Vom Fahrzeug zum Netz

Haben Sie sich schon mal gefragt, was passieren würde, wenn Elektrofahrzeuge Energie an das Stromnetz zurückgeben könnten? Das Konzept Vehicle-to-Grid (V2G) beschäftigt sich mit der Möglichkeit, dass Fahrzeuge zu einem mobilen Energiespeicher werden können. Dieser Beitrag setzt sich nicht nur mit der sogenannten V2G-Technologie näher auseinander, sondern beleuchtet auch die möglichen Vor- und Nachteile dieser. Zudem erfahren Sie mehr über V2G-fähige Autos und die dazu benötigten technischen Voraussetzungen.

Vehicle-to-Grid (V2G): Was ist das eigentlich?

Vehicle to Grid heißt auf Deutsch so viel wie „Vom Fahrzeug zum Netz“. Dahinter steckt eine Technologie, durch die elektrische Energie aus den Batterien von Elektro- und Hybridautos zurück an das Stromnetz abgegeben werden kann. Mithilfe dieser Technologie können Elektrofahrzeuge somit nicht nur Strom aufnehmen, sondern diesen auch wieder in das Stromnetz einspeisen. Aus Ihrem E-Auto entsteht dadurch sozusagen ein mobiler Batteriespeicher. Damit das möglich wird, müssen die V2G-fähigen Electric Vehicles jedoch einige Voraussetzungen erfüllen. V2G-Autos sollten zum Beispiel in der Lage dazu sein, über eine V2G-Wallbox die Energie an das Haus- oder Stromnetz abzugeben. Nicht jedes E- oder Hybridauto ist demnach dazu fähig. Denn hierbei kommt die bidirektionale Energieübertragung ins Spiel, auf welche wir in diesem Beitrag noch näher eingehen werden. Die Idee hinter dem V2G-Konzept ist es, dass viele E-Autos die gespeicherte Energie in den Batterien dieser Fahrzeuge wieder an das öffentliche Stromnetz abgeben. Den Strom über eine V2G-Wallbox in das eigene Hausnetz einzuspeisen, wird dagegen als Vehicle-to-Home (V2H) bezeichnet.

Durch die Idee, dass in Zukunft viele V2G Electric Vehicles zusammengeschaltet werden könnten, soll unter anderem die Stabilität des Stromnetzes verbessert werden. Dies kann beispielsweise in Spitzenzeiten notwendig sein, z.B. nach Feierabend, wenn in vielen Haushalten gleichzeitig der Stromverbrauch steigt. Dabei spielt besonders der Ausbau von Erneuerbaren Energien, wie Wind- und Sonnenenergie, eine wichtige Rolle. Denn diese Energiequellen können volatil sein und sind daher nicht immer stabil in ihrer Energieversorgung. Deswegen benötigt es hierfür Energiespeicher, um die Energie konstant abrufen zu können. Hierbei könnte die V2G-Technologie in Zukunft einen wertvollen Beitrag leisten. Beispielsweise könnte diese für mehr Energiesicherheit sorgen. Auf dem Markt gibt es schon Fahrzeuge, die in der Theorie bereits auf das bidirektionale Laden vorbereitet sind. Die bidirektionale Energieübertragung ist notwendig dafür, dass der Strom überhaupt vom Fahrzeug zurück in das Hausnetz (V2H) oder in das öffentliche Stromnetz (V2G) fließen könnte. Das V2G könnte somit auch eine wichtige Rolle bei der Energiewende spielen.

Überschüssiger Strom würde mithilfe dieser Technologie in Elektrofahrzeugen zwischengespeichert und im Bedarfsfall wieder an das Netz zurückgegeben werden. Derzeit fehlen hierzu noch die regulatorischen Rahmenbedingungen, damit mit der Umsetzung in Deutschland begonnen werden kann.

Die bidirektionale Energieübertragung: so funktioniert es

Damit V2G funktionieren kann, ist eine Sache unerlässlich: die bidirektionale Energieübertragung zwischen der Batterie von Elektrofahrzeugen (beziehungsweise hybriden Fahrzeugen) und dem Stromnetz. Doch wie funktioniert diese Übertragung? Im Gegensatz zu gängigen E-Autos sind bidirektionale Elektrofahrzeuge in der Lage, elektrische Energie, welche in der Antriebsbatterie gespeichert wird, wieder an das Stromnetz abzugeben. Hierbei gibt es aber einen kleinen Unterschied zwischen der bidirektionalen Übertragung und der Vehicle-to-Grid-Technologie: Letztere sorgt dafür, dass die Energie von der Antriebsbatterie zurück ins Stromnetz fließt. Bidirektionales Laden dagegen meint das Laden und Entladen einer E-Auto-Batterie. Dieses Laden- und Entladen kennen Sie bereits von anderen Produkten wie einem Akku oder einer Powerbank. Letztere speichert zunächst den Strom und gibt diesen dann bei Bedarf an das jeweilige Smartphone ab. Bei der bidirektionalen Energieübertragung von Elektrofahrzeugen und dem Stromnetz muss allerdings beachtet werden, dass E-Autos in der Regel Gleichstrom benötigen und im Haushalt Wechselstrom zum Einsatz kommt.

