Bidirektionales Laden bei eAutos - So funktioniert V2G & Co.

Mit der Batterie eines Elektroautos das eigene Haus mit Strom versorgen – was nach Zukunftsmusik klingt, ist schon heute in Ansätzen möglich. Doch was steckt hinter dieser Idee und welche Hürden gibt es noch zu überwinden?

Elektroautos sind längst mehr als nur ein Transportmittel. Sie könnten in Zukunft eine zentrale Rolle in der Energieversorgung übernehmen, indem sie als Stromspeicher genutzt werden. Das Konzept dahinter: Tagsüber mit einer Solaranlage Strom erzeugen, ihn im eAuto speichern und bei Bedarf wieder ins Haus- oder öffentliche Netz einspeisen. 

Doch wie weit ist diese Technologie bereits entwickelt? Und welche Herausforderungen müssen noch gemeistert werden, bevor bidirektionales Laden zur Standardoption wird?

Mehr Eigenversorgung durch Stromspeicher im Elektroauto

Viele Hausbesitzer*innen möchten unabhängiger von Energieversorgern werden, vor allem durch den Einsatz von erneuerbaren Energien wie Solarstrom. Eine Photovoltaikanlage auf dem Hausdach ermöglicht es bereits, einen Teil des Strombedarfs zu decken. Doch in den meisten Fällen reicht die Energieproduktion nicht aus, um den kompletten Bedarf zu decken – insbesondere dann, wenn kein eigener Stromspeicher vorhanden ist. 

Eine Lösung könnte das Elektroauto bieten, dessen Batterie nicht nur zur Fortbewegung genutzt wird, sondern auch als flexibler Stromspeicher dienen kann. Anstatt in teure stationäre Batteriespeicher zu investieren, könnte das Elektroauto überschüssigen Solarstrom speichern und bei Bedarf wieder abgeben. 

Auf diese Weise ließe sich der Eigenverbrauch erhöhen, ohne dass zusätzliche Investitionen in separate Speicher notwendig wären. Expert*innen versprechen sich von dieser Lösung sogar mehr Sicherheit in der Energieversorgung angesichts der schwankenden Bedingungen bei erneuerbaren Quellen. Aber wie funktioniert das genau?

Bidirektionales Laden: Energie in beide Richtungen

Beim bidirektionalen Laden fließt der Strom nicht nur in eine Richtung, vom Netz in die Batterie des Elektroautos, sondern kann auch wieder zurück ins Netz oder ins Haus fließen. Im Grunde genommen können viele Geräte das schon heute. Jeder Akku speichert Energie und gibt sie später wieder ab. Auch Laptops und Powerbanks laden Smartphones auf, indem sie ihnen Strom zur Verfügung stellen.

Möchte man die Batterie eines Elektroautos für bidirektionales Laden verwenden, sind spezielle technische Anpassungen erforderlich, da Elektroautos mit Gleichstrom (DC) betrieben werden, während im Haushalt Wechselstrom (AC) benötigt wird.

Um dies zu ermöglichen, müssen sowohl das Elektrofahrzeug als auch die Wallbox über die entsprechenden Wechselrichter verfügen, die den Gleichstrom in Wechselstrom umwandeln und umgekehrt.

Verschiedene Arten des bidirektionalen Ladens

Es gibt unterschiedliche Ansätze, wie das bidirektionale Laden umgesetzt werden kann:

1. Vehicle-to-Load (V2L): Hierbei kann das Elektroauto als mobile Energiequelle dienen, indem es externe Geräte mit Strom versorgt. Diese Funktion ist besonders nützlich für Outdoor-Aktivitäten (für Camper) oder Baustellen, auf denen keine andere Stromquelle zur Verfügung steht. Autos wie der Hyundai Ioniq 5 oder der Kia EV6 bieten diese Möglichkeit bereits heute an.
2. Vehicle-to-Home (V2H): Bei dieser Variante wird das Elektroauto an die heimische Wallbox angeschlossen und kann überschüssigen Solarstrom speichern, um ihn später für den Eigenverbrauch im Haus zu nutzen. So kann das Auto als temporärer Stromspeicher dienen und den Bedarf an externer Energie reduzieren, besonders in Zeiten, in denen die Solaranlage keinen Strom produziert.
3. Vehicle-to-Grid (V2G): Diese fortschrittlichste Variante ermöglicht es, den in der Autobatterie gespeicherten Strom ins öffentliche Netz einzuspeisen. Das Ziel ist es, das Stromnetz zu stabilisieren, indem viele Elektroautos miteinander vernetzt werden und bei Bedarf überschüssigen Strom zur Verfügung stellen. Dies könnte vor allem während Spitzenzeiten, etwa morgens oder abends, eine Entlastung des Stromnetzes bewirken.

Bei all diesen Varianten handelt es sich um Smart Charging-Lösungen. Erfahre mehr zum Thema in unserem Blogpost Laden 2.0 - Was ist Smart Charging?

Welche Fahrzeuge sind für bidirektionales Laden geeignet?

Die Zahl der Elektroautos, die bidirektionales Laden unterstützen, wächst stetig. Zu den Vorreitern gehören Fahrzeuge von Herstellern wie Volkswagen, Genesis und Volvo. Diese Modelle sind technisch zumindest vorbereitet biderektionales Laden zu ermöglichen oder ermöglichen bereits eine Variante. 

Allerdings müssen nicht nur die Fahrzeuge, sondern auch die Ladestationen und die Infrastruktur im Eigenheim entsprechend ausgestattet sein, um das bidirektionale Laden zu ermöglichen.

Technische Voraussetzungen und Normen

Damit bidirektionales Laden flächendeckend genutzt werden kann, sind standardisierte technische Lösungen erforderlich. Ein bedeutender Fortschritt wurde mit der ISO 15118-20 erzielt, die im April 2023 eingeführt wurde. Diese Norm regelt die Kommunikation zwischen Fahrzeug und Ladestation und schafft die Grundlage für bidirektionale Energieübertragung.

Neben der technischen Ausstattung ist auch ein intelligentes Energiemanagementsystem im Eigenheim notwendig. Dieses System muss den Stromverbrauch im Haushalt sowie den Ladestand des Elektroautos überwachen, um den optimalen Zeitpunkt für das Einspeisen oder Entnehmen von Strom zu bestimmen. Ist eine PV-Anlage bereits installiert, wird der Anteil selbst erzeugter Energie ebenfalls berücksichtigt und der Strom  angepasst.

Damit Elektroautos nicht nur im Haushalt (Vehicle-to-Home) genutzt werden können, sondern auch Strom ins öffentliche Netz (Vehicle-to-Grid) eingespeist werden kann, spielt ein durchdachtes Lastmanagement eine zentrale Rolle. Besonders herausfordernd wird es, wenn viele eAutos gleichzeitig laden und entladen. Dann muss die Steuerung so gestaltet sein, dass die Stromflüsse bedarfsgerecht mit dem Netz abgestimmt werden.

Korrekte Abrechnungssysteme

Wie funktioniert eine korrekte Abrechnung des eingespeisten Stroms? Ähnlich wie bei Photovoltaikanlagen wird auch hier eine Anpassung bestehender Abrechnungssysteme erforderlich sein, um den Rückfluss von Strom aus eAuto-Batterien zu managen und korrekt mit dem Energieversorger zu verrechnen.

Batteriekapazität und -Verschleiß

Neben der Steuerung des Stroms müssen auch technische Unterschiede zwischen den verschiedenen eAuto-Modellen berücksichtigt werden. Unterschiede in der Batteriekapazität oder den Netzspannungssystemen können zu Problemen führen, wenn Hausanschlüsse und Ladestationen diese nicht korrekt verarbeiten. Um Kurzschlüsse oder Beschädigungen der Batterie zu verhindern, muss hier eine breite Kompatibilität sichergestellt werden.

Wenn Fahrzeugbatterien für bidirektionales Laden genutzt werden, könnte dies zu einer stärkeren Beanspruchung führen, da die Batterien häufiger be- und entladen werden. Das wirft zudem Fragen auf, wie die Hersteller mit möglichen Garantieansprüchen umgehen. Auch die Haftung für Schäden an der Hausinstallation, die durch Fehlfunktionen entstehen könnten, bleibt noch zu klären.

Gesetzliche Anpassungen sind notwendig

Trotz der technologischen Fortschritte gibt es noch rechtliche Hürden, die überwunden werden müssen. Derzeit werden Elektroautos nicht als Energiespeicher anerkannt, was steuerliche Nachteile mit sich bringt. Der ADAC setzt sich daher für eine Gleichstellung von Elektroautos mit stationären Speichern ein, um steuerliche Benachteiligungen zu verhindern.

Auch die Doppelbesteuerung von Strom, der in einem eAuto gespeichert und später wieder ins Netz eingespeist wird, muss gelöst werden. Derzeit wird der Strom beim Bezug und erneut bei der Rückspeisung ins Netz besteuert, was die Wirtschaftlichkeit des bidirektionalen Ladens beeinträchtigt.

Lohnt sich bidirektionales Laden bereits?

Eine der größten Herausforderungen für die breite Einführung des bidirektionalen Ladens sind die hohen Kosten für die notwendige Infrastruktur. Wallboxen, die solches Laden ermöglichen, sind derzeit deutlich teurer als herkömmliche Modelle. Auch die Technik im Auto selbst muss diese Funktion unterstützen, was zusätzliche Kosten verursacht.

Die rentabelste Anwendung ist aktuell die Nutzung von Solarstrom aus der eigenen Photovoltaikanlage. Hier lässt sich der überschüssige Strom speichern und später für den Eigenverbrauch nutzen, was zu einer deutlichen Erhöhung der Eigenversorgung führen kann.

Für eine breitere Anwendung, etwa die Teilnahme am Strommarkt durch Vehicle-to-Grid, müssten jedoch die Preise für die erforderliche Technik deutlich sinken, um einen wirtschaftlichen Vorteil für den Nutzer*innen zu bieten.

Fazit

Das bidirektionale Laden könnte in Zukunft eine wichtige Rolle in der Energieversorgung spielen. Elektroautos könnten nicht nur zur Mobilität, sondern auch zur Stabilisierung des Stromnetzes beitragen und gleichzeitig Haushalte unabhängiger von Energieversorgern machen. 

Bevor dies jedoch Realität wird, müssen sowohl die technischen als auch die gesetzlichen Rahmenbedingungen angepasst werden. Auch die Kosten für die notwendige Infrastruktur müssen sinken, damit sich die Investition für den Endverbraucher lohnt. Dennoch bleibt das bidirektionale Laden eine vielversprechende Technologie mit großem Potenzial für die Zukunft.

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