Bidirektionales Laden – Wenn das E‑Auto zum dezentralen Stromspeicher wird.

Die Transformation hin zur Elektromobilität ist im vollen Gange. Zwar wurde die Entscheidung für das komplette Verbrenner-Aus vorerst vertagt, allerdings ist es beschlossene Sache, dass ab 2035 keine neuen Diesel oder Benziner mehr zugelassen werden dürfen.¹

Zukünftig kann es jedoch nicht nur darum gehen, mehr Elektrofahrzeuge auf den Markt zu bringen – auch die Entwicklung von Lösungen, wie sich Elektromobilität in die Strommärkte integriert lässt, ist ein wichtiger Baustein mit Blick auf die Klimaneutralität. Aus diesem Grund stellt das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) 80 Millionen Euro für die Forschung und Entwicklung in der E-Mobilität zur Verfügung. Schwerpunkt: Bidirektionales Laden.²

Wohin mit all dem überschüssigen Strom, den die heimische Photovoltaik-Anlage an schönen Tagen produziert? Haben Sie sich diese Frage auch bereits gestellt? Die Antwort finden Sie zukünftig in Ihrem E-Auto.

Bidirektionales Laden beschreibt die Methode, Strom nicht nur in eine, sondern in beide Richtungen fließen zu lassen. Genauer gesagt, versteckt sich hinter dem Begriff die Möglichkeit, Energie aus dem Akku eines Elektrofahrzeuges zu entnehmen und anderweitig zu verwenden. Die Batterie des Elektroautos dient dann zusätzlich als vorübergehender Energiespeicher, der den geladenen Strom bei Bedarf abgibt. So kann beispielsweise mithilfe des eigenen E-Autos das heimische Stromnetz betrieben werden, wenn gerade mal keine Solar- oder Windenergie zur Verfügung steht.

Beim bidirektionalen Laden ist stets die Fahrzeugbatterie der Ausgangspunkt. Auf der anderen Seite hingegen stehen unterschiedliche Verbraucher. Dementsprechend wird der Überbegriff Vehicle-to-X (V2X) zur Bündelung der unterschiedlichen Typen des bidirektionalen Ladens verwendet. Im Wesentlichen werden zwei Haupttypen klassifiziert: Die Versorgung des eigenen Haushalts (Vehicle-to-Home) und die Stabilisierung des Stromnetzes (Vehicle-to-Grid).

Bei dieser Variante wird der gespeicherte Strom genutzt, um das private Stromnetz mit Energie zu versorgen. Der für die Umwandlung von Gleichstrom zu Wechselstrom verantwortliche Wandler befindet sich dabei zumeist in der Wallbox. Natürlich macht diese Methode vor allem dann Sinn, wenn zuvor das E-Auto durch Strom aus der eigenen Solaranlage gespeist wurde.

Gleichzeitig wächst die Eigenverbrauchsquote bei selbst produziertem Strom und damit auch die Autarkie. Ein 50-Kilowatt-Akku könnte so fast fünf Tage lang den Energiebedarf einer vierköpfigen Familie decken.³

Die Variante Vehicle-to-Grid dient anstelle der privaten, isolierten Akkunutzung der netzoffenen Energieeinspeisung: Die im Akku von E-Autos gespeicherte Energie wird dazu genutzt, das öffentliche Stromnetz zu versorgen. Der Grundgedanke dabei ist, dass E-Autos zum Beispiel den überschüssigen Strom großer PV-Anlagen speichern, damit dieser nicht verloren geht und während Spitzenzeiten wieder abrufbar ist.

Natürlich steht das Elektroauto weiterhin für Fahrten zur Verfügung. Denn weil die meisten Fahrzeuge rund 90 Prozent ihrer Zeit nicht bewegt werden, wird die individuelle Mobilität durch V2G nicht beeinträchtigt. Zukünftig könnte so das Stromnetz entlastet werden, ohne in große Speicheranlagen investieren zu müssen.

Im Gegensatz zur V2H-Variante, die bereits mit den dafür ausgelegten Elektroautos anwendbar ist, befindet sich V2G in Deutschland noch in der Pilotphase. Es ist aber davon auszugehen, dass die regulatorischen Voraussetzungen demnächst geschaffen werden.⁴

Vorteile des bidirektionalen Ladens:

• Weniger grüner Strom wird verschwendet, da Strom aus erneuerbaren Energiequellen effizienter genutzt wird.
  
• Positiver Einfluss auf Klima und Umwelt, da fossile Brennstoffe eingespart werden.
  
• Steigerung der Autarkie (bereits durch das Aufladen mit günstigerem Nachtstrom kann eine gewisse Unabhängigkeit vom öffentlichen Stromnetz erreicht werden).

Nachteile des bidirektionalen Ladens:

• Verkürzter Lebenszyklus der Batterie, da die Anzahl von Lade- und Entladevorgängen eines Akkus begrenzt sind.
  
• Hohe Investitionskosten, da sich herkömmliche Wallboxen nicht für bidirektionales Laden eignen (gegebenenfalls müsste eine Nachrüstung stattfinden).

Grundvoraussetzung für die Nutzung bidirektionalen Ladens ist eine spezielle Wallbox. Aber auch der Anschluss des Steckers spielt eine entscheidende Rolle. So ist vor allem der CHAdeMO-Stecker dafür ausgelegt, Strom von der Batterie auszuleiten. Der von den europäischen Marken verwendete Standard CSS beherrscht dies meist noch nicht.

Der Volkswagen Konzern nimmt hier jedoch die Vorreiterrolle der europäischen Marken ein. Bidirektionales Laden ist beispielsweise für die aktuellen Volkswagen ID. Modelle kein Problem.

Aktuell steckt bidirektionales Laden noch in den Kinderschuhen, zeigt aber bereits sein großes Potential. Vor allem mit Blick auf den Klimawandel könnte diese Technologie ein wichtiger Schritt in die richtige Richtung sein.

Damit die Vision auch Realität wird, müssen alle Beteiligten an einem Strang ziehen. Auf der einen Seite braucht es Hersteller und Verbraucher, die die Technik vorantreiben bzw. nutzen. Auf der anderen Seite ist es die Aufgabe von Gesetzgeber und Energieversorgern, die regulatorischen Voraussetzungen für den flächendeckenden Einsatz zu schaffen bzw. umzusetzen.

Quellen:
¹ Verbrenner-Verbot: Ab 2035 keine neuen Diesel und Benziner mehr | ADAC
² 80 Millionen Euro für Forschung und Entwicklung in der E-Mobilität – Schwerpunkt bidirektionales Laden | BMWK
³ Bidirektionales Laden: E-Auto als Stromspeicher | Vattenfall
⁴ Autos für bidrektionales Laden: Diese E-Autos sind rückspeisefähig (2023) | Meinauto