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Grenzkosten

Der Begriff der Grenzkosten stammt aus der Betriebswirtschaftslehre und spielt in der Energiewirtschaft (wie in vielen anderen Sektoren der Ökonomie) häufig eine wichtige Rolle. Man versteht darunter die zusätzlichen Kosten, die durch eine kleine Erhöhung der Produktion entstehen. Man wählt eine kleine Erhöhung im Sinne einer differenziellen Betrachtung, und spricht auch von Marginalkosten.

Die Vollkosten können weitaus höher liegen als die Grenzkosten, da sie auch Fixkosten enthalten, z. B. die Investitions- und Kapitalkosten.

Betriebswirtschaftlich ist eine Produktion, die einen Erlös von nur wenig mehr als die Grenzkosten einbringt, einerseits besser als eine Unterlassung dieser Produktion. Andererseits ist sie auf Dauer gefährlich, weil so kaum Deckungsbeiträge für die Amortisation der Fixkosten erwirtschaftet werden. Wenn z. B. ein Markt mit starkem Wettbewerb das häufige Operieren in diesem Bereich erzwingt, ist die Rentabilität stark gefährdet.

Beispiele für Grenzkosten bei der Stromerzeugung

Kohlekraftwerk

Man betrachte ein Kohlekraftwerk, welches mit etwas höherer Leistung oder auch für längere Zeit pro Tag betrieben werden könnte, um mehr elektrische Energie zu erzeugen. An den Investitionskosten und Kapitalkosten ändert dies nicht, auch nicht an den Personalkosten. Jedoch entsteht durch verstärkten Betrieb ein vergrößerter Verbrauch vor allem von Kohle, und auch die Kosten für die Entsorgung von Reststoffen steigen. (Bei Wärmekraftwerken sind die Brennstoffkosten meist der größte Teil der variablen Betriebskosten.) Außerdem können durch die erhöhten CO₂-Emissionen zusätzliche Kosten für Emissionszertifikate entstehen, wenn die Emissionen in einem Bereich erfolgen, wo der Emissionshandel im Rahmen von Cap & Trade betrieben wird. So entstehen Grenzkosten typischerweise in der Höhe von 30 bis 70 € pro Megawattstunde, d. h. 3 bis 7 ct/kWh. Die niedrigeren Werte gelten im Falle niedriger Zertifikatepreise und für moderne Braunkohlekraftwerke, die dafür aber höhere Investitionskosten als Steinkohlekraftwerke aufweisen.

Man beachte, dass die Grenzkosten nicht durch den Wirkungsgrad, sondern genauer durch den differenziellen Wirkungsgrad bestimmt werden. Sie werden also höher, wenn der Wirkungsgrad im Teillastbetrieb absinkt.

Gaskraftwerk

Bei den Gaskraftwerken gibt es recht unterschiedliche Typen:

• Gas-und-Dampf-Kombikraftwerke haben einen hohen Wirkungsgrad, heute bis zu ca. 60 %. Trotz der höheren spezifischen Kosten von Erdgas (im Vergleich zu Kohle nach dem Primärenergiegehalt bewertet) liegen dadurch die Grenzkosten oft in ähnlicher Höhe wie bei Steinkohlekraftwerken.
• Für die Spitzenlasterzeugung werden aber einfachere Gasturbinen-Kraftwerke eingesetzt, die nur Wirkungsgrade von 30 bis 40 % haben und daher wesentlich höhere Grenzkosten aufweisen. Da hier die Investitionskosten erheblich niedriger liegen, ist dies bei einer geringen Zahl von Volllaststunden ökonomisch akzeptabel.

Kernkraftwerk

Kernkraftwerke weisen sehr hohe Investitions- und Kapitalkosten auf. Die Betriebskosten sind jedoch recht gering, und als Teil davon schlagen die Kosten für neue Brennelemente wenig zu Buche. Dies bedeutet, dass die Grenzkosten sehr niedrig liegen – in der Größenordnung von 10 €/MWh. Wirtschaftlich betreiben lässt sich ein Kernkraftwerk auf Dauer aber nur, wenn mehrfach höhere Stromerlöse erzielt werden, weil sonst die hohen Investitionskosten nicht amortisiert werden können. Eine ähnliche Charakteristik haben auch etliche andere Grundlastkraftwerke.

Photovoltaik-Anlagen

Die Kosten von Photovoltaik-Anlagen sind praktisch unabhängig davon, ob sie Strom produzieren oder nicht (z. B. bei Abregelung aufgrund nicht nutzbarer Stromüberschüsse). Ihre Grenzkosten sind deswegen annähernd null. Genauso wie bei Kernkraftwerken gilt aber auch hier, dass trotzdem natürlich erhebliche Erlöse nötig sind, um die hohe Anfangsinvestition zu amortisieren.

Die Rolle von Grenzkosten im Strommarkt

Im heutigen Strommarkt spielen die Grenzkosten eine wichtige Rolle. An der Strombörse wird das Merit-Order-Verfahren praktiziert. Dieses zwingt die Stromanbieter dazu, ihre Angebote in etwa an den Grenzkosten zu orientieren – mit einem nur geringen Aufschlag für Gewinne. Der Börsenstrompreis ergibt sich dann aus den Kosten für das sogenannte Grenzkraftwerk, d. h. dasjenige Kraftwerk, welches gerade noch verwendet werden kann. Die meisten Anbieter erzielen dann gute Deckungsbeiträge, weil ihre Grenzkosten deutlich niedriger sind.

Da das Grenzkraftwerk häufig ein Gas- oder Kohlekraftwerk ist, ergeben sich Börsenstrompreise in der Größenordnung von deren Grenzkosten, also bei rund 4 bis 7 ct/kWh. Hiervon profitieren z. B. die Betreiber von Kernkraftwerken, die solche Erlöse unbedingt brauchen, um ihre Investitionen zu amortisieren (siehe oben). Zunehmende Einspeisungen von erneuerbaren Energien (in Deutschland gemäß dem Erneuerbare-Energien-Gesetz gefördert) verschieben aber häufig die Merit Order so, dass der Börsenstrompreis stark sinkt – in Einzelfällen (Situationen mit starken Überschüssen) sogar auf negative Werte.

Im Einzelfall kann die betriebswirtschaftliche Kalkulation noch etwas komplizierter sein, d. h. nicht nur auf Grenzkosten im stationären Betrieb basieren. Beispielsweise werden Kohlekraftwerke oft zeitweise im eigentlich unrentablen Teillastbetrieb gefahren (mit verschlechtertem Wirkungsgrad und entsprechend höheren spezifischen CO₂-Emissionen), weil man sonst teure Ab- und Anfahrvorgänge in Kauf nehmen müsste.

%comment: 2023-05-03 10:37:03

Wirklich eine sehr tolle Aufbereitung, vielen Dank dafür.

Ich stelle mir doch nun genauer die Frage, wie sich die Variablen- bzw. Grenzkosten der EE-Anlagen zusammensetzen, da diese ja einen maßgebenden Anteil auf den Strompreis (Merit Order) haben. Werden dort Kosten wie Wartungskosten etc. versteckt oder wie darf man die Grenzkosten bei einer EE-Anlage, welche Wind und Sonne nutz, verstehen?

%answer:

Ich denke nicht, dass Wartungskosten als variable Kosten betrachtet werden. Ohnehin wird am Strommarkt nicht argumentiert, sondern einfach geboten entsprechend den eigenen Interessen.

Siehe auch: Kraftwerk, Grenzkraftwerk, Strommarkt