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Die Energiefrage

 
 
     
 

Dr. BjÖrn Peters

Die Energiefrage - #52

Drohende Schieflage bei
Solar- und Windinvestments

Bei weiterem Ausbau von Wind- und Solarkraftwerken (WSK) in Deutschland drohen den Betreibern Einnahmeausfälle, die bislang in keiner Wirtschaftlichkeitsrechnung berücksichtigt wurden. Denn das Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) verbietet die Zahlung der EEG-Vergütung, wenn an sechs oder mehr aufeinanderfolgenden Stunden der Börsenpreis für Strom negativ ist. Solche Situationen werden künftig häufiger.

In der „Energiefrage“ haben wir uns immer wieder mit den ökonomischen Folgen des Ausbaus wetterabhängiger Umgebungsenergien beschäftigt.  Zunächst diskutierten wir die zerstörerischen Auswirkungen von Wind- und Solarstrom auf die Betreiber des thermischen Kraftwerksparks1 .  In einem weiteren Artikel zeigten wir auf, dass es weder in der ökonomischen Theorie noch in der Praxis Lösungen für eine marktwirtschaftliche Organisation der Stromerzeugung gibt, die weitgehend auf Wind- und Solarkraftwerke (WSK) setzt2 .  Ob sich WSK-Investitionen ohne feste Einspeisevergütung rechnen, haben wir in zwei weiteren Artikeln bezweifelt3 .  Aber selbst wenn sich an den heutigen Subventionsgesetzen nichts ändert, drohen den WSK-Betreibern für alle Großanlagen seit 2016 Einnahmeverluste, die bei den Wirtschaftlichkeitsberechnungen bislang nicht berücksichtigt wurden.

Eine oft übersehene Bestimmung im EEG regelt die „Verringerung des Zahlungsanspruchs bei negativen Preisen“ (§51 EEG).  Dort heißt es:

„Wenn der Wert der Stundenkontrakte für die Preiszone für Deutschland am Spotmarkt der Strombörse in der vortägigen Auktion in mindestens sechs aufeinanderfolgenden Stunden negativ ist, verringert sich der anzulegende Wert für den gesamten Zeitraum, in dem die Stundenkontrakte ohne Unterbrechung negativ sind, auf null.“

Die Regelung gilt für alle größeren Anlagen, die unters EEG fallen und seit 2016 in Betrieb gegangen sind4 .  Bislang kam §51 EEG nie zur Anwendung, weil es zwar immer wieder Zeiten mit negativen Strompreisen gab, diese aber nie länger als fünf Stunden andauerten.  In der Zukunft wird sich dies jedoch ändern.

Zunächst ist zu verstehen, warum es überhaupt zu negativen Preisen an den Strombörsen kommt. Dies ist regelmäßig dann der Fall, wenn das Angebot an Strom die Nachfrage überschreitet und überschüssiger Strom dann ins Ausland „entsorgt“ werden muss. Dies ist typischerweise dann der Fall, wenn der Wind stark weht und die Nachfrage an Feiertagen oder nachts niedrig ist, oder wenn es gleichzeitig sonnig und windig ist. Es liegt auf der Hand, dass wegen der hohen Gleichzeitigkeit der Stromproduktion aus WSK die Zeiten mit Stromüberschüssen zunehmen werden, wenn Wind- und Solarenergie weiterhin ausgebaut wird, so wie dies die derzeitige Politik in Europa, Bund und den meisten Ländern anstrebt. Wie die Einnahmeausfälle nach §51 EEG mit dem Ausbaugrad quantitativ zusammenhängen, wurde am energiewirtschaftlichen Forschungs- und Beratungsinstitut Peters Coll. untersucht und kürzlich im Rahmen eines Vortrags vorgestellt.

Hierzu wurden für sieben aufeinanderfolgende Kalenderjahre (2008-2014) der Lastgang mit der Stromproduktion aus WSK abgeglichen. Die Verbrauchsdaten für den deutschen Markt („Lastgang“) stammten von den Netzbetreibern; die WSK-Produktion wurde aus einem Wetterdatensatz abgeleitet, der gemeinsam mit dem Institut für Physik der Atmosphäre der Universität Mainz erstellt wurde und ganz Europa auf einem Gitternetz von ca. 6 km Kantenlänge abdeckt. Die stündliche Stromproduktion wurde auf Basis der Wetterdaten jeweils mithilfe von Kennlinien gängiger Windturbinen und Solarpaneele errechnet5.

Die grüne Linie in der folgenden Grafik zeigt dabei den nominalen Ausbaugrad unter der Annahme von gleichlaufendem Ausbau jeweils von Solar- und Windenergie, also die mögliche Produktion im Verhältnis zu Deutschlands Stromverbrauch. Derzeit sind von beiden je etwa 50 GW installiert. Die orangene Kurve zeigt, wie stark WSK zur Stromversorgung insgesamt beitragen. Da es immer wieder Wetterlagen gibt, in denen Dunkelflaute herrscht, oder in denen mehr Strom aus WSK produziert wird, als überhaupt genutzt werden kann, können WSK die Stromversorgung niemals gänzlich sicherstellen. Speicher in der notwendigen Größe werden zumindest in diesem Jahrhundert nicht zur Verfügung stehen und die Forschung an ihnen steckt noch in den Kinderschuhen6. Der traditionelle Kraftwerkspark mit regelbaren Gas- und Kohlekraftwerken kann also nicht abgeschaltet werden. Nur eine sehr geringe Reduktion von dessen Größe ist möglich, wie die gelben Vierecke zeigen. Dass deren Einsatzzeiten immer mehr abnehmen, zeigt die blaue Kurve (gerechnet in Prozent der maximal möglichen Jahresstunden).

 

Nun zu den WSK-Betreibern. Wie aus der folgenden Grafik hervorgeht, ist das deutsche Stromerzeugungssytem beim heutigen Ausbaugrad von ca. 50 GW je an Solar- und Windkraftwerken an einer Wegscheide angekommen. Bis hierin konnte der thermische Kraftwerkspark die wetterbedingten Schwankungen weitgehend auffangen. Bauen wir weitere WSK dazu, ändert sich das Bild allmählich aber deutlich. Mehr und mehr Zeiten mit Stromüberschüssen werden für negative Börsenpreise sorgen (grüne Punkte). Der Anteil des WSK-Produktion, der unmittelbar genutzt werden konnte, wird langsam absinken (graue Kurve). Die gelbe Linie stellt den Anteil der nicht nutzbaren WSK-Produktion dar, die gelben Kreise die Untermenge von WSK-Produktion, der nicht nutzbar ist und wegen der Regelung in §51 EEG nicht vergütet wird. Wie man sieht, sind diese Mengen weitgehend deckungsgleich. Dass es Stromüberschüsse gibt, die für negative Strompreise sorgen7, wird wegen des Einspeisevorrangs für WSK und andere „erneuerbare“ Kraftwerke nicht nur häufiger, sondern die Zeiten mit Stromüberschüssen werden auch länger andauern.

Interessant ist hierbei auch, dass diese Phänomene bei noch viel stärkerem Ausbau hin zu vermeintlich „100% erneuerbar“ geradezu existenzbedrohend für die WSK-Betreiber werden. Das Wissen hierüber wird die Investitionslaune in „erneuerbare“ Energien aber sicher dämpfen.

Fazit: Für Investoren in größere WSK-Parks steigen die Risiken von Einnahmeausfällen mit dem Ausbaustand stetig an. Und weil ihr Geschäftsmodell nicht zu schützen ist, sollten sie sich daher darauf konzentrieren, auf Eigennutzung des Stroms zu setzen, oder große Puffer in der Wirtschaftlichkeitsrechnung vorsehen, sodass ihre Investitionen auch dann profitabel bleiben, wenn 10-20 Prozent der Einnahmen ausbleiben.

4 Ab 3 MW für Windkraft, ab 500 kW für alle anderen Anlagen.

5 Windgeschwindigkeiten auf 140m Höhe zur Berechnung der Windstromproduktion; Leistungskennlinie der Enercon E-115. Direkte und indirekte solare Einstrahlung sowie Temperaturen in Bodennähe zur Berechnung der Solarstromproduktion; Leistungsberechnung für typische polykristalline Zellen.

WSK dürfen nach §13 EEG nur aus technischen Gründen abgeregelt werden, nicht aber wegen negativer Strompreise an den Börsen, und erhalten dafür nahezu die volle EEG-Vergütung vom Netzbetreiber, der es auf alle Kunden umlegt (§14 EEG).

 

24. März 2018

Dr. Björn Peters

Peters beschäftigt sich seit vielen Jahren mit dem Energiesektor in Zeiten der Energiewende unter wissenschaftlichen, volks- und betriebswirtschaftlichen Gesichtspunkten. Er ist Inhaber der Unternehmens- und Politikberatung Peters Coll.