Wirtschaftlichkeit von Photovoltaik-Anlagen
Wer sich für eine Solaranlage entscheidet, entscheidet sich für eine erhebliche Investition, die mit einem langen Zeitraum der Refinanzierung verbunden ist. Überzeugen kann ein solches Projekt deshalb nur, wenn es auch wirtschaftlich ist.
Deswegen haben die Initiatoren des Gesetzes zu den Erneuerbaren Energien auch gleich die Bedingungen dafür geschaffen, dass der Betrieb von Photovoltaik-Anlagen nicht nur ökologisch, sondern auch ökonomisch motiviert wird. Nachdem die im EEG festgeschriebene Einspeisevergütung mit der garantierten Abnahmegarantie für den selbst erzeugten Strom über 20 Jahre zum Fixpreis bisher die Wirtschaftlichkeit einer Anlage begründete, tritt nun der Wirtschaftlichkeitsrechnung auf der Basis des Strompreises in den Vordergrund.
Als Wirtschaftlichkeit wird das Verhältnis von Ertrag zu Aufwand oder Leistung zu Kosten bezeichnet; wenn der Ertrag minus Aufwand (beides in Geld gerechnet) einen positiven Betrag ausweist, arbeitet ein Projekt oder Unternehmen wirtschaftlich, d.h. es wirft einen Gewinn ab. Die Wirtschaftlichkeit lässt sich natürlich auch als Quotient aus Ertrag und Aufwand darstellen – dann muss das Ergebnis größer als 1 sein.
In diesem Zusammenhang werden auch die Begriffe “Rentabilität” oder “Rendite” verwendet. Hierbei handelt es sich ebenfalls um einen Gradmesser für die Wirtschaftlichkeit, der jedoch in Prozent ausgedrückt wird. Die Rentabilität kennzeichnet das Verhältnis von Gewinn zu eingesetztem Kapital, die Rendite ist der jährliche Geldbetrag, der auf Grund dieses Verhältnisses an die Anteilseigener ausgeschüttet werden kann.
Als Betreiber einer Solarstromanlage vereinigen Sie zwei Positionen in sich: Sie sind Unternehmer und (meist alleiniger) Anteilseigner zugleich. Schon deswegen ist die Wirtschaftlichkeit für Sie aus mehrere Blickwinkeln interessant.
Die folgenden Modellrechnungen liefern Ihnen Vorlagen, nach denen Sie die Wirtschaftlichkeit Ihrer PVA (Bestand oder Neuinstallation) berechnen können.
Grundlage ist immer eine 5-kWp-PVA – das Standardmodell für Einfamilienhäuser – bezogen auf den Bedarf einer vierköpfigen Familie, um die Ergebnisse vergleichbar zu machen.
Schnellanalyse: Beantworte hier mit nur wenigen Klicks die Frage ob Dein Dach für PV geeignet ist:
Welche Faktoren bestimmen die Wirtschaftlichkeit einer Photovoltaikanlage?
Die Berechnung der Wirtschaftlichkeit muss immer vier Bereiche umfassen:
– die Leistung der Anlage
– die Finanzierung der Anlage / Anschaffungspreis
– die Betriebskosten pro Jahr
– die Einnahmen oder den geldwerten Vorteil
Bei der Betrachtung der einzelnen Komponenten wird schnell klar, dass Ihnen Rentabilitätsrechner im Internet oder die Gewinnprognosen der Hersteller nur unzulässig verkürzte Darstellungen liefern. In der Regel stützen sich die Berechnungen auf Werte, die über 20 Jahre (Garantiezeitraum vieler Hersteller und Grundlage der Musterrechnung für die konform gezahlte Einspeisevergütung) als konstant angenommen werden
Punkt 1:
Die Leistung einer Anlage ist eben nicht konstant. Der Begriff “Kilowattpeak” bezeichnet nur die höchstmögliche Leistung; was pro Jahr als realer Ertrag erwirtschaftet wird, hängt mit Witterungseinflüssen, Anlagenqualität und Abnutzungsfaktoren zusammen. Zudem tritt die Leistungsminderung einer Anlage nicht plötzlich nach 20 Jahren ein, sondern die Leistungsgarantie der entsprechenden Hersteller beruft sich ausdrücklich auf 80 % nach 20 Jahren. In der Regel ist die Nennleistung bereits nach zehn Jahren um 10 % gesunken. In die Wirtschaftlichkeitsberechnung einer PVA muss in diesen Fällen deshalb immer eine jährliche Leistungsminderung von 1 % eingerechnet werden.