Hierfür benötigt man dann spezielle, V2G fähige Ladestationen. Denn der Wechselstrom (AC) muss beim Laden zunächst in Gleichstrom (DC) umgewandelt werden. Es gibt Elektrofahrzeuge, bei denen dieser erste Schritt über den Gleichrichter im Bordladegerät erfolgen kann. Alternativ kann dies über einen Gleichrichter in der DC-Wallbox erfolgen. Damit der Strom aus der Batterie der V2G-Autos zurück in das Stromnetz fließen kann, ist dann der umgekehrte Vorgang notwendig. Dafür benötigt es einen sogenannten Wechselrichter. Der Gleichstrom wird wieder in Wechselstrom umgewandelt. Mer beschäftigt sich schon heute mit einem raschen Ausbau der Elektromobilität. Wir von Mer Germany bieten Ihnen zum Beispiel Ladeinfrastrukturlösungen für Unternehmen an. Dazu zählen auch Lösungen für den öffentlichen Raum. Denn Mer verfolgt eine Mission: Die Elektromobilität soll für jeden zugänglich gemacht werden. Wir stehen Ihnen daher gerne für weitere Fragen zur Verfügung. Schon heute bieten wir Ihnen verschiedene Ladelösungen an. Dazu zählen auch Ladelösungen für Unternehmen sowie eine E Auto Ladestation Zuhause im Rahmen einer Dienstwagenlösung. 

Die Vorteile von V2G für Elektro-Fahrzeug-Besitzer

Die Vorteile von V2G

• Der Bedarf an Erneuerbaren Energien könnte durch die V2G-Technologie besser gesteuert werden
• Elektro-Fahrzeug-Besitzer könnten durch die beweglichen Energiespeicher einen Beitrag zur Netzstabilität leisten, Erneuerbare Energien mehr integrieren und Stromengpässen entgegenwirken
• Fahrzeugbesitzer könnten durch das Einspeisen von Strom ins öffentliche Netz im Gegenzug günstigere Strompreise erhalten
• Auch kann an dieser Stelle eine effizientere Nutzung von Erneuerbaren Energien als Vorteil genannt werden

Aktuelle Nachteile von V2G

• Es gibt noch keine marktfähigen V2G-Lösungen. Der Beirat der nationalen Leitstelle für Ladeinfrastruktur rechnet aber für das Jahr 2025 mit ersten V2H-Anwendungen, die marktfähig sind, mit marktfähigen V2G-Lösungen etwas später.
• Die hierfür benötigten Standards in Deutschland für die Einführung von V2G liegen derzeit noch nicht vor.

Hat V2G Auswirkungen auf die Lebensdauer von Fahrzeugbatterien?

Neben den vielen Vorteilen, welche V2G in Zukunft bieten könnte, stellt sich dennoch die Frage, ob die bidirektionale Energieübertragung Auswirkungen auf die Lebensdauer der Antriebsbatterien der Fahrzeuge haben könnte. Bedenken, die hierzu bereits geäußert worden sind, betreffen auch die Akkuabnutzung. Die Befürchtung: Es käme durch häufiges Be- und Entladen der E-Auto-Batterie zu einer schnelleren Abnutzung dieser. Das bidirektionale Laden würde der Batterie jedoch nicht schaden, da der Akku hier beim Entladen nur eine geringe Leistung benötigt. Hat das V2G somit negative Auswirkungen auf die Lebensdauer von Fahrzeugbatterien? Mit dieser Fragestellung haben sich bereits verschiedene Studien und Forschungen auseinandergesetzt, wie die der University of Warwick oder des Fraunhofer-Instituts. Das bidirektionale Laden könnte die Lebensdauer einer Batterie sogar, im Vergleich zu herkömmlichen Ladeverfahren, um rund 9 Prozent verlängern, wie die Studie des Fraunhofer-Instituts (https://www.ise.fraunhofer.de › dam › ise › studies) analysierte. Dies läge auch daran, dass sich die Autobatterie beim Laden in einem optimalen Ladezustand befinden würde.

Fazit V2G

Die entsprechenden V2G-fähigen Ladestationen und V2G Electric Vehicles müssen demnach einige technische Voraussetzungen, wie das bidirektionale Laden, erfüllen, um Strom in ein öffentliches Netzwerk einspeisen zu können. Es fehlen hierfür noch die regulatorischen und politischen Rahmenbedingungen, dass das V2G in Deutschland flächendeckend umgesetzt werden kann. Eine internationale Norm zur Kommunikation zwischen der Ladeeinrichtung und den V2G-Autos für das bidirektionale Laden gibt es schon – die ISO Norm 15118-20. Auf dem Markt existieren somit auch bereits Elektrofahrzeuge, die in der Theorie dazu in der Lage wären, das V2G-Konzept umzusetzen. Mer Germany spielt bereits heute eine wichtige Rolle, wenn es darum geht, Ