LCOH berechnen: Formel, Eingangsgrößen und Rechenbeispiel

Die Wasserstoffgestehungskosten (LCOH) sind der Preis je Kilogramm, bei dem ein Projekt über seine Lebensdauer alle Kosten einschließlich der Kapitalrendite deckt. Dieser Leitfaden erklärt die Formel, die wichtigsten Eingangsgrößen und ein vollständiges Beispiel für einen 10-MW-Elektrolyseur.

LCOH im Beispiel (nominal)
4,74 €/kg
LCOH im Beispiel (nominal)
der Kosten sind Strom
51 %
der Kosten sind Strom
Wasserstoff im ersten Jahr
760 t
Wasserstoff im ersten Jahr
Investition für 10 MW
11,7 M€
Investition für 10 MW

Was LCOH bedeutet

LCOH wird in Euro (oder Dollar) je Kilogramm Wasserstoff angegeben. Die Kennzahl beantwortet eine Frage: Bei welchem konstanten Preis je kg deckt das Projekt alle Kosten, wobei die Investoren genau ihre geforderte Rendite erhalten?

Es sind Kosten, kein Marktpreis. Zwei Projekte mit gleichen LCOH können sehr unterschiedliche Risiken haben, und finanzierbar wird ein Projekt erst durch einen Abnahmepreis über seinen LCOH.

Die Formel

LCOH = (Summe der abgezinsten Kosten über die Lebensdauer) ÷ (Summe der abgezinsten Wasserstoffproduktion über die Lebensdauer).

Zu den Kosten gehören die Anfangsinvestition (CAPEX), Strom, Betrieb und Wartung, Stack-Tausch und Wasser. Jedes Jahr wird mit den gewichteten durchschnittlichen Kapitalkosten (WACC) abgezinst, ebenso die Produktion: Ein Kilogramm aus Jahr 15 ist heute weniger wert als eines aus Jahr 1.

Die wichtigsten Eingangsgrößen

CAPEX: die Elektrolyseurkosten je kW plus die Nebenanlagen (Leistungselektronik, Wasseraufbereitung, Verdichtung bis zum Werkstor, Bau), oft als Prozentsatz der Elektrolyseurkosten angegeben.

Strom: der Preis je MWh und der spezifische Verbrauch, auf Systemebene meist rund 50 bis 55 kWh je kg Wasserstoff.

Dazu kommen Betriebsstunden, Verfügbarkeit, Betrieb und Wartung (Prozent des CAPEX pro Jahr), Stack-Degradation und -Tausch, Wasser, Projektlaufzeit und WACC.

Strom ist meist der größte Kostenblock

Eine schnelle Probe: Verbrauch × Preis. Bei 50 kWh/kg und 40 €/MWh kostet allein der Strom 2 € je kg Wasserstoff. Jede 10 €/MWh mehr erhöhen die Kosten um etwa 0,5 €/kg.

Deshalb wiegen der Stromliefervertrag (PPA) und die RFNBO-Regeln, die seine Gestaltung begrenzen, so schwer für die Endkosten.

Stromkosten je kg Wasserstoff bei 50 kWh/kg
20 €/MWh
1
40 €/MWh
2
60 €/MWh
3
80 €/MWh
4

€/kg

Betriebsstunden: der Zielkonflikt

Der CAPEX verteilt sich auf die produzierten Kilogramm. Ein Elektrolyseur mit wenigen Betriebsstunden trägt hohe Kapitalkosten je kg; einer mit vielen Stunden verteilt sie dünner, braucht aber womöglich teureren Strom.

Reine Solarprojekte laufen oft 2.000 bis 3.000 Stunden im Jahr; Hybridprojekte aus Solar und Wind oder mit Netzstrom deutlich mehr. Die niedrigsten LCOH ergeben sich aus der Balance zwischen günstigen und ausreichend vielen Stunden.

WACC, Lebensdauer und Inflation

Ein höherer WACC erhöht die LCOH, weil die künftige Produktion stärker abgezinst wird, während der CAPEX am Anfang anfällt. Die Lebensdauer wirkt umgekehrt: Mehr Produktionsjahre verdünnen die Investition.

Prüfen Sie, ob ein Wert nominal (Geld des jeweiligen Jahres, mit Inflation) oder real in konstanten Preisen ist. Beim selben Projekt kann der Unterschied über einen halben Euro je kg betragen, vergleichen Sie also nur Gleiches mit Gleichem.

