Elektroauto als Stromspeicher mit bidirektionalem Laden – Leitfaden
Bidirektionales Laden eines Elektroautos (Bidi-Laden) beschreibt die Fähigkeit, den vorher in den Akku geladenen und damit zwischengespeicherten Strom zu einem späteren Zeitpunkt wieder abgeben zu können. Das aktuelle Standardladeverfahren eines E-Autos ist der Bezug von Strom aus dem Stromnetz einer privaten Wallbox oder aus (halb-) öffentlicher Ladeinfrastruktur. Der unidirektional geladene Strom wird dann in Form von Bewegung also Reichweite oder Klimatisierung / Wärme für den Fahrzeuginnerraum abgegeben.
Aktuell werden Elektroautos bereits in Form von Stromspeichern für PV-Anlagen oder bei teilweise vorhandenen günstigen Börsenstromtarifen genutzt, um günstiger unidirektional geladen zu werden als es der klassische Stromtarif ermöglichen würde.
Das Elektroauto wird mit der Funktion des bidirektionalen Ladens bzw. der Rückspeisefähigkeit zu einem zukünftig wichtigen Baustein der Energiewende. Der Akku des E-Autos wird dann in der Lage sein, den an sonnenreichen oder windstarken Tagen im Überfluss vorhandene EEG-Strom zwischenzuspeichern. So kann der aus Photovoltaik- oder Windkraftanlagen gewonnene Strom zu einem späteren Zeitpunkt wieder rückgespeist oder intelligent genutzt werden. Damit würde das Elektroauto als Stromspeicher die Funktion einer riesigen smarten Powerbank übernehmen. Die intelligente Nutzung des zwischengespeicherten Stroms ist durch die entstehende Vehicle-to-X (V2X) Technologie möglich. Hierbei wird der Strom des Elektroautos für bestimmte Einsatzzwecke sowohl energie- als auch kosteneffizient an andere Verbraucher oder Speicher abgegeben.
In den nächsten Abschnitten beschreibe ich in einem großen Leitfaden die verschiedenen Formen von V2X und welcher Nutzen daraus in Deutschland, Österreich oder der Schweiz entstehen wird. Ich gehe ebenso auf die verschiedenen technischen und rechtlichen Voraussetzungen sowie aktuellen Hindernisse des bidirektionalen Ladens eines E-Autos ein.
Inhaltsverzeichnis
- Formen des bidirektionalen Ladens oder Vehicle-to-X (V2X)
- Voraussetzungen für bidirektionales Laden eines Elektroautos
- Fazit Elektroauto bidirektionales Laden / V2X
- Pilotprojekt bidirektionales Laden Elektroauto und Vehicle-to-Home
- FAQ bidirektionales Laden eines E-Autos
Formen des bidirektionalen Ladens oder Vehicle-to-X (V2X)
Vehicle-to-Load (V2L)
Vehicle-to-Load oder auch V2L genannt, beschreibt die Fähigkeit eines Elektroautos, den im Akku vorhandenen Strom über einen an die Ladebuchse angeschlossenen V2L-Adapter an externe Geräte mit Schuko-Stecker abzugeben. Folgende Anwendungsfälle oder Neudeutsch „Usecase“ gibt es dafür.
Energieautarkie beim Camping – V2L Anwendungsfall
Mittels eines V2L-Adapters (Typ-2 Stecker auf Schuko-Steckdose) nutzen Elektroautofahrer bereits heute Strom aus dem Akku des E-Autos. Dies kann zum Beispiel über eine Mehrfachsteckdose beim Camping oder an abgelegenen Orten ohne Stromnetz erfolgen. Dabei kann der Strom aus dem Elektroauto unter anderem für die Kaffeemaschine, Beleuchtung oder das Laden von Smartphones genutzt werden.
Notstromversorgung für Überbrückung Stromausfall – V2L Anwendungsfall
Ein weiterer Anwendungsfall für V2L ist, längere Stromausfälle im Haus oder der Wohnung zu überbrücken, indem mit einem Verlängerungskabel den Strom vom Auto für die Heizung, Kühlschrank oder Gefrierschrank nutzt.
Vorteil V2L
- macht vorher günstig und „grün“ geladenen Strom aus dem Akku des E-Autos später nutzbar
- vergleichsweise günstig, da nur V2L-Adapter und Schuko-Verlängerungskabel benötigt werden
- keine weiteren technischen oder rechtlichen Rahmenbedingungen zu beachten
Nachteil V2L
- nicht jedes Elektroauto kann V2L
- darf nicht für das komplette Hausstromnetz betrieben werden, sondern nur für einzelne Geräte
- aktuell meist nur Ladeleistung von 3,7 kW möglich
Vehicle-to-Vehicle (V2V)
Vehicle-to-Vehicle oder auch V2V genannt, ermöglicht es, Strom vom Akku eines Elektroautos in den Akku eines weiteren E-Autos entweder direkt oder indirekt über Wallboxen zu laden.
