Die Elektromobilität hat sich in den vergangenen Jahren rasant entwickelt. Elektroautos gelten längst nicht mehr als Nischenprodukt, sondern sind auf den Straßen vieler Länder ein selbstverständliches Bild. Doch das Potenzial von Elektrofahrzeugen (EVs) beschränkt sich nicht nur auf den emissionsfreien Betrieb: Bidirektionales Laden – auch unter den Schlagworten „Vehicle-to-Grid“ (V2G), „Vehicle-to-Home“ (V2H) oder „Vehicle-to-Building“ (V2B) bekannt – könnte Elektroautos vom reinen Verbraucher zu aktiven Energiespeichern machen und damit einen wichtigen Beitrag zur Energiewende leisten.

1. Was versteht man unter bidirektionalem Laden?

Beim bidirektionalen Laden können E-Autos nicht nur Strom aus dem Netz beziehen, sondern diesen auch zurückspeisen. Das bedeutet:

1. Vehicle-to-Grid (V2G)

• Das Auto gibt bei Bedarf Strom zurück ins öffentliche Netz, um Lastspitzen abzufedern oder Schwankungen erneuerbarer Energien auszugleichen.

2. Vehicle-to-Home (V2H)

• Das E-Auto speist Strom in ein privates Hausnetz und kann dort z. B. den Eigenverbrauch einer PV-Anlage optimieren oder im Notfall als Backup-Stromquelle dienen.

3. Vehicle-to-Building (V2B)

• Ähnlich wie V2H, nur für größere Gebäude wie Bürokomplexe oder Gewerbeeinheiten. Das E-Auto oder eine Flotte von Fahrzeugen liefert Strom, wenn die Nachfrage groß oder teuer ist.

2. Vorteile des bidirektionalen Ladens

1. Netzdienlichkeit

• Indem E-Autos in Zeiten hoher Nachfrage Strom liefern, stabilisieren sie das Stromnetz und tragen dazu bei, teure Lastspitzen zu reduzieren.

• Umgekehrt können sie bei einem Überangebot (z. B. viel Solar- oder Windenergie) zusätzliche Speicherkapazität bereitstellen, statt diese Energie ungenutzt zu lassen.

2. Kosteneinsparungen

• Bei entsprechenden Tarifen oder Regelenergiemodellen könnten Besitzer von Elektroautos Geld verdienen, indem sie ihre Batterie zu bestimmten Zeitpunkten zur Verfügung stellen.

• PV-Anlagenbetreiber erhöhen durch V2H/V2B ihren Eigenverbrauchsanteil, reduzieren den Netzbezug und können so Stromkosten sparen.

3. Ressourceneffizienz

• Statt separate stationäre Batterien zu installieren, kann die bereits vorhandene Fahrzeugbatterie als Speicher genutzt werden.

• So lässt sich der CO₂-Fußabdruck weiter reduzieren, da weniger zusätzliche Ressourcen für Batteriebau benötigt werden.

4. Notstromversorgung

• Im Falle eines Stromausfalls kann das E-Auto zumindest kurzzeitig ein Einfamilienhaus oder wichtige Geräte versorgen (z. B. Kühlschrank, Licht, WLAN-Router).

3. Technischer Stand und Herausforderungen

a) Hardware und Standards

• Onboard-Ladegerät

• Nicht alle Elektroautos verfügen über ein bidirektionales Onboard-Ladegerät. Einige Modelle können lediglich einphasig laden, andere benötigen spezielle DC-Lader (CHAdeMO oder CCS).

• Kommunikationsprotokoll

• Für den Informationsaustausch zwischen Fahrzeug, Ladestation und Netz hat sich u. a. der ISO-15118-Standard etabliert. Er ermöglicht eine sichere und automatisierte Kommunikation zum Be- und Entladen.

b) Batterielebensdauer

• Zyklenbelastung

• Häufiges Be- und Entladen kann die Alterung der Batterie beschleunigen.

• Viele Hersteller forschen an intelligenten Ladekurven und Betriebsstrategien, die die Lebensdauer nur minimal beeinflussen.

c) Wirtschaftlichkeit

• Tarifmodelle

• Damit E-Autobesitzer tatsächlich von bidirektionalem Laden profitieren, braucht es attraktive Vergütungen oder dynamische Stromtarife.

• In einigen Ländern können Fahrzeughalter über Regelenergietarife bereits ein Einkommen generieren, wenn sie ihre Batteriekapazität bereitstellen.

d) Nutzerakzeptanz

• Alltagstauglichkeit

• Das Auto muss genügend Reichweite behalten, um den nächsten Fahrbedarf zu decken. Ein intelligentes Energiemanagement verhindert, dass die Batterie unerwartet leer bleibt.

• Automatisierung

• Viele Nutzer wünschen sich eine vollautomatische Lösung, die auf Basis ihrer Fahrgewohnheiten entscheidet, wann Strom entnommen oder abgegeben wird.

4. Aktuelle Entwicklungen und Ausblick

1. Marktreife

• Erste E-Automodelle (z. B. einige Modelle von Nissan, Hyundai, Kia, Mitsubishi) sind bereits bidirektionsfähig oder werden in naher Zukunft nachgerüstet.

• Auch europäische Hersteller verfolgen entsprechende Entwicklungen, sodass mittelfristig mehr Fahrzeuge auf den Markt kommen werden, die V2G oder V2H ermöglichen.

2. Interesse bei Netzbetreibern

• Stromnetzbetreiber sehen großes Potenzial, mit einer wachsenden Flotte von Elektroautos Flexibilität ins Netz zu bringen.

• In mehreren Regionen Europas bestehen bereits Praxisprojekte (Pilotanwendungen), um Skaleneffekte und Realbetrieb zu testen.

3. Technologische Fortschritte

• Die Batterietechnologie entwickelt sich weiter (z. B. höhere Energiedichte, bessere Zyklenfestigkeit), wodurch die Auswirkungen von bidirektionalen Ladezyklen geringer sein könnten.

• Künftig könnten Second-Life-Batterien (z. B. aus ausrangierten E-Autos) ebenfalls für stationäre Speicheranwendungen eingesetzt werden.

4. Regulatorische Anpassungen

• Viele Länder müssen noch rechtliche und steuerliche Hürden abbauen, damit private Haushalte oder Unternehmen Strom aus Elektroautos ins öffentliche Netz einspeisen dürfen.

• Einheitliche Regelungen und vereinfachte Genehmigungsverfahren beschleunigen die Marktdurchdringung.

5. Fazit

Bidirektionales Laden ist ein echter Gamechanger für die Elektromobilität und das Energiesystem der Zukunft. Durch die Doppelfunktion von E-Autos als Transportmittel und Energiespeicher könnten regenerative Quellen wie Sonne und Wind deutlich flexibler genutzt werden. Zwar stehen noch technische und regulatorische Fragen offen, doch zahlreiche Hersteller, Energieversorger und Forschungseinrichtungen arbeiten an praxistauglichen Lösungen.

Wer sich bereits heute ein E-Auto anschafft, sollte bei der Wahl des Modells und der Ladeinfrastruktur darauf achten, ob diese bidirektionales Laden grundsätzlich unterstützen. Denn je weiter sich die Elektromobilität verbreitet, desto stärker wird auch der Wunsch wachsen, Strom nicht nur zu konsumieren, sondern aktiv mitzugestalten – und das E-Auto als Teil der Energiewende zu nutzen.

Quellen:

1. ISO 15118 – Road vehicles — Vehicle to grid communication interface

https://www.iso.org/standard/55366.html

(Technischer Standard für die Kommunikation zwischen E-Auto und Ladestation)

2. Agentur für Erneuerbare Energien (AEE)

https://www.unendlich-viel-energie.de

(Fakten und Hintergrundinformationen zu Elektromobilität und Stromnetzintegration)

3. Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK)

https://www.bmwk.de

(Informationen zu Förderprogrammen und Studien zur E-Mobilität in Deutschland)

4. Forschungsinstitute und Automobilhersteller

• Fraunhofer ISE, Fraunhofer IEE, Volkswagen, Hyundai, Nissan (Entwicklungen und Praxistests zum Thema Vehicle-to-Grid / Vehicle-to-Home)