Was ist bidirektionales Laden?

Bei den meisten Elektrofahrzeugen fließt der Strom in eine Richtung – vom Ladegerät, der Steckdose oder einer anderen Stromquelle in die Batterie. Dem Nutzer entstehen offensichtlich Kosten für den Strom, und da bis zum Ende des Jahrzehnts voraussichtlich mehr als die Hälfte aller verkauften Autos auf Elektrofahrzeuge entfallen werden, bedeutet dies eine zunehmende Belastung für die bereits überlasteten Versorgungsnetze.

Durch bidirektionales Laden können Sie Energie in die andere Richtung transportieren, von der Batterie zu etwas anderem als dem Antriebsstrang des Autos. Während eines Ausfalls kann ein ordnungsgemäß angeschlossenes Elektrofahrzeug Strom an ein Haus oder ein Unternehmen zurücksenden und den Strom mehrere Tage lang aufrechterhalten. Dieser Vorgang wird als Vehicle-to-Home (V2H) oder Vehicle-to-Building (V2B) bezeichnet.

Noch ehrgeiziger: Ihr Elektrofahrzeug könnte das Netz auch dann mit Strom versorgen, wenn die Nachfrage hoch ist – beispielsweise während einer Hitzewelle, wenn alle ihre Klimaanlagen laufen lassen – und so Instabilität oder Stromausfälle vermeiden. Dies wird als Vehicle-to-Grid (V2G) bezeichnet.

Wenn man bedenkt, dass die meisten Autos 95 % der Zeit geparkt sind, ist das eine verlockende Strategie.

Ein bidirektionales Auto zu haben, ist jedoch nur ein Teil der Gleichung. Sie benötigen außerdem ein spezielles Ladegerät, das den Energiefluss in beide Richtungen ermöglicht. Das konnten wir bereits im nächsten Jahr sehen: Im Juni gab das in Montreal ansässige Unternehmen dcbel bekannt, dass seine r16 Home Energy Station das erste bidirektionale Ladegerät für Elektrofahrzeuge ist, das für den privaten Gebrauch in den USA zertifiziert wurde.

Ein weiteres bidirektionales Ladegerät, der Quasar 2 von Wallbox, wird im ersten Halbjahr 2024 für den Kia EV9 verfügbar sein.

Abgesehen von der Hardware benötigen Sie auch eine Verbindungsvereinbarung mit Ihrem Stromversorger, um sicherzustellen, dass die Einspeisung von Strom in den Upstream das Netz nicht überlastet.

Und wenn Sie mit V2G einen Teil Ihrer Investition amortisieren möchten, benötigen Sie eine Software, die das System anweist, ein für Sie angenehmes Ladeniveau aufrechtzuerhalten und gleichzeitig den besten Preis für die Energie zu erzielen, die Sie zurückverkaufen. Der Big Player in diesem Bereich ist Fermata Energy, ein 2010 gegründetes Unternehmen mit Sitz in Charlottesville, Virginia.

„Kunden abonnieren unsere Plattform und wir erledigen den ganzen Grid-Sachen“, sagt Gründer David Slutzky. „Sie müssen nicht darüber nachdenken.“

Fermata war Partner zahlreicher V2G- und V2H-Pilotprojekte in den USA. Im Alliance Center, einem auf Nachhaltigkeit ausgerichteten Coworking Space in Denver, wird ein Nissan Leaf an ein bidirektionales Fermata-Ladegerät angeschlossen, wenn er nicht gerade herumgefahren wird. Das Zentrum gibt an, dass Fermatas Software zur Vorhersage von Bedarfsspitzen durch das sogenannte Bedarfsgebührenmanagement hinter dem Zähler 300 US-Dollar pro Monat bei der Stromrechnung einsparen kann.

In Burrillville, Rhode Island, verdiente ein Leaf, der an einer Kläranlage geparkt war, laut Fermata in zwei Sommern fast 9.000 US-Dollar, indem er bei Spitzenereignissen Strom zurück ins Netz einspeiste.

Derzeit handelt es sich bei den meisten V2G-Setups um kleine kommerzielle Versuche. Aber Slutzky sagt, dass häusliche Dienstleistungen bald allgegenwärtig sein werden.

„Das liegt nicht in der Zukunft“, sagt er. „Es passiert schon, wirklich. Es ist nur so, dass es bald skaliert wird.“

Bidirektionales Laden: Fahrzeug nach Hause
Die einfachste Form der bidirektionalen Stromversorgung wird als Vehicle-to-Load oder V2L bezeichnet. Damit können Sie Campingausrüstung, Elektrowerkzeuge oder ein anderes Elektrofahrzeug (bekannt als V2V) laden. Es gibt dramatischere Anwendungsfälle: Letztes Jahr gab der texanische Urologe Christopher Yang bekannt, dass er während eines Stromausfalls eine Vasektomie durchgeführt habe, indem er seine Werkzeuge mit der Batterie seines Rivian R1T-Pickups betrieben habe.

Möglicherweise hören Sie auch den Begriff V2X oder „Vehikel für alles“. Es ist ein etwas verwirrender Sammelbegriff, der ein Überbegriff für V2H oder V2G oder auch nur für Managed Charging, bekannt als V1G, sein kann. Andere in der Automobilindustrie verwenden die Abkürzung jedoch in einem anderen Kontext und bezeichnen jede Art von Kommunikation zwischen dem Fahrzeug und einer anderen Einheit, einschließlich Fußgängern, Straßenlaternen oder Verkehrsdatenzentren.

Von den verschiedenen Varianten des bidirektionalen Ladens genießt V2H die größte Unterstützung, da der vom Menschen verursachte Klimawandel und schlecht gewartete Stromnetze zu deutlich häufigeren Ausfällen geführt haben. Laut einer Auswertung von Bundesdaten durch das Wall Street Journal kam es im Jahr 2020 in den USA zu mehr als 180 großflächigen und anhaltenden Störungen, im Jahr 2000 waren es weniger als zwei Dutzend.

Die Speicherung von Elektrofahrzeugbatterien hat gegenüber Diesel- oder Propangeneratoren mehrere Vorteile, unter anderem, dass die Stromversorgung nach einer Katastrophe in der Regel schneller wiederhergestellt ist als bei anderen Kraftstoffquellen. Und herkömmliche Generatoren sind laut und umständlich und stoßen schädliche Dämpfe aus.

Abgesehen von der Bereitstellung von Notstrom können Sie mit V2H möglicherweise Geld sparen: Wenn Sie bei höheren Stromtarifen gespeicherte Energie nutzen, um Ihr Zuhause mit Strom zu versorgen, können Sie Ihre Energierechnungen senken. Und Sie brauchen keinen Zusammenschaltungsvertrag, weil Sie den Strom nicht zurück ins Netz einspeisen.

Aber der Einsatz von V2H bei einem Stromausfall macht nur bedingt Sinn, sagt Energieanalyst Eisler.

„Wenn Sie mit einer Situation konfrontiert sind, in der das Netz unzuverlässig ist und sogar abstürzen könnte, müssen Sie sich fragen, wie lange dieser Absturz anhalten wird“, sagt er. „Können Sie das Elektrofahrzeug aufladen, wenn Sie es brauchen?“

Eine ähnliche Kritik kam von Tesla – während derselben Pressekonferenz zum Investorentag im März, bei der das Unternehmen ankündigte, es werde bidirektionale Funktionalität hinzufügen. Bei dieser Veranstaltung spielte CEO Elon Musk die Funktion als „äußerst unpraktisch“ herunter.

„Wenn Sie Ihr Auto ausstecken, wird Ihr Haus dunkel“, bemerkte er. Natürlich wäre V2H ein direkter Konkurrent der Tesla Powerwall, Musks proprietärer Solarbatterie.

Bidirektionales Laden: Fahrzeug ans Netz

In vielen Bundesstaaten können Hausbesitzer bereits die überschüssige Energie, die sie mit Solarmodulen auf Dächern erzeugen, wieder ins Netz einspeisen. Was wäre, wenn die mehr als 1 Million Elektrofahrzeuge, die in diesem Jahr voraussichtlich in den USA verkauft werden, dasselbe tun könnten?

Laut Forschern der Universität Rochester könnten Autofahrer jährlich zwischen 120 und 150 US-Dollar an Energiekosten einsparen.

V2G steckt noch in den Kinderschuhen – Energieversorger überlegen immer noch, wie sie das Netz vorbereiten und wie sie Kunden bezahlen können, die ihnen Kilowattstunden verkaufen. Aber überall auf der Welt starten Pilotprogramme: Das kalifornische Unternehmen Pacific Gas and Electric, der größte Energieversorger der USA, hat damit begonnen, Kunden für ein 11,7 Millionen US-Dollar teures Pilotprojekt zu gewinnen, um herauszufinden, wie es letztendlich die Bidirektionalität integrieren wird.

Im Rahmen des Plans erhalten Privatkunden bis zu 2.500 US-Dollar an den Kosten für die Installation eines bidirektionalen Ladegeräts und werden für die Rückspeisung von Strom in das Netz bezahlt, wenn ein Mangel zu erwarten ist. Abhängig von der Schwere des Bedarfs und der Kapazität, die die Leute bereit sind zu entlasten, könnten die Teilnehmer zwischen 10 und 50 US-Dollar pro Veranstaltung verdienen, sagte PG&E-Sprecher Paul Doherty im Dezember gegenüber dot.LA.

PG&E hat sich zum Ziel gesetzt, bis 2030 3 Millionen Elektrofahrzeuge in seinem Versorgungsgebiet zu unterstützen, von denen mehr als 2 Millionen V2G unterstützen können.