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Steckdose rückwärts: Wenn E-Autos Strom verkaufen

Beitrag von Max Kugler

Was bedeutet bidirektionales Laden überhaupt?

Wenn ein Elektroauto heute an der Wallbox hängt, denkt man meist an einen simplen Vorgang: Strom fließt in die Batterie, Reichweite entsteht. Doch genau dieser Energiefluss könnte sich in den kommenden Jahren umkehren. Bidirektionales Laden heißt das Konzept, bei dem Fahrzeuge nicht nur Strom aufnehmen, sondern ihn auch wieder abgeben können. Was zunächst nach einer technischen Spielerei klingt, berührt zentrale Fragen der Energiewende.

„Letztendlich geht es darum, die Fahrzeugbatterie einer stationären Anwendung zur teilweisen oder vollständigen Nutzung zur Verfügung zu stellen. Nehmen wir mal an, Sie hängen Ihr Auto in der Garage an Ihr Hausnetz und es kommt jetzt zu einem Stromausfall -dann können sie die Fahrzeugbatterie einfach nutzen, um weiter in Ihrer Wohnung wie gehabt leben zu können.“, so Prof. Martin März, Wissenschaftlicher Direktor Leistungselektronische Systeme vom Fraunhofer-Institut für Integrierte Systeme und Bauelementetechnologie.

Dass das nur eines von vielen Beispielen für die Nutzung vom bidirektionalem Laden ist, zeigt sich bereits an den drei verschiedenen Anwendungsmöglichkeiten: Beim sogenannten Vehicle-to-Load (V2L) versorgt das Auto direkt einzelne Verbraucher – etwa einen Laptop, der im Fahrzeuginneren gerade aufgeladen wird. Vehicle-to-Home (V2H) geht einen Schritt weiter: Das Fahrzeug speist das eigene Hausnetz, etwa bei Stromausfall oder um die Photovoltaikanlage zu optimieren. Die Königsdisziplin ist jedoch Vehicle-to-Grid (V2G): Hier wird das Elektroauto Teil des öffentlichen Stromsystems und speist in das Energienetz ein.

„Wenn Sie sich die Strompreise in Deutschland anschauen, sehen Sie immer häufiger Phasen mit negativen Preisen. Das heißt, Sie bekommen teilweise sogar Geld dafür, Ihr Auto zu laden. Einige Stunden später können die Preise dann sehr hoch sein. Wenn Sie die Energie in einer Niedrigpreisphase im Fahrzeug speichern und in einer Hochpreisphase wieder ins Netz einspeisen, können Sie damit Geld verdienen. Das ist im Prinzip die Idee hinter Vehicle-to-Grid.“, sagt Prof. März.

Was hat bidirektionales Laden jetzt aber mit der Energiewende zu tun?

Ein Blick auf die Dimensionen des deutschen Stromsystems hilft bei der Einordnung: In Deutschland werden pro Jahr rund 500 Terawattstunden Strom erzeugt, die Höchstlast im Netz liegt bei etwa 80 Gigawatt. Demgegenüber stehen sämtliche Pumpspeicherkraftwerke des Landes mit einer gemeinsamen Speicherkapazität von rund 40 Gigawattstunden.

Rechnet man dieses Verhältnis gedanklich auf die Elektromobilität hoch, wird das Potenzial deutlich. Würden – rein theoretisch – alle der aktuell rund 49 Millionen Pkw in Deutschland elektrisch fahren und jeweils eine Batterie mit 60 Kilowattstunden besitzen, ergäbe das eine Speicherkapazität von rund drei Terawattstunden. Auf den Straßen stünde damit ein Vielfaches dessen, was heutige Pumpspeicherkraftwerke zusammen speichern können.

Natürlich ist dieses Maximalszenario unrealistisch. Doch selbst eine konservative Annahme zeigt: Wenn lediglich zehn Prozent des Fahrzeugbestands elektrisch unterwegs wären und davon wiederum nur zehn Prozent der Batteriekapazität für Netzdienstleistungen bereitgestellt würden, entspräche das immer noch einer Energiemenge von 15 Gigawattstunden. Das wäre genug, um die Leistung von zehn Kernkraftwerken für etwa zwei Stunden zu ersetzen.

Der Hebel sei also keineswegs vernachlässigbar – insbesondere, wenn es um das kurzfristige Ausgleichen von Schwankungen im Netz geht. Gleichzeitig sei das Konzept aber auch kein Allheilmittel: Selbst die Summe aller Elektrofahrzeuge könnte eine mehrtägige „Dunkelflaute“, also eine Phase ohne nennenswerte Wind- und Solarproduktion, nicht überbrücken. Für solche Extremsituationen braucht es andere Lösungen, meint Prof. März

So steht Deutschland beim bidirektionalen Laden im internationalen Vergleich da:

Im internationalen Vergleich zeigt sich: Deutschland ist kein Einzelfall – sondern eher Teil eines westlichen Sonderwegs. Prof. März meint außerhalb Japans sei bidirektionales Laden lange kaum konsequent verfolgt worden. Als Elektromobilität erstmals Fahrt aufnahm, hätte Japan mit CHAdeMO einen eigenen Ladesteckerstandard gesetzt, der bidirektionale Funktionalität von Beginn an vorsah. Ältere Modelle von beispielsweise Mitsubishi, die in Deutschland verkauft wurden, würden noch über diesen Anschluss verfügen – was hierzulande allerdings oft Adapterlösungen auf den europäischen Typ-2-Standard erforderlich macht.

Europa – und später auch die USA – hätten sich dagegen für den Typ-2-Stecker entschieden, bei dem Bidirektionalität ursprünglich nicht mitgedacht wurde. Entsprechend fehlte lange Zeit der regulatorische und wirtschaftliche Druck, diese Funktion weiterzuentwickeln. Es gab weder ein tragfähiges Geschäftsmodell noch eine erkennbare Nachfrage. Für Hersteller war das Thema damit schlicht unattraktiv gewesen, so Prof. März.

Neben technologischen Fragen spielte in Deutschland vor allem das Energierecht eine zentrale Rolle. Der Verband der Automobilindustrie (VDA) verweist darauf, dass bis Ende 2025 insbesondere die sogenannte Doppelbelastung von zwischengespeichertem Strom ein Markthindernis darstellte. Wurde Strom in einem Elektrofahrzeug gespeichert und später ins Netz zurückgespeist, fielen Netzentgelte und Stromsteuer sowohl beim Einspeichern als auch beim späteren Verbrauch erneut an. Dadurch wurde Vehicle-to-Grid wirtschaftlich unattraktiv.

Mit der Novelle des Energiewirtschaftsgesetz ist dieses Problem adressiert worden. Für bidirektionale Ladepunkte, die bis August 2029 ans Netz gehen, gilt nun eine 20-jährige vollständige Befreiung von Netzentgelten. Damit werden mobile Speicher regulatorisch stationären Großspeichern gleichgestellt.

„Die vom Deutschen Bundestag beschlossene Abschaffung der Doppelbelastungen muss noch im laufenden Jahr 2026 durch die Bundesnetzagentur umgesetzt werden. Andernfalls droht Deutschland erneut, aufgrund administrativer und prozessualer Verzögerungen bei einer Zukunftstechnologie ins Hintertreffen zu geraten, obwohl bidirektionale Fahrzeuge, die notwendigen Ladetechnologien und Anwendungen bereits verfügbar sind.“, teilt eine Sprecherin des VDA mit. „Mehr als sechzig in Deutschland verfügbare batterieelektrische Fahrzeugmodelle verfügen bereits über erste bidirektionale Ladefunktionalitäten. Über 20 Fahrzeugmodelle sind seitens der Hersteller für die Rückspeisung in das Heimnetz bzw. das öffentliche Versorgungsnetz freigegeben. Mit der passenden bidirektionalen Ladeeinrichtung könnten diese E-Fahrzeuge bereits heute bidirektional be- und entladen werden. In den kommenden Jahren erwarten wir eine deutliche Steigerung der im Markt verfügbaren E-Modelle und ihres Funktionsumfangs. Deutschland muss sich als Technologieführer in einem wachsenden Markt positionieren.“

Neben den technischen und regulatorischen Hürden behindert allerdings noch ein weiterer Faktor die Akzeptanz von bidirektionalem Laden.