Ladeinfrastruktur für Orte mit geringer Stromanschlussleistung – V2V Anwendungsfall
Gerade Mieter haben das Problem, dass Sie meistens keinen eigenen PKW-Stellplatz mit einer Wallbox zur Verfügung haben. Da der Ausbau von Ladeinfrastruktur für den Vermieter in Abhängigkeit der lokal vorhandenen verfügbaren Stromanschlussleistung sehr teuer werden kann, sind V2V Lösungen entstanden. Hierbei wird nicht das Ziel verfolgt, jedes E-Auto schnell mit hoher Ladeleistung zu beladen. Viel mehr wird die geringe Anschlussleistung intelligent auf die verschiedenen Wallboxen zur Beladung der angeschlossenen E-Autos verteilt. Die Steuerung dieser Software erlaubt es zum Beispiel, anhand des aktuellen Strompreises zu beladen. Sie berücksichtigt auch die von den Elektroautofahrern per App eingegeben zukünftigen Abfahrzeiten damit genügend Strom im Akku ist. Typische Orte, an denen V2V Lösungen entstehen, sind Tiefgaragen oder Parkplätze von Mehrfamilienhäusern.
Notstromversorgung für Pannenhilfe – V2L / V2V Anwendungsfall
Ihr seid wegen Strommangels liegen geblieben oder der Akku eures E-Autos wurde so stark entleert, dass ihr droht liegen zu bleiben? Dann könnte ein zweites V2L-fähiges Elektroauto eure Rettung vor den hohen Kosten eines Pannendienstes wie ADAC oder AVD sein. Auch wenn man mit der meistens nur geringen Ladeleistung von 3,7 kW etwas Zeit benötigt, um das E-Auto soweit aufzuladen bis man zur nächsten Ladesäule kommt, könnte dieser Usecase für manche Elektroautofahrer interessant sein.
Vorteil V2V
- ermöglicht die Bereitstellung von Ladeinfrastruktur auch an Orten, an denen geringe Leistung bzw. schlechte Stromnetzinfrastruktur vorliegt, z.B. in Parkhäusern, Tiefgaragen von Mehrfamilienhäusern
- kann die langen Standzeiten der E-Autos in seinen Stellflächen softwaregestützt optimieren
Nachteil V2V
- Ladeverluste bei jedem Übertrag des Stroms von Elektroauto zu Elektroauto
- durch die geringe zur Verfügung stehende Gesamtleistung kann je E-Auto nur mit wenig kW geladen werden
Vehicle-to-Home (V2H)
Beim Vehicle-to-Home oder manchmal auch Vehicle-to-Building genannt, wird der Strom aus dem Akku des E-Autos für das Haus oder Gebäude genutzt.
Elektroauto als Stromspeicher für das Haus – V2H Anwendungsfall
Das Elektroauto nimmt in diesem Anwendungsfall zusätzlich die Funktion eines bidirektionalen Stromspeichers für das Haus ein. Bidirektional, weil nicht nur der Strom vom Auto für das Haus abgegeben werden, sondern weiterhin auch bei Überschuss der Solarerzeugung mittels der eigenen PV-Anlage gespeichert werden kann. Welche Vorteile V2H-fähige Fahrzeuge im Vergleich zu einem stationären Batteriespeicher hat, lest ihr in meinem Blogartikel.
Vorteil V2H
- kostengünstig geladener Strom aus der eigenen PV-Anlage kann später für das Haus genutzt werden, ohne den teuren Stromtarif nutzen zu müssen
- Strom aus günstige Börsentarifen wie von tibber oder aWATTar, kann so später für das Haus genutzt werden ohne den teuren Stromtarif nutzen zu müssen
- günstig oder kostenlos geladener Strom aus öffentlichen Ladesäulen kann später für das Haus genutzt werden
- erhöht den Grad der Autarkie vom Stromnetz
- aktive Teilnahme an Energiewende, weil durch Zwischenspeicherung und späteren Verbrauch des EEG-Stroms der Anteil an erneuerbarer Energie erhöht wird, da damit teilweise fossile Erzeugung ersetzt werden kann
Nachteil V2H
- rechtliche und technische Rahmenbedingungen sind noch nicht final geklärt
- nicht jedes Elektroauto ist V2H-fähig
- Wallboxen mit der Funktion sind noch recht teuer
- der Akku wird häufiger belastet als ohne V2H, so dass man auf die Garantien achten sollte
- Autarkie vom Stromnetz im Falle eines Stromausfalls, wie im beim rein lokalen Batteriespeicher ist aktuell wohl nicht möglich
- Unklar ist noch die Höhe des Standby-Stromverbrauchs des Elektroautos während dieses für das bidirektionale Laden für euer Haus zur Verfügung steht. Gerade an frostigen Wintertagen muss der Akku auf Temperatur gehalten werden. Das könnte teuer werden, wenn das Auto nicht in der Garage steht und Strom zum Aufheizen des Akkus verbraucht werden muss
Vehicle-to-Grid (V2G)
Vehicle-to-Grid (V2G) bezeichnet die Möglichkeit des Elektroautos, den im Akku vorhandenen Strom mit dem Stromnetz mittels bidirektionalen Laden auszutauschen. Wie diese Funktion zur Netzstabilität und Frequenzerhaltung im Stromnetz beitragen kann, um ein Blackout zu vermeiden, kann in meinem Blogartikel nachgelesen werden.