Was eine LCOH-Zahl nicht enthält

Die meisten veröffentlichten Werte enden am Werkstor. Speicherung, Verdichtung für den Transport, Pipelines oder Schiffstransport und die Anlagen des Abnehmers fehlen.

Fördermittel werden meist nicht von den Produktionskosten abgezogen: Sie ändern die Rendite des Investors, nicht die Kosten für ein Kilogramm. Prüfen Sie vor jedem Vergleich Bilanzgrenze, Preisbasisjahr und Bezugsgröße.

Unsicherheit: Eine Zahl reicht nicht

Jede Eingangsgröße ist eine Schätzung. Eine Sensitivitätsanalyse zeigt, welche die LCOH am stärksten bewegt, und eine Monte-Carlo-Simulation liefert eine Bandbreite mit Wahrscheinlichkeiten statt einer einzelnen Zahl.

Banken schauen auf diese Bandbreite: Entscheidend ist nicht nur die Höhe der LCOH, sondern wie wahrscheinlich sie unter dem Abnahmepreis bleiben.

Annahmen des Beispiels

EingangsgrößeWert
Technologie und GrößePEM, 10 MW
Elektrolyseurkosten900 €/kW, plus 30 % für Nebenanlagen
Strom40 €/MWh, 50 kWh/kg
Betrieb4.000 Stunden im Jahr, 95 % Verfügbarkeit
Betrieb und Wartung2 % des CAPEX pro Jahr
StackTausch alle 10 Jahre zu 40 % der Elektrolyseurkosten, 1 % Degradation pro Jahr
FinanzierungWACC 7 %, 20 Jahre, 2 % Inflation, 18 Monate Bauzeit

Rechenbeispiel: ein 10-MW-PEM-Elektrolyseur

Die Investition beträgt 10.000 kW × 900 €/kW × 1,3 = 11,7 Millionen Euro. Die Anlage produziert im ersten Jahr 10.000 kW × 4.000 h × 95 % ÷ 50 kWh/kg = 760.000 kg Wasserstoff.

Mit diesen Annahmen liegen die LCOH nominal bei 4,74 €/kg, real bei 4,02 €/kg. Strom macht 51 % der Kosten aus, CAPEX 35 %, Betrieb und Wartung 8 %, der Stack-Tausch 6 % und Wasser unter 1 %.

Das ist der Referenzfall, den der GaugeH2-Rechner zeigt, bevor Sie etwas eingeben: Ändern Sie eine Größe und sehen Sie, wie sich die LCOH bewegen.

Kostenaufteilung (Referenzfall)
51 %
35 %
  • Strom51 %
  • CAPEX35 %
  • Betrieb und Wartung8 %
  • Stack-Tausch6 %
  • Wasser0,5 %

Häufige Fragen

Wofür steht LCOH?

Levelized cost of hydrogen, Wasserstoffgestehungskosten: der konstante Preis je kg, der alle Projektkosten über die Lebensdauer einschließlich der geforderten Kapitalrendite deckt.

Wie lautet die Formel für LCOH?

Summe der abgezinsten Kosten über die Projektlaufzeit geteilt durch die Summe der abgezinsten Wasserstoffproduktion, beides mit dem WACC abgezinst.

Was ist der größte Kostenblock bei grünem Wasserstoff?

Meist der Strom. Bei 50 kWh/kg erhöht jede 10 €/MWh die Kosten um etwa 0,5 € je kg.

Wie viele kWh braucht man für 1 kg Wasserstoff?

Rund 50 bis 55 kWh je kg auf Systemebene mit heutigen Elektrolyseuren. Das theoretische Minimum auf Basis des Brennwerts liegt bei etwa 39,4 kWh/kg.

Sind LCOH dasselbe wie der Wasserstoffpreis?

Nein. LCOH sind die Produktionskosten einschließlich Kapitalrendite. Der Verkaufspreis hängt vom Markt, von Verträgen und von Förderungen ab.

Senken Fördermittel die LCOH?

Das hängt von der Konvention ab. Viele Analysen, auch GaugeH2, weisen die Produktionskosten ohne Förderung aus und zeigen deren Wirkung getrennt in der Rendite des Investors.

Glossar zu grünem Wasserstoff →

Das Beispiel nutzt illustrative Annahmen. Ein reales Projekt braucht standortbezogene Daten zu Strompreis, CAPEX und Finanzierung.