges konventionelles Kraftwerk ersetzen. Daher müssen weiterhin fossile Kraftwerke vorgehalten werden, die anlaufen, wenn es an Wind und Sonnenschein mangelt. Je mehr Wind- und Solarkapaziäten installiert sind, desto mehr Strom speisen sie ein, wenn das Wetter mitspielt. Entsprechend häufiger müssen die fossilen Kraftwerke ihre Produktion reduzieren. Das führt zu einer Erhöhung der Kraftwerkskosten bei den fossilen Kraftwerken, weil sich deren fixe Kosten dann auf eine geringere Stromproduktion verteilen (die grauen Flächen werden etwas höher). Gleichzeitig steigt der Brennstoffverbrauch, weil die Kraftwerke im Teillastbereich weniger effizient arbeiten (auch die braunen Flächen werden geringfügig höher).

Übersteigen die installierten Kapazitäten von Wind- und Solarkraft den Strombedarf immer mehr, kommt es bei Wind und Sonnenschein häufiger vor, dass die beiden Stromquellen mehr Strom liefern, als gebraucht wird (=verlorener Strom; dunkelgrüne Flächen). Ohne Stromspeicher werden sich aber keine Abnehmer finden. Weil dadurch die Quote des nutzbaren Stroms zu fallen droht, steigen die Kosten für den EE-Storm sogar an, sobald der verlorene Stromanteil stärker steigt, als die Vergütungssätze fallen. Entsprechend errechnet die Simulation eine EEG-Umlage von 6,9ct/kWh, wenn diese auf den gesamten Strom verteilt würde:

Kostenschema 35 Prozent EE umverteilt

Bild 8: Zusammensetzung der Stromerzeugungs- und -verteilungskosten mit EEG-Umlage

Weil Wind vor allem im Norden weht aber die Sonne mehr im Süden scheint, müssen mit weiteren Windkraft- und Photovoltaik-Anlage auch die Stromnetze ausgebaut werden. Davon wird längst geredet. Ein Erhöhung des EE-Anteils kann aber nur mit zusätzlichen Stromnetzen funktionieren. Andernfalls würde der Anteil an verlorenem Strom aus den EE sprunghaft nach oben schnellen. Daher nimmt die Grafik nun Kosten für die Stromverteilung von 10ct/kWh statt bisher 8,5ct/kWh an.

Je höher die EEG-Umlage, desto mehr Unternehmen würden von dem immer höheren Strompreis bedroht. Es müssten in Folge noch mehr Unternehmen von der EEG-Umlage befreit werden, um eine Abwanderung der Industrie zu verhindern. Die EEG-Umlage verteilt sich dann auf eine geringere Strommenge, was sie schneller steigen lässt. Würde nun 25% des Stromverbrauchs von der EEG-Umlage befreit, sähe das Bild nun so aus:

Kostenschema 35 Prozent EE mit Befreiung

Bild 9: Vertelung der Stromerzeugungs- und -verteilungskosten nach EEG-Umlage und Befreigung davon

Für alle Stromverbraucher, die nicht von der EEG-Umlage befreit wären, ergäben sich nach Bild 8 (Weiße Fläche ganz rechts) durchschnittliche Kosten für die Stromerzeugung- und -verteilung von 23,97ct/kWh. Vergleichen wir das mit der Situation oben, als noch 25% des Stroms von EE geliefert wurden. Bild 6 wies hierfür noch 19,53ct/kWh aus, also 4,44ct/kWh (bzw. 5,28ct/kWh incl. MWSt.) weniger als unsere Simulation annimmt, wenn 35% des Stroms aus EE käme.

Nehmen wir nun an, dass auch bei 35% Stromerzeugung aus EE keine höheren Abgaben auf den Strom als heute berechnet werden, weil wir die zusätzlichen Netzkosten bereits in den Verteilungskosten berücksichtigt haben, müssten wir mit folgender Situation für Strompreis rechnen:

Bild 10: Zusammensetzung der Stromkosten sowie daraus resultierender Strompreis für die Stromverbraucher, die nicht von der EEG-Umlage befreit sind.

Die weiße Fläche im Bild 10 am rechten Rand zeigt für unsere Annahmen einen Preis von 33,92ct/kWh, wenn 35% des Stroms aus EE käme. Ziehen wir die Mehrkosten von 4,44ct/kWh (netto) ab, hätten wir einen Strompreis von 28,64ct/kWh für unsere Simulation bei 25% EE ermittelt. Im Jahr 2013 lieferten die EE ziemlich genau 25% des Stroms. Der durchschnittliche Strompreis für 2013 wird mit 28,73ct/kWh angegeben. Die Simulation scheint im Vergleich nicht schlecht zu liegen. Sie fußt natürlich auch auf den bekannten Zahlen. Für zukünftige Prognosen müssen aber Annahmen getroffen werden. Die hier getroffenen Annahmen lassen sich aber sehr gut ableiten, wie wir auf unseren weiteren Seiten zur Energiewende an den verschiedenen Stellen erläutern:

I. Problematik der unsteten Energiequellen Wind und Sonne

II. Die fossilen Brennstoffe kosten nicht viel

III. Der Einfluss des EEG auf die Stromerzeugungskosten

Anmerkungen:

Zu den Preis/Kostenannahmen siehe auch auf den Seiten Einfluss der unsteten Energien auf die Kosten im Bereich der fossilen Kraftwerke und Brenstoffe kosten nicht viel sowie die dortigen Quellenhinweise.

Quellen:

Universität Stuttgart, Institut für Energiewirtschaft und rationale Energieanwendung (Hrsg), A.Voß: Erzeugungskosten zur Bereitstellung elektrischer Energie von Kraftwerksoptionen 2015, Stuttgart, 2010

BDEW Bundesverband der Energie- und Wasserwirtschaft e.V.: „BDEW-Strompreisanalyse Mai 2013: Haushalte und Industrie“, Berlin, 2013

Fraunhofer-Institut für solare Energiesysteme: Stromerzeugung aus Solar- und Windenergie im Jahr 2014, Freiburg, 17.09.2014

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