Netzentlastung und Lastmanagement – V2G Anwendungsfall
Während das Elektroauto zu Hause oder an einer öffentlichen Ladesäule angeschlossen ist, könnte der Akku bidirektional zur Netzstabilisierung und Frequenzerhaltung zur Verfügung stehen. Dabei kann in Zeiten von zu viel EEG-Strom im Netz der Akku als Stromspeicher zur Verfügung stehen. Damit verringert man die sonst nötige Abschaltung oder Drosselung von EEG-Anlagen.
Bei zu wenig Strom im Netz, kann das geladene E-Auto Strom an das Netz abgeben und somit den nötigen Einsatz von ungewünschter fossiler Stromerzeugung verringern.
Die Steuerung, ob der Strom in das Elektroauto geladen oder an das Stromnetz abgegeben wird, übernimmt eine Software, welche den Lade- oder Entladevorgang im Elektroauto oder der Wallbox steuert.
The Mobility House GmbH als Pionier in Sachen bidirektionales Laden kündigt für 2024 in Kooperation mit Renault ein erstes Produkt für den Elektroautofahrer an.
Vorteil V2G
- Bereitstellung von Stromspeicherkapazität für das Stromnetz verringert die Notwendigkeit des Stromnetzausbaus und dämpft die Kosten für Stromnetzentgelte
- man wird für die Bereitstellung des E-Autos bzw. Akkus später Geld damit verdienen können
- aktive Teilnahme an Energiewende, weil durch Zwischenspeicherung und späteren Verbrauch des EEG-Stroms der Anteil an erneuerbarer Energie erhöht wird, da damit teilweise fossile Erzeugung ersetzt werden kann
Nachteil V2G
- Rechtliche und technische Rahmenbedingungen sind noch nicht final geklärt – wobei es beim Thema Doppelbesteuerung für Strom aus dem E-Autoakku mit dem „Gesetz zur Modernisierung und zum Bürokratieabbau im Strom- und Energiesteuerrecht“ Vereinfachungen geben könnte
- Nicht jedes Elektroauto ist V2G-fähig
- Wallboxen mit der Funktion sind noch recht teuer
- der Akku wird stärker belastet als ohne V2G, so dass man auf die Garantien achten sollte
Voraussetzungen für bidirektionales Laden eines Elektroautos
Sowohl das Elektroauto als auch die Wallbox oder die öffentliche Ladesäule müssen technische Voraussetzungen für das bidirektionale Laden erfüllen.
bidirektionale Wallboxen und Ladesäulen
Bisher gibt es nur sehr wenige und teure Wallboxen, mit denen das Elektroauto bidirektional geladen werden kann. Eine davon ist die DC Wallbox Quasar, welche über den eher im asiatischen Raum typischen CHAdeMO Stecker verfügt und um die 6.000 € kostet. Der Nachfolger Quasar 2 ist bereits angekündigt und verfügt über den in Europa verbreiteten CCS-Stecker. Die Sigen EV DC Charging Modul von Sigenergy ist eine weitere bidirektionale Wallbox.
Liste der bidirektionalen Wallboxen
- Quasar 2 von Wallbox Chargers
- Sigen EV DC Charging Modul von Sigenergy
- Green Motion DC 22 von Eaton
- ambiCHARGE 11kW DC-Wallbox von Ambibox
Förderprogramm für Wallbox und PV-Anlage sowie Speicher bei vorhandenem Elektroauto
Das Programm zielt darauf ab, die Eigenstromversorgung beim Laden von Elektrofahrzeugen in privaten Wohngebäuden zu fördern. Es ist geplant, eine kombinierte Förderung für Ladestationen, Photovoltaik-Anlagen und Energiespeicher mit einer Gesamtförderhöhe von bis zu 500 Millionen Euro einzurichten. Der Start des Programms war der 26.09.2023 und wurde am gleichen Tag wieder beendet, weil der Fördertopf wegen der vielen Anträge schnell ausgeschöpft war. Laut dem Bundesverkehrsministerium ist die Voraussetzung für die Förderung das Vorhandensein eines Elektroautos. Es bleibt spannend ob zuerst der zusätzlich angekündigte Fördertopf in 2024 ausgeschöpft wird oder man die ersten massenmarkttauglichen bidirektionalen Wallboxen innerhalb dieses Förderprogramms kaufen kann.
rückspeisefähige Automarken und Modelle
Aktuell sind bisher diese Automarken und Modelle von Elektroautos bekannt, die für das bidirektionale Laden vorbereitet sind:
- Hyundai Ioniq 5
- Hyundai Ioniq 6
- Hyundai Kona Modelle ab Herbst 2023
- Nissan LEAF
- Nissan e-NV200
- Mitsubishi Outlander
- Mitsubishi Eclipse Cross
- Peugeot iOn
- Citroën C-Zero
- Volvo EX90
- VW ID.3
- VW ID.4
- VW ID.5
- Ford F-150 Lightning
- Skoda ENYAQ iV
- Kia EV6
- Honda e
Bitte beachtet dabei, dass es teilweise vom Modelljahr oder auch nötigen Softwareupdates abhängig ist, ob das Elektroauto auch wirklich die Möglichkeit zum bidirektionalen Laden bietet. Fragt hierzu euren Autohändler! Die Elektroautos von Tesla sind noch nicht für das bidirektionale Laden oder V2H bzw. V2G vorbereitet.
Ebenso sind noch einige rechtliche Rahmenbedingungen zu klären, damit das Thema massentauglich wird.
Unklar ist die Gültigkeit der Garantie auf den Akku des Elektroautos, wenn innerhalb der Garantiezeit durch V2G oder V2H Anwendungen mehrere Tausend Kilowattstunden Strom geflossen sind. Beim Akku könnte dies je nach Batteriemanagementsystem zu einer reduzierten Kapazität führen. Gegensteuern könnte man durch eine softwareseitige Begrenzung, wie sie bereits bei den Pilotprojekten von VW zum Thema V2X in der Entertainmentsoftware des VW ID genutzt wird.
Auch die steuerliche Wirkung der im Akku des E-Autos gespeicherten und entnommenen Mengen an Strom ist nicht final geklärt.
Fazit Elektroauto bidirektionales Laden / V2X
Es gibt aktuell und in Zukunft vielfältige Möglichkeiten, den Strom aus dem Speicher des Elektroautos mit V2X zu nutzen. Der Einsatz von V2L und V2V ist aktuell schon in der Praxis sowohl in Deutschland, Österreich oder der Schweiz möglich und trägt zur effizienteren Nutzung des Stroms aus Elektroautos bei.
Die Technologien für V2H und V2G sind zwar vorhanden, leider aufgrund der fehlenden Rahmenbedingungen noch nicht tauglich für den Massenmarkt. Aktuell gibt es Pilotprojekte rund um diese Themen, wie ihr unten im Newsbereich nachlesen könnt.
Egal welche V2X Lösung man nutzt, man sollte immer darauf achten, noch genügend Strom im Akku zu haben, um zur nächsten Ladesäulen zu kommen. Hierfür gibt es je nach Fahrzeughersteller die Möglichkeit die Strommenge in der App für diese V2X Anwendungen zu begrenzen. Wer beim Thema bidirektionalem Laden auf dem neuesten Stand bleiben möchte bookmarked meinen Blog oder folgt mir in den Socials.
Pilotprojekt bidirektionales Laden Elektroauto und Vehicle-to-Home
Weil ich von der Wichtigkeit des bidirektionalen Ladens eines Elektroauto absolut überzeugt bin, möchte ich aktiver Teil dieser Idee werden. Ich bitte euch darum den Artikel mit euren Kontakten zu teilen, die mir bei der Suche nach Projektpartnern für Vehicle-to-Home behilflich sein können.
FAQ bidirektionales Laden eines E-Autos
Was ist bidirektionales Laden?
Welche Anwendungsfälle gibt es beim bidirektionalen Laden?
Welche Elektroautos können bidirektional Laden?
Welche Wallbox ist rückspeisefähig?
Gibt es Förderprogramme für bidirektionale Wallboxen?
Das Bundesverkehrsministerium plant für Herbst 2023 ein neues Förderprogramm für Wallboxen in Kombination mit PV-Anlage und Speicher, falls ein Elektroauto vorhanden ist. Ob bis dahin auch massenmarkttaugliche bidirektionale Wallboxen am Markt verfügbar sein werden, wird sich zeigen.