Wie wirkt sich bidirektionales Laden auf die Batterie aus?

Viele E-Auto-Besitzer stehen dem bidirektionalen Laden skeptisch gegenüber – vor allem aus Sorge, der Akku könne schneller altern und damit an Wert verlieren.

Moderne Elektroautos verfügen heute typischerweise über 60 bis 80 Kilowattstunden Batteriekapazität. Rechnet man mit 2.000 Vollzyklen – ein heute realistischer Wert – und einem Verbrauch von rund 20 Kilowattstunden pro 100 Kilometer, ergibt sich eine theoretische Laufleistung von etwa 800.000 Kilometern.

Das übersteigt die typische Fahrzeuglebensdauer deutlich. Die Situation hat sich damit grundlegend verändert: Während vor zehn Jahren kleine 15-kWh-Batterien tatsächlich an die Lebensdauergrenze eines Fahrzeugs kommen konnten, verfügen heutige Systeme über erhebliche Reserven.

Ob bidirektionales Laden die Batterie schneller altern lässt, beantwortet Dr.-Ing. Florian Ringbeck, Geschäftsführender Oberingenieur am CARL, Center for Ageing, Reliability and Lifetime Prediction an der RWTH Aachen:

„Wahrscheinlich nur wenig“, lautet seine Einschätzung. „Wie stark sich V2G auf die Lebensdauer auswirkt, hängt vor allem vom Vergleichsmaßstab ab. Steht ein Auto die meiste Zeit vollgeladen an der Wallbox, kann ein intelligentes Energiemanagement sogar Vorteile bringen. Wird die Batterie durch V2G regelmäßig leicht be- und entladen, dafür aber im Mittel auf einem niedrigeren Ladezustand gehalten, kann es sogar sein, dass die Batterie länger hält als vorher.“

Anders sähe es aus, wenn man als Referenz den besonders sorgfältigen E-Auto-Fahrer nimmt – „den, der immer schon darauf geachtet hat, dass sein Auto nicht vollaufgeladen abgestellt wird und der Ladezustand in einem mittleren Bereich gehalten wird“. In diesem Fall werde die Batterie durch bidirektionales Laden „wahrscheinlich ein bisschen schneller altern“.

Solange die Nutzung durch die Garantien der Autobauer abgedeckt ist, gilt das Risiko für Kundinnen und Kunden als überschaubar. Technisch seien moderne Fahrzeugbatterien in der Lage, solche Anwendungen umzusetzen – insbesondere dann, wenn man „die Nutzung bei V2G auf kleine Lade- und Entladezyklen limitiert“. Angesichts der Tatsache, dass ein durchschnittliches Elektroauto im Jahr oft nur rund 35 bis 40 Vollzyklen durch Fahrbetrieb durchläuft, verfügen die Batterien über erhebliche Reserven. „Kleine, gezielt gesteuerte Energiebewegungen zählen zu den Anwendungen, für die Batterien besonders gut geeignet sind“, erläutert Dr. Ringbeck.

Auch der VDA teilt mit, dass bidirektionales Laden zwar zu zusätzlichen Lade- und Entladezyklen führt, was grundsätzlich die Batterie beansprucht. Studien und Praxistests würden jedoch zeigen, dass die Degradation moderat bleibt, wenn intelligente Ladestrategien eingesetzt werden. Viele Hersteller würden das Batteriemanagement so optimieren, dass die Rückspeisung innerhalb konservativer Ladefenster erfolgt. Eine Beeinträchtigung der Fahrzeugnutzung sei durch das bidirektionale Laden daher nicht zu erwarten.

Zum Abschluss lässt sich festhalten: Die Technik ist verfügbar und auf dem Markt angekommen. Energieversorger wie E.ON arbeiten gemeinsam mit Herstellern wie BMW an ersten marktnahen Anwendungen.

Ob Deutschland im internationalen Vergleich beim Thema bidirektionales Laden eine führende Rolle einnimmt, entscheidet sich damit eher an der Geschwindigkeit der politischen Umsetzung.

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