Punkt 2:
Auch heute sind die Investitionskosten in eine Solaranlage immer noch so hoch, dass sie kaum ein Interessent aus den laufenden Ausgaben “stemmen” kann. So günstig die Kredite der KfW oder das allgemeine Zinsniveau auch sein mögen – bei Investitionen dieser Größenordnung häufen sich immer Zinszahlungen an, mit denen sich die Amortisationszeit verlängert. Zinszahlungen gehören also ebenso zum Aufwand wie der Anschaffungspreis.
Falls die Einnahmen aus der PVA in eine andere Geldanlage fließen, gehören auch diese Zinseinnahmen in der Wirtschaftlichkeitsberechnung (worauf hier aus Gründen der Übersichtlichkeit verzichtet wird).
Punkt 3:
Die jährlichen Betriebskosten werden gern mit 0,5 % oder 1 % der Gesamtinvestitionssumme angegeben – beides ist zumindest mit Blick auf professionelle Wartung falsch. Diese wiederum ist die Voraussetzung, um eine günstige Ertragsausfallversicherung zu bekommen.
Auch die Integration der PVA in Ihre bestehende Gebäudeversicherung erhöht die Police, und genau genommen brauchen Sie auch eine Haftpflichtversicherung. Die Anlage nicht zu versichern, wäre angesichts der hohen Investition nicht zu verantworten. Kein Konstrukt hält ewig. Reparaturen müssen eingeplant werden – und zwar zunehmend mit dem Alter der Anlage. Legen Sie also in der Wirtschaftlichkeitsberechnung jährlich 1 % auf den Standardbetrag “drauf”, wenn Sie Nachrüstungen planen, mindestens 2 %.
Punkt 4:
Für Bestandsanlagen gilt als Einnahme die definierte Einspeisevergütung des Zeitpunkts der Inbetriebnahme, für Neuinstallationen ist der Eigenverbrauch die lohnendere Variante – siehe Modellrechnung 2.
Steuerliche Aspekte werden im Folgenden auf Grund der individuellen Betriebssituationen vernachlässigt. Es wird von der Vorsteuerabzugsberechtigung und der Möglichkeit zur Abschreibung nach AfA ausgegangen.
MODELLRECHNUNG 1
Wirtschaftlichkeitsrechnung einer Bestandsanlage (5 kWp, AufDach) über 20 Jahre ohne Eigenverbrauch
Nettokosten PVA: 15.000 Euro
Inbetriebnahme: 1. Halbjahr 2010 (Einspeisevergütung 39,14 Cent pro kWh)
Kreditfinanzierung: 10.000 Euro, 10 Jahre Laufzeit, 4,5 % effektiver Jahreszins
Jahr in €: Einnahmen | Betriebskosten | Kreditrate | Eigenkapital | Gewinn |
2010 | 1.957,00 | 150,00 | 1.243,68 | 563,32 |
2011 | 1.937,43 | 151,50 | 1.243,68 | 542,25 |
2012 | 1.918,06 | 153,02 | 1.243,68 | 521,36 |
2013 | 1.898,88 | 154,55 | 1.243,68 | 500,65 |
2014 | 1.879,02 | 156,10 | 1.243,68 | 479,24 |
2015 | 1.860,23 | 157,66 | 1.243,68 | 458,89 |
2016 | 1.841,63 | 59,24 | 1.243,68 | 438,71 |
2017 | 1.823,21 | 161,83 | 1.243,68 | 417,68 |
2018 | 1.804,98 | 163,45 | 1.243,68 | 397,85 |
2019 | 1.786,93 | 165,08 | 1.243,68 | 378,17 |
2020 | 1.769,06 | 166,73 | 500,00 | 1.102,27 |
2021 | 1.751,37 | 168,43 | 500,00 | 1.082,94 |
2022 | 1.733,86 | 170,11 | 500,00 | 1.063,75 |
2023 | 1.716,52 | 171,81 | 500,00 | 1.044,69 |
2024 | 1.699,36 | 173.53 | 500,00 | 1.025,83 |
2025 | 1.682,37 | 175,26 | 500,00 | 1.007,10 |
2026 | 1.655,55 | 177,01 | 500,00 | 988,54 |
2027 | 1.638,99 | 178,71 | 500,00 | 960,28 |
2028 | 1.622,60 | 180,50 | 500,00 | 942,10 |
2029 | 1,606,37 | 182,30 | 500,00 | 914,07 |
Gesamt: | 35.583,42 | 3.316,82 | 12.436,80 | 14.827,80 |
Die Hauptkennzeichen dieser Wirtschaftlichkeitsrechnung:
Die Investition in das Projekt hat sich innerhalb von 9 Jahren refinanziert (Einnahmestand Ende 2018: rund 16.928 €)
Die Rendite beträgt 3,75 % (Relation von Gewinn und Investition 75 %, geteilt durch 20 Jahre)
Für den Solarbestand bis 2012 wurde die Rentabilität vom Staat gleich mitgeliefert. Keiner brauchte über den Zeitraum von 20 Jahren hinauszudenken. Der Eigenverbrauch spielte bis 2009 nur eine untergeordnete Rolle. Die erzeugte Strommenge wurde meist komplett in das öffentliche Netz eingespeist, und der Eigenbedarf durch den Energieversorger gedeckt – zu erheblich geringeren Preisen. Bei den PV-Anlagen, die im Jahr 2000 in Betrieb gingen, zeichnet sich sogar die komplette Deckung der Energiekosten aus dem Anlagenbetrieb über 20 Jahre ab.
Dieses Herangehen ließ nicht nur die Kosten aus dem Ruder laufen, sondern brachte auch das Stromnetz als “Speicher” für Solarstrom an seine Grenzen. Erst mit dem starkem Absenken der Einspeisevergütung ab dem Sommer 2012 wurden die Zeichen endgültig auf “Eigenverbrauch” gestellt. Auch wenn Sie Betreiber einer Bestandsanlage sind, müssen Sie sich in Fragen der Wirtschaftlichkeit sehr wahrscheinlich neu orientieren.
Für Neuinstallationen ist die noch bestehende niedrige Einspeisevergütung kein wirtschaftlicher Anreiz mehr:
Beispielrechnung 1
Wirtschaftlichkeit 2014 auf Basis der Einspeisevergütung 5-kWp-Anlage
Nettokosten PVA: 10.000 Euro
Inbetriebnahme: Januar 2014 (Einspeisevergütung 13,68 Cent pro kWh)
Vollfinanzierung
Ab dem 01.01.2014 erhält der Betreiber einer 5-kWp-Anlage pro eingespeiste kWh eine Vergütung von 13,68 Cent (die dann monatlich weiter um mindestens 1 % sinkt). Die Einnahmen aus der Jahresproduktion betragen dann 684 Euro. Selbst wenn die PVA “nur” 10.000 Euro kostet, hat sich die Amortisationszeit auf 16 Jahre erhöht. Rechnet man noch die Wartungs- und Versicherungskosten dazu (rund 3.000 Euro), sind die 20 Jahre Preisgarantie schnell ausgereizt, ohne dass der Betreiber auch nur einen Cent Profit gemacht hätte – Rendite 0 %.
Sie können diese Angaben leicht anhand der Beispielrechnung für die PVA aus dem Jahr 2010 nachvollziehen.
Der Paradigmenwechsel bei der Solar-Rendite
Die Wirtschaftlichkeits-Berechnung für Solarstromanlage hat jedoch eine neue Grundlage: den Eigenverbrauch. Denn seit der durchschnittliche Strompreis höher liegt als die Einspeisevergütung, bedeutet die Rentabilität einer Photovoltaikanlage nicht mehr die Lieferung von Strom in das öffentliche Netz, sondern eine möglichst hohe Deckungsrate des Eigenbedarfs. Stromkosten sparen ist lukrativer als Strom verkaufen.
Während der gesamten Zeit, in der sich Solarstrom vom Nischenprodukt zum national bedeutsamen Energiebeitrag entwickelt hat, ist der durchschnittliche Strompreis um 100 % gestiegen. Er lag im Jahr 2000 bei 13,94 Cent pro kWh und hat sich seitdem nur noch erhöht. 2013 erreichte er den Wert von über 28 Cent pro kWh.
Das wiederum bedingt einen neuen Höhenflug der Wirtschaftlichkeit von Solarstromanlagen. Der Energiebedarf ist eine konstante Ausgabengröße für jeden Haushalt – die Deckung aus der eigenen Stromproduktion ist somit bares Geld wert.
Dazu bedarf es allerdings der Auslegung der Anlage mit einem Speichersystem und intelligentem Energiemanagement. Nur so lassen sich 80 % Eigenverbrauch erreichen – die Grundlage der neuen Rentabilität. Die Investitionskosten steigen, aber nun auch wieder die Wirtschaftlichkeit.
Die Entwicklung des Strompreises wird von den Experten unterschiedlich prognostiziert, aber in einem Punkt sind sich alle einig: Der Strompreis wird weiter steigen. Mit der EU-Prognose von 50 % Erhöhung bis zum Jahr 2030 gibt es faktisch einen Mittelwert unter den unterschiedlichen Einschätzungen der Kostenerhöhungen. Den geringsten Anstieg prophezeit die Deutsche Energieagentur: 20 % – allerdings schon bis zum Jahr 2020.
Für die Rentabilitätsberechnung einer 5-kWp-PVA bedeutet das veränderte Ausgangszahlen. Die kontinuierliche Verdoppelung des Strompreises in den nächsten 20 Jahren muss mit jährlich 5 % auf den aktuellen Wert aufgeschlagen werden und ersetzt in der Kalkulation (bei öffentlichen Aufträgen auch in der Urkalkulation) die Einnahmen der PVA aus der Stromlieferung als Ziel der Wirtschaftlichkeit. Der Eigenverbrauchsanteil und der Bezugsanteil für Strom werden dazu in Beziehung gesetzt.
MODELLRECHNUNG 2
Wirtschaftlichkeitsrechnung für eine neu installierten PV-Anlage (5 kWp, AufDach) über 20 Jahre mit 80 % Eigenverbrauch
Nettokosten PVA: 10.000 Euro
Kosten Solarspeicher: 9.000 Euro (inkl. Förderbetrag und Blei-Akku Austausch nach 10 Jahre Betriebszeit)
Managementsystem: 1.000 Euro
Inbetriebnahme: Januar 2014 (Ausgangsstrompreis 28,73 Cent pro kWh,
Kreditfinanzierung: 10.000 Euro, 10 Jahre Laufzeit, 1,0 % effektiver Jahreszins (KfW-Kredit)
Einspeisevergütung: 13,68 Cent pro Kilowattstunde, beginnend bei 20 %, jährliche Leistungsminderung 1 %
Jahr | Bezugsanteil | Eigenanteil | Einspeisung | Betriebskosten | Kreditrate | Eigenkapital | Gewinn |
2014 | 1.149,20 | 229,84 | 919,36 | 136,80 | 150,00 | 1.041,20 | -135,04 |
2015 | 1.206,66 | 241,33 | 965,33 | 135,44 | 151,50 | 1.041,20 | -91,93 |
2016 | 1.264,12 | 252,82 | 1.011,30 | 134,09 | 153,02 | 1.041,20 | -58,87 |
2017 | 1.321,58 | 264,32 | 1.057,26 | 132,74 | 154,55 | 1.041,20 | -5,75 |
2018 | 1.379,04 | 275,81 | 1.103,23 | 131,41 | 156,10 | 1.041,20 | 37,34 |
2019 | 1.436,50 | 287,30 | 1.149,20 | 130,10 | 157,66 | 1.041,20 | 80,42 |
2020 | 1.493,96 | 298,79 | 1.195,17 | 128,80 | 159,24 | 1.041,20 | 123,53 |
2021 | 1.551,42 | 310,25 | 1.241,17 | 127,51 | 161,83 | 1.041,20 | 165,65 |
2022 | 1.608,88 | 321,78 | 1.287,10 | 126,23 | 163,45 | 1.041,20 | 208,78 |
2023 | 1.666,34 | 333,27 | 1.333,07 | 124,97 | 165,08 | 1.041,20 | 251,76 |
2024 | 1.723,80 | 344,76 | 1.379,04 | 123,72 | 166,73 | 1.000,00 | 336,03 |
2025 | 1.781,26 | 356,25 | 1.425,01 | 122,48 | 168,43 | 1.000,00 | 379,06 |
2026 | 1.838,72 | 367,74 | 1.470,98 | 121,26 | 170,11 | 1.000,00 | 427,13 |
2027 | 1.898,33 | 379,67 | 1.518,66 | 120,05 | 171,81 | 1.000,00 | 466,90 |
2028 | 1.953,64 | 390,73 | 1.562,91 | 118,85 | 173.53 | 1.000,00 | 508,23 |
2029 | 2.011,10 | 402,22 | 1.608,88 | 117,66 | 175,26 | 1.000,00 | 551,28 |
2030 | 2.068,56 | 413,71 | 1.654,85 | 116,48 | 182,30 | 1.000,00 | 593,83 |
2031 | 2.183,48 | 436,70 | 1.746,78 | 115,32 | 178,26 | 1,000,00 | 651,60 |
2032 | 2.240,94 | 448,19 | 1.792,75 | 114,17 | 180,50 | 1.000,00 | 714,62 |
2033 | 2.298,40 | 459,68 | 1.838,72 | 113,03 | 182,30 | 1.000,00 | 769,45 |
Gesamt | 34.075,93 | 6.815,16 | 27.260,77 | 2.491,11 | 3.316,82 | 10.412,00 | 5.974,02 |
Hauptkennzeichen dieser Wirtschaftlichkeitsrechnung:
Die Investition in das Projekt hat sich innerhalb von 15 Jahren refinanziert (Kostenersparnis- und Einnahmestand Ende 2028: rund 20.000 €)
Die Rendite beträgt 1,5 % (Gewinn im Verhältnis zur Investition = 30 % geteilt durch 20 Jahre)
Ohne Einspeisevergütung liegt sie bei 0,875 %.
Vergleich Renditemodell “Einspeisevergütung” und “Eigenverbrauch”
Beide Modelle lassen sich nur vergleichen, wenn der gesamte im Betriebszeitraum verbrauchte Strom einbezogen wird. In diesem Falle schmelzen die scheinbaren Vorteile der Einspeisevergütung dahin. Die Bestandsanlage aus der Modellrechnung 1 hat während ihrer Betriebszeit nur Strom in das öffentliche Netz abgegeben – der Eigenbedarf wurde per Bezug gedeckt.
Bei dem zugrunde gelegten Bedarf von 4.000 kWh pro Jahr sind die Stromkosten während der Betriebszeit von 2010 bis 2029 auf 25.284,55 Euro aufgelaufen. Der Gewinn aus der Anlage von 14.827,80 wandelt sich in der Gesamtbetrachtung in ein Minus über 10.000 Euro. Das Eigenverbrauchsmodell dagegen arbeitet fast deckungsgleich.
Bestandsanlagen mit Einspeisevergütung arbeiten nur so lange rentabel, wie der Strompreis unter dem garantierten Vergütungssatz bleibt. Bei der Anlage aus dem Jahr 2010 sind das knapp 7 Jahre – danach wandelt sich das Verhältnis. Selbst Besitzer von Bestandsanlagen können also ihre Wirtschaftlichkeit verbessern, wenn sie den Eigenverbrauch erhöhen. Nur Photovoltaikanlagen, die vor dem Jahr 2008 in Betrieb gegangen sind, müssen keine Umstellung mehr vornehmen, denn die Höhe der damals garantierten Einspeisevergütung überschreitet der Strompreis erst im Jahr 2027.
Eine neue Wirtschaftlichkeitsberechnung müssen Sie auch anstellen, wenn Sie Empfänger der Eigenverbrauchszulage sind, die für zwischen dem 1. Januar 2009 und dem 31. März 2012 neu installierte Anlagen ausgereicht wurde. Orientieren können Sie sich dabei ebenfalls an den beiden Modellrechnungen.
Der Eigenverbrauch als Langzeitmodell
Mittlerweile sind Leistungsgarantieen von 30 Jahren, die Hersteller auf ihre Solarmodule geben, keine Seltenheit mehr. Gerade bei Neuinstallationen kann davon ausgegangen werden, dass die Photovoltaikanlage auch nach den bisher kalkulierten 20 Jahren ihren Dienst noch ohne Weiteres 10 Jahre tut – mit einer Nennleistung, die gar nicht so weit unter 80 % abrutschen wird. Dann allerdings explodiert die Rendite des Eigenverbrauchsmodells. Zur Vereinfachung der Berechnung wird durchgängig von 80 % Kapazität ausgegangen, im Gegenzug wird auch der Strompreis für diese weiteren 10 Jahre Betriebszeit (2034-2043) als konstant angenommen.
Beispielrechnung 2
Wirtschaftlichkeit mit um 10 Jahre verlängertem Eigenverbrauch 5 kWp-Anlage
Die Anlage ist refinanziert, es werden lediglich neue, allerdings erweiterte Speicherbatterien fällig.
Investition: 8.000,00 €
Betriebskosten: 2.000,00 €
Stromkosten: 22.984,00 €
Bezugsanteil: 4.596,80 €
Eigenanteil: 18.387,20 €
Den Ausgaben von 10.000 Euro steht ein geldwerter Vorteil von über 18.000 Euro gegenüber.
Das Verhältnis von Investition und Gewinn beträgt über 80 % – geteilt durch 10 Jahre ergibt eine Rendite von mehr als 8 %.
Selbst in der Gesamtbetrachtung der Wirtschaftlichkeit unter Abzug der Stromzahlungen verbleibt ein Gewinn von rund 3.780 Euro.
Wirtschaftlichkeit durch Moduleigenschaften erhöhen
Die Wirtschaftlichkeit einer Photovoltaikanlage lässt sich nicht nur durch allgemeine Parameter, sondern auch durch ausgewählte Moduleigenschaften erhöhen. Denn damit ist eine Ertragssteigerung verbunden, die der Gesamtrechnung eine verbesserte Grundlage liefert. Unabhängig vom Wirkungsgrad bzw. Leistungsklassen bietet fast jeder Hersteller besondere Moduleigenschaften an.
In der Photovoltaik wie in der Solarthermie haben sich beispielsweise längst beschichtete oder prismierte Oberflächen bei Solarmodulen oder Kollektoren durchgesetzt. Ihr positiver Einfluss auf die Ertragssicherheit und die Ertragsstärke ist nachgewiesen, denn die meisten Optimierungsparameter “gehen” durch die Oberfläche eines Solarmoduls: Lichtintensität, Reflexion, Wellenlänge – aber sie ist auch generell verantwortlich für die Witterungsbeständigkeit.
Prismierte Oberflächen unterstützen den optimalen Einstellwinkel, reduzieren Reflexionen, sind extrem hagelsicher und wirken gegen einen verringerten Wirkungsgrad bei hohen Temperaturen. Ihre Vorteile liegen gleichermaßen in der konstanten Produktion wie in der Bewältigung der Spitzenzeiten.
Die Wahl eines Moduls sollte jedoch nicht an einer speziellen Eigenschaft festgemacht werden, denn es gibt einfach zu viele Faktoren, die für die Güte eines Moduls sprechen (oder nicht). Allein schon im Bereich der Oberflächenmodellierung fasst deshalb der Richtwert des Temperaturkoeffizienten günstige Wirkungen zusammen (unter 0,4). Diese können jedoch nicht nur durch prismierte Gläser, sondern auch durch Beschichtungen oder Klimaregler beeinflusst werden kann.
Weitere Punkte, die Sie sorgfältig abwägen müssen, sind die Einrichtungen zur Reduzierung von Leitungsverlusten, die Leistungstoleranz (möglichst Plus-Toleranzen), Leistungsgarantien, die nach 10 Jahren noch über 90 % und nach 25 Jahren noch über 80 % liegen, eingebaute Klimakammern oder Flasher mit integrierter Elektrolumineszenz-Messung.
Zudem stellt jeder Standort andere Anforderungen. Befindet sich Ihr Haus in einer schneereichen Gegend, kann schon wieder die ausgewiesene Last pro Quadratmeter (möglichst über 500 kg) zum entscheidenden Kriterium werden.
Höhere Modulpreise sind nicht per se negativ: Informieren Sie sich immer darüber, was sie dafür erhalten. Die Wirtschaftlichkeitsberechnung bei Solarmodulen muss immer individuell vorgenommen werden.
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