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Atomstrom ist billiger als Solarstrom

Atomkraftgegner behaupten oft, Strom aus Fotovoltaik sei viel billiger als Strom aus Kernkraftwerken. Auf den ersten Blick scheint das richtig zu sein – wenn man aber alle Faktoren berücksichtigt, schneidet die Atomkraft deutlich besser ab.

Originalbeitrag «Schlumpfs Grafik, Folge 28» im Online-Nebelspalter vom 24. Januar 2022.

Immer wieder liest man, wie billig eine Fotovoltaik (PV)-Anlage heute sei. Und tatsächlich sind die Preise für Solarmodule in Europa in den letzten zehn Jahren rund auf ein Zehntel gesunken. Allerdings war die Reduktionsrate bis 2014 viel grösser als danach – seit 2019 stagnieren die Preise. Dieser grosse Preiszerfall korrespondiert mit einer starken Ausbreitung der PV-Technologie: 2020 wurde weltweit 25 mal mehr Solarstrom erzeugt als zehn Jahre davor.

Fotovoltaik steuert nur 3 Prozent der weltweiten Stromerzeugung bei

Das sind eindrückliche Resultate. Sie dürfen aber nicht darüber hinwegtäuschen, dass der Solarstrom 2020 nur 3 Prozent zur Elektrizitätsproduktion der Welt beigesteuert hat (das sind 0.5 Prozent des Primärenergieverbrauchs). Damit liegt er mehr als dreimal unter dem Anteil aus Kernkraftwerken (KKW), die zehn Prozent zur globalen Stromproduktion gebracht haben.

Studie im Auftrag des Bundes

Wie aber vergleicht man die Kosten verschiedener Energieträger? Die beste Antwort darauf habe ich in der Studie «Potenziale, Kosten und Umweltauswirkungen von Stromproduktionsanlagen» gefunden, die von Forschern des Paul Scherer Instituts im Jahr 2017 erstellt und 2019 aufdatiert wurde (siehe hier). Die Studie, im Auftrag des Bundesamtes für Energie geschrieben, erhebt die Stromgestehungskosten aufgrund der Methode der Levelized Costs of Electricity (LCOE).

Darin enthalten sind die gesamten Erstellungskosten, alle Betriebskosten über die Lebensdauer , die Rückbaukosten am Ende der Lebensdauer und die Kapitalkosten. Bei zukünftigen Prognosen sind die Werte entsprechend abdiskontiert. Und überall, wo möglich, sind die spezifischen Standortbedingungen der Schweiz unterstellt. Auf dieser Basis sind die durchschnittlichen Stromproduktionskosten verschiedener Energieträger für aktuelle Neubauten im Jahr 2019 sowie prognostisch für das Jahr 2035 berechnet worden. Die folgende Grafik stellt die Ergebnisse zusammen:

Fotovoltaik aktuell doppelt so teuer wie Atom

(Click auf Grafik vergrössert diese) Die Messgrösse der Grafik ist Rappen pro Kilowattstunde (kWh). Damit fliesst die viel bessere Arbeitsauslastung der Kernenergie gegenüber PV in den Preis ein. Das erklärt zum Teil den vielleicht doch erstaunlichen Unterschied der Stromproduktionskosten von 10 bis 26 Rappen für PV (hellgrün, oben) gegenüber 5 bis 12 Rappen für Atomkraft (orange, unten), bei aktuell gebauten Anlagen. Bei den Solaranlagen muss man noch differenzieren zwischen Kleinanlagen unter 30 Kilowatt, die für 18 bis 26 Rappen pro Kilowattstunde produzieren, und Grossanlagen über 100 Kilowatt, die für 10 bis 12 Rappen pro Kilowattstunde produzieren.

Der dunkelgraue Balken bei jedem Energieträger zeigt die Prognose für 2035. Da sieht man deutlich das Verbilligungspotenzial bei Wind und Sonne: PV rückt jetzt mit ihren tiefsten Werten zur Kernkraft auf. Aber wieder: Das gilt nur für Grossanlagen. Die weitaus häufigeren Kleinanlagen auf privaten Hausdächern liegen noch immer im Bereich von 10 bis 18 Rappen pro Kilowattstunde – fast doppelt so teuer als Strom aus Kernkraftwerken.

Die Speicherkosten kommen noch dazu

Ein Blick auf die übrigen Energieträger zeigt, dass alle schlechter abschneiden als die Kernenergie: Am nächsten kommt ihr noch die Grosswasserkraft, am schlechtesten schneiden die Biogasanlagen ab. Interessant ist, dass sogar Strom aus Gaskombikraftwerken in dieser Gesamtbetrachtung eher teurer zu stehen kommt als Atomstrom.

Nicht vergessen darf man aber die ganz unterschiedliche Wertigkeit von Atom- und Solarstrom: In meinem ersten Beitrag dieser Atom-Serie habe ich gezeigt, dass die durchschnittliche Arbeitsauslastung der PV-Anlagen in der Schweiz nur bei 10 Prozent liegt (siehe hier). Für ein funktionierendes Stromsystem müssen also während der Zeit, wo kein Strom aus PV kommt, Kurz- und Langzeitspeicher dazu gerechnet werden, die den Strompreis entsprechend in die Höhe treiben.

Vergleich Olkiluoto 3 mit Schweizer Solaranlage

Machen wir die Probe aufs Exempel und vergleichen die Strompreise aus dem soeben ans Netz gegangenen finnischen Kernkraftwerk Olkiluoto 3 und einer privaten Schweizer Solaranlage. Olkiluoto 3 gehört zur Kernkraftwerk-Reihe EPR, die dadurch Schlagzeilen gemacht hat, dass sie bei Bauzeit und Kosten jeden Rahmen gesprengt hat. Wir gehen also von einem sehr teuren europäischen KKW aus.

Laut «energiezukunft», einem deutschen Portal für erneuerbare Energien, hat der Bau von Olkiluoto 3 mit einer Nettoleistung von 1’600 Megawatt 10 Milliarden Euro gekostet, mehr als dreimal so viel wie geplant (siehe hier). Mit diesen Kosten würde nach 60 Jahren Betrieb und einer Arbeitsauslastung von 85 Prozent ein Preis von 1,4 Cent pro Kilowattstunde resultieren. Dazu muss man noch die Betriebskosten rechnen: Hier nehme ich die für Schweizer Verhältnisse gültigen etwa 5 Rappen pro Kilowattstunde. Insgesamt kommen wir so auf einen Kilowattstunden-Preis von 6,5 Rappen. Die Rechnung zeigt, dass bei der Kernenergie die – hier hohen – Erstellungskosten auf den Gesamtpreis wenig Einfluss haben.

Auch mit teuren Batterien gibt es Winterstromlücken

Schauen wir nun, wie sich der Strompreis bei einer relativ neuen Schweizer Solaranlage zusammensetzt. Es handelt sich um eine 20 Kilowatt Anlage, die 40’000 Franken gekostet hat und die pro Jahr gegen 20’000 kWh erzeugt – im Schweizer Vergleich ist das eine sehr effiziente Anlage. Wenn wir von einer Betriebsdauer von 30 Jahren ausgehen, ergeben sich daraus Kilowattstunden-Kosten von durchschnittlich 6,6 Rappen, also gleich viel wie bei Olkiluoto 3.

Der Besitzer dieser Anlage hat aber zusätzlich noch für 40’000 Franken Speicher-Batterien installiert. Damit steigen die Kosten pro Kilowattstunde auf 13 Rappen. Allerdings hat das aber im Winter nicht ausgereicht: Während acht aufeinanderfolgenden Tagen wurde keine einzige Kilowattstunde produziert. Für eine autonome Stromversorgung müsste also noch weiter investiert werden.

PV-Strom ist mehr als doppelt so teuer

Selbst wenn wir also ein teures KKW mit einer günstigen, weil effizienten Solaranlage vergleichen, zeigt sich nach überschlagsmässiger Kalkulation (ohne Diskontierung), dass der Solarstrom aus Dachanlagen bei Berücksichtigung aller Faktoren mehr als doppelt so teuer ist. Dieser Befund wird bestätigt durch Vollkosten-Berechnungen auf der Webseite «Tech for Future» für verschiedene Stromerzeuger in Deutschland (siehe hier).

Pro Kilowattstunde entstehen dort bei einem neuen Atomkraftwerk Gesamtkosten von 4,0 Cent, bei einem Solarpark von 8,2 Cent und bei Dachsolar von 12,3 Cent – hier bei mitgerechneten Speicherkosten. Und spannend: Für die Laufzeitverlängerung der bestehenden KKW müssten nur 2,7 Cent pro kWh investiert werden: Das ist also die billigste Form neuen Strom zu produzieren.

Zwei weitere Punkte kratzen weiter am Märchen vom billigen Solarstrom. Weil grüner Strom mit seinem unberechenbaren Input, der oft nicht bedarfsgerecht anfällt, bei den Börsenpreisen grosse Schwankungen verursacht, die zeitweise sogar zu Negativpreisen führen (siehe hier), ist die Rentabilität im Stromgeschäft stark erodiert. Der Markt ist durch Wind und Sonne derart durcheinander geraten, dass Investitionen in neue Grossanlagen nur noch mit ausreichend Subventionen oder Abnahmegarantien möglich sind.

Strompreis für Haushalte in Deutschland am höchsten

Und schliesslich kann man auch an den Haushaltspreisen für Elektrizität ablesen, ob die neuen Erneuerbaren wirklich so billig sind, wie ihre Befürworter meinen. An der Spitze der Strompreistabelle für Europa stehen 2020 Deutschland und Dänemark, beide auch Spitzenreiter beim Anteil der Stromerzeugung aus Wind und Solar pro Kopf. Und Frankreich, das seinen Strom zu 70 Prozent aus KKW bezieht, liegt mit 17,65 Cent pro Kilowattstunde fast halb so hoch wie Deutschland mit 30,88 Cent.

Also auch bei der finanziellen Belastung der privaten Konsumenten zeigt sich also, dass ein starker Ausbau der neuen Erneuerbaren mit erheblichen zusätzlichen Kosten verbunden ist. Lassen Sie sich durch Preissenkungen in Teilaspekten nicht täuschen: Solarstrom ist im Durchschnitt in der Gesamtabrechnung teurer als Atomstrom.

Atomkraft versus Fotovoltaik

In der Schweiz sollen Atomkraftwerke durch Fotovoltaik-Anlagen ersetzt werden. Daraus ergeben sich zahlreiche Probleme für die Netzstabilität und die Versorgungssicherheit beim Strom – insbesondere im Winter. Um nicht in einen Blackout zu laufen, müssen die Vor- und Nachteile von Atom und Solar gegeneinander abgewogen werden. Martin Schlumpf geht in einer Reihe von Beiträgen zentralen Aspekten von Atomstrom nach, wie Speicherung, Sicherheit, Strahlung, Abfälle und Kosten – und illustriert diese wie immer mit einer einschlägigen Grafik.

Atom 1 Atomkraft ist zuverlässiger als Sonnenenergie

Atom 2 Solarstrom vergrössert die Winterstromlücke um das Dreifache

Atom 3 Solarstrom bedeutet Ressourcenverschleiss

Atom 4 In Uran steckt gewaltig viel Energie

Atom 5 Kernkraftwerke töten nicht öfter als Solarpanels

Atom 6 Überschätzte AKW-Strahlung

Atom 7 Die Lagerung radioaktiver Abfälle ist technisch gelöst

8 Kommentare zu “Atomstrom ist billiger als Solarstrom

  1. Guntram Rehsche

    Ich entschuldige mich und gebe gern zu, dass dass ich mit meiner Schätzung der Produktionskosten von (kleinen) Solaranlagen falsch lag. Ich gebe aber zu bedenken, dass in einem volkswirtschaftlichen Vergleich nicht Kleinstanlagen aus dem Solarbereich mit riesigen Atomkomplexen zu vergleichen sind. Kleinanlagen werden häufig auch aus intrinsischen Gründen erstellt, also zb fällt die erhöhte Unabhängigkeit für die Anlagenbetreiber ins Gewicht und macht den Preisnachteil wett (sonst gäbe es ja in der Schweiz nicht über 100’000 und in Deutschland mehr als zwei Millionen solcher Kleinanlagen). Zudem gilt es zu bedenken, dass diese Stromproduzenten als Verbraucher und Eigenstromnutzer einen erheblichen Preisvorteil gegenüber dem Bezug aus dem Netz erfahren (hierzulande rund 15 gegenüber 20 Rappen, in Deutschland rund 10 gegenüber 30 Cent). Und eben, bei grösseren Solaranlagen ist der Preisvorteil von Solarstrom gegenüber dem Strom aus künftig zu erstellenden Atomanlagen dann eklatant (auch hierzulande rund 10 gegenüber 15 Rappen pro KWh). Wenn also die Preisangaben von Schlumpf bezüglich kleiner Solaranlagen korrekt sind, so sind seine Schlüsse bezüglich der preislichen Überlegenheit von Atomstrom eben doch nicht richtig – denn grosse Solaranlagen ergeben in Zukunft zweifellos günstigeren als Atomstrom.

  2. Guntram Rehsche

    Nachtrag zu den Kosten für Solarenergie: Die günstigsten Preise werden unterdessen nicht etwa in Asien, Südamerika oder dem Nahen Osten erzielt, sondern in Europa. Der Weltrekord liegt bei 1.1 Eurocents pro Kilowattstunde in einem Solarkraftwerk in Portugal. In Spanien werden unterdessen Preise von 1,5 Cents für Solar- und 2 Cents für Windstrom in PPA erreicht (öffentlich-private Gemeinschaftsunternehmen). Da kann man gut und gern noch ein paar Cents fürs Speichern hinzufügen (längst nicht aller Solarstrom muss gespeichert werden, sondern wird zb auf Gewerbegebäuden erzeugt und unmittelbar für die Kühlung verwendet) – und der Strompreis aus Erneuerbarer Energie liegt immer noch weit unter jenem von künftig erstellten Atomanlagen (zur Erinnerung: Hinkley Point in GB wird mit rund 15 Rp zu Buche schlagen).

  3. Arturo Romer

    Herr Martin Schlumpf gibt dem Leser mit seinem Artikel wichtige, objektive, ehrliche und sachliche Informationen.
    Ich finde es übrigens gut, dass die FDP wieder sachlich und demokratisch über Kernenergie diskutiert. Mit der heutigen Energiestrategie 2050 ist ein baldiger Strommangel garantiert. Ich bin persönlich überzeugt, dass die Menschheit (inkl. Schweiz) beides braucht: erneuerbare Energien und Kernenergie. Einige Wahrheiten:
    1. Die Schweiz hat eine sichere Lösung für die nukleare Abfall-Entsorgung;
    2. Kernreaktoren der Generation IV werden sehr sicher, sehr effizient und nicht teurer als erneuerbare Technologien sein;
    3. Sehr viele Nationen werden bald Kernkraftwerke der Generation IV bauen;
    4. Die Schweiz hat noch ein beträchtliches Potential an Wasserkraft;
    5. Windenergie und Fotovoltaik sind zu fördern. Aber alleine lösen sie das Problem des Strommangels nie.
    6. Es braucht weniger Ideologie und mehr Wissen.

  4. Guntram Rehsche

    Die Argumentation von Martin Schlumpf zeugt einmal mehr davon, dass er der Solarenergie gegenüber gelinde gesagt negativ voreingenommen begegnet. Das immer wieder von verschiedener Seite seinen vermeintlichen Fakten ausgesprochene Lob hält auch dieses Mal einer kritischen Prüfung aus folgenden Gründen nicht stand.

    – Atomstrom befindet sich effektiv auf dem absteigenden Ast. Der Weltmarktanteil beträgt wie richtig festgehalten 10% – aber Atom ist seit dem Jahr 2000 eben von 17 auf 10% gesunken, Solar von praktisch 0 auf 3% gestiegen – und die Wachstumskurve weist weiterhin steil nach oben.

    – Der sonst so graphikafine Autor unterlässt hier aber wohlweislich eine Grafik zu präsentieren, wie diese Entwicklung läuft: Vereinfacht gesagt für die Produktionsmenge Atomstrom von oben nach unten und für Solarstrom von unten nach oben. Bezüglich der Preise genau umgekehrt. Allgemein wird eine weitere deutliche Preissenkung für Solarstrom erwartet – die zwischenzeitliche Erhöhung der Modulpreise den coronabedingt unterbrochenen Lieferketten zugerechnet.

    – Und überigens: Im vergangenen Jah wurden weltweit 10 AKW still gelegt, nur 6 neue gebaut. Demgegenüber verzeichnen Investitionen für Erneuerbare Energien ständig neue Rekordstände. Die Solarkapazität erhöhte sich um ca. 120 GWp, diese liefern so viel Strom wie mind. 12 grosse AKW (Zubau AKW s.o.)

    – Es zeugt von absoluter Realitätsverweigerung, wenn man die rasant wachsende Bedeutung von Solarenergie insgesamt negiert. Und übrigens, plötzlich legt auch die Schweiz rel. zackig zu mit immerhin 0,5 GWp im vergangenen Jahr und damit einer Stromausbeute von ???, immerhin mehr, als AKW Mühleberg einst im Jahr erzeugte.

    Angesichts der zb in England bereits festgelegten Preise für Atomstrom aus dem neuen AKW Hinkley Point (mindestens 15 Rp. pro KWh) lassen sich die PSI-Annahmen bezüglich der zu erwartenden Atomstrompreise in der Schweiz mit gutem Grund bestreiten.

    – Die Preisannahmen von Schlumpf zu den aktuellen Kosten einer 20 KWp Solaranlage und der dazugehörigen Speicheranlage von je 40’000 CHF sind weit oberhalb der im Markt beobachtbaren Preise – da können Sie sich für einmal getrost ans Bundesamt für Energie wenden, das diese irrwitzige Preisannahme korrigieren kann (gemäss meiner Beobachtung liegt sie um rund 30% zu hoch für die Solaranlage und um 50% zu hoch für die Batterie).

    Einmal mehr wird für Solarstrom generell hohe Systemkosten unterstellt. Dabei unterschlagen Sie, dass rund ein Drittel des erzeugten Stroms direkt verbraucht wird, also keiner Speicherung bedarf. Das gilt insbesondere auch für grosse Anlagen auf Gewerbebauten, deren Strom unmittelbar für die Kühlung eingesetzt wird, also just in jenen Momenten, in denen die Sonne auch effektiv scheint.

    Damit erübrigt sich jeder weitere Kommentar zu Ihrem behaupteten Preisvorteil für Atomstrom. Ausser, dass in Abwandlung Ihrer Schlussfolgerung gelten kann: Lassen Sie sich durch von Schlumpf behaupteten und nachweislich falschen Preisentwicklungen nicht täuschen: Solarstrom ist künftig im Durchschnitt und in der Gesamtabrechnung weit billiger als Atomstrom!

    • Helmut Hostettler

      Die Kernkraft ist keinesfalls auf dem absteigenden Ast. Ende 2000 waren 54 KKW im Bau und deren 117 in Projektion. Darunter befinden sich auch Länder die nicht zur G-20 – Gruppe gehören, z.B. Ägypten, Argentinien, Bangladesh, Türkei und Usbekistan. Die nach Fukushima panikartig beschlossene Energiewende ist in Deutschland und der Schweiz gescheitert. Eines der grössten Risiken dieser Länder ist eine Strommangellage in naher Zukunft. Die EU hat den Braten gerochen und KKW als nachhaltige Energieform bezeichnet; mit Rücksicht auf Deutschland wurden auch Gaskraftwerke entsprechend eingestuft. Vladimir Putin wird’s freuen. Die Realität sieht bedrückend aus: Deutschland hat die fast CO2-freie Nuklearenergie durch deutschen und polnischen “Kohlestrom” sowie französischen “Atomstrom” ersetzt.

    • Martin Schlumpf

      Herr Rehsche kann wie immer offenbar nicht genau lesen: Am Anfang meines Artikels ist der rasante Preiszerfall der PV-Module und die starke Ausbreitung des Solarstroms geschildert – wo da meine “absolute Realitätsverweigerung” liegt, bleibt sein Geheimnis.
      Beim Zubau von 120 GWp Solar vergisst er wie immer, dass die Jahresdurchschnitts-Stromerzeugung von Solar und KKW nicht vergleichbar ist: Bandstrom und Flatterstrom sind grundsätzlich verschieden. Aber da hilft wohl alles erklären nichts.
      Ja, seit Beginn der PV-Technologie in der Schweiz haben wir es im letzten Jahr – nach 12 Jahren Aufbau – geschafft, den Jahresertrag von Mühleberg zu egalisieren. Wieder mit der gleichen Einschränkung, wie im Abschnitt zuvor. Mühleberg hat aber nur ein Achtel aller CH-KKW geliefert. Es würde im gleichen Tempo also noch fast 100 Jahre dauern, bis nur der Strom aus allen KKW ersetzt wäre – nein: eben nicht ersetzt, auch dann käme im Winter viel zu wenig, etc.
      Die Preise für die von mir beschriebene Solaranlage sind nicht erfunden! Es sind reale Preise – sollte Ihnen vielleicht zu denken geben. Ich habe darauf hingewiesen, dass es eine sehr effiziente Anlage ist – kostet offenbar auch etwas mehr.

    • Martin Schlumpf

      Habe noch nachgeschaut in der offiziellen Studie des BFE “Photovoltaikmarkt-Beobachtungsstudie 2019”: Auf S.36 gibt es eine schöne Zusammenstellung der einzelnen Kostenanteile für verschiedene Anlagengrössen. Bei 10 bis 30 kWp (um was es in meinem Beitrag geht) betragen die Durchschnittskosten 2’204 CHF/kWp. Da es sich um eine Anlage von 20 kWp handelt, gibt das Durchschnittskosten von 44’000 CHF. Rehsche behauptet aber die 40’000.-, die ich aufgrund einer mir bekannten Kostenabrechnung gemacht habe, seien um 30% zu hoch, und deshalb würde ich von irrwitzigen Annahmen ausgehen. Offensichtlich ist es genau umgekehrt!

      • Niklas Müller

        Also ich frage mich ja schon, wieso kein einziges Stromunternehmen ein AKW bauen will weil es sich nicht rentiert und die Politiker es sowieso besser wissen.
        Die Studie vom PSI ist mit vorsicht zu geniessen, ansonsten wären die Vorgänge rund um das Englische AKW, oder die Ansage der Axpo keine AKWs mehr zu bauen, absolut unverständlich.
        Zudem bringen uns AKWs schlicht nichts in der akkuten Mangellage welche in ca. 5 Jahren zu erwarten ist.
        Das einzige was in so kurzer Zeit realistisch ist gross auszubauen, ist die Sonnenkraft.
        Für ein AKW brauchts mindestens 15-25 Jahre. Wir brauchen den Strom aber jetzt und nicht frühstens 2037! Ich frag lich wann das SVP und FDP endlich kapieren.
        AKWs kann mann toll oder gut finden, aber für dieses Problem sind sie eindeutig nicht geeignet!

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