Bidirektionales Laden könnte viele Probleme lösen

Stromerzeugung und -verbrauch in jeder Sekunde zur Deckung zu bringen, war schon immer eine Herausforderung der Energieversorgung. Mit der Energiewende und nicht steuerbaren Quellen wie Sonne und Wind wird das Problem noch größer. Denn es gibt bislang – abgesehen von teuren Pumpspeicherkraftwerken – keine großen Stromspeicher.

Mit der E-Mobilität kommen nun zwangsläufig Stromspeicher in Form von Antriebsakkus auf den Markt, die sehr teuer sind – und kaum benutzt werden: Im Durchschnitt ist ein Personenwagen in Deutschland nur etwa eine Dreiviertelstunde pro Tag in Betrieb, wie die Studie „Mobilität in Deutschland“ ergab. 97 Prozent der Zeit ist er irgendwo geparkt.

Da liegt es nahe, die vielen Autobatterien und das Stromnetz zu verbinden, um das Netz zu entlasten. Auf der anderen Seite könnten die E-Auto-Fahrer für das Zurverfügungstellen ihrer Batterie Geld bekommen und ihre Mobilitätskosten senken.

Dieser Gedanke macht das bidirektionale Laden so attraktiv. Dabei nehmen E-Autos mit ihren Akkus nicht nur Strom auf, sondern geben ihn auch ab, wenn er anderswo dringender gebraucht wird. „Bidirektionalität von Fahrzeugen eröffnet in der Theorie ein enormes zusätzliches Potenzial zur Netzeinspeisung“, heißt es bei 50Hertz, einem der vier Betreiber von Hochspannungsstromnetzen in Deutschland. Von „enormem Potenzial“ spricht auch BMW.

Die VW-Tochter Elli, in der der Konzern seine Energie- und Ladelösungen gebündelt hat, hat errechnet, dass 2021 die in Deutschland vorhandenen Wind- und Solaranlagen rund 5800 Gigawattstunden grünen Strom mehr erzeugen hätten können, als sie tatsächlich durften. Sie mussten oft abgeschaltet werden, weil diesen Strom gerade niemand brauchte.

Hätten gleichzeitig Millionen von E-Auto-Batterien am Stromnetz gehangen, hätten sie diese Menge aufnehmen können. Das hätte laut Elli den Jahresbedarf von 2,6 Millionen E-Fahrzeugen gedeckt.

Anders gerechnet: 15 Millionen E-Autos mit einer durchschnittlichen Batteriegröße von 80 Kilowattstunden ergäben einen Speicher von 1,2 Terawattstunden. Das wäre fast 32-mal so viel wie alle deutschen Pumpspeicherkraftwerke bieten. Natürlich sind nicht alle Elektroautos gleichzeitig als Speicher verfügbar. „Unter Annahme realistischer Szenarien“ erwartet VW, dass 15 Millionen E-Fahrzeuge das 19-fache Potenzial aller deutschen Pumpspeicherkraftwerke für die reale Nutzung bereitstellen könnten.

Noch gibt es aber einige Hürden. Die technischen scheinen dabei die niedrigsten zu sein. „Die meisten E-Autos bei Volkswagen sind mit der Hardware für bidirektionales Laden heute bereits ausgestattet“, heißt es aus Wolfsburg. Eine Entscheidung zum Serieneinsatz ist laut BMW „auch noch von einer Reihe externer Faktoren abhängig“.

Stationäre Ladetechnik kann im Vergleich dazu einiges eben nicht: „Die aktuellen Wallboxen können nicht entladen, auch nicht durch ein Software-Update“, teilte VW auf Anfrage mit. Zudem müssen auf der Netzseite „Smart Meter“ installiert werden, um die Mess-, Steuer- und Kommunikationsaufgaben zu erledigen.

Auch deshalb ist eine breite Nutzung des bidirektionalen Ladens eher ein Mittelfristziel. „Ab 2030 rechnen wir mit einer signifikanten und für den Energiemarkt relevanten Durchdringung“, heißt es bei BMW. Der erste Schritt ist das klug gesteuerte Laden. Schon jetzt können Fotovoltaikanlagen-Besitzer ihre Stromkosten senken, wenn sie Solarstrom, den sie im Haus gerade nicht verbrauchen können, in die Fahrzeugbatterie laden. Ein nächster Schritt wäre hier, Stromverbraucher im Haus aus der Autobatterie zu versorgen.

Für die Energieversorgung attraktiver ist das netzdienliche Laden aus dem öffentlichen Stromnetz: E-Auto-Besitzer erlauben, dass das Laden ihrer Batterie vom Stromanbieter gesteuert wird. Geladen wird vor allem dann, wenn Strom eher im Überfluss im Netz ist. Bei einem Mangel wird der Ladestrom verringert oder das Laden unterbrochen. Überschuss oder Mangel werden in Preise übersetzt, sodass der Autofahrer seine Batterie billiger füllen kann. Ein ähnlicher Markt ist in der Strombranche schon in Form des Handels mit sogenannter Regelenergie etabliert.

Eine andere Frage beim bidirektionalen Laden ist, wie Lebensdauer und Leistungsfähigkeit der Autobatterien durch häufigere Lade- und Entladevorgänge beeinträchtigt werden. Das Portal efahrer.com hatte bei ID-Modellen von VW festgestellt, dass im Fahrzeugsystem ein Limit für das Entladen ins Netz von 4000 Stunden beziehungsweise 10.000 Kilowattstunden festgelegt ist.

Gegenüber der Automobilwoche betonte eine VW-Sprecherin, es handle es sich um erste Richtwerte. „Wir werden das Verhalten der Kunden im Feld kennenlernen müssen, um zu verstehen, welche Energiemengen und welche Zyklenzahlen im Laufe eines Fahrzeuglebens tatsächlich anfallen werden, und dann die Fahrzeuge Schritt für Schritt daraufhin optimieren“. Auch beim Schnellladen habe man anfangs schon bei 100 Kilowatt gewisse Sorgen gehabt. Heute sind teils 350 Kilowatt möglich. Es gelte, „jetzt den ersten Schritt zu machen“, dabei leiste man „Pionierarbeit“.

Zumal auch noch Regeln und Gesetze geändert werden müssen. „Derzeit sind Speicherung von Strom aus dem Netz und Ausspeicherung zurück ins Netz nicht rentabel, da beim Bezug von Strom für jede Kilowattstunde staatlich oder regulatorisch festgesetzte Steuern, Entgelte und Umlagen von den Verbrauchern gezahlt werden müssen. Beim Ausspeisen werden diese Kosten nicht ,rückerstattet‘. Diese machen jedoch rund 60 Prozent des Bezugspreises aus“, heißt es dazu bei 50Hertz. Alle Beteiligten wissen: Was möglich ist, hängt am Ende stark von den regulatorischen Rahmenbedingungen ab.

Aus dem Datencenter:

Entwicklung der reinen Elektroautos in Deutschland bis Februar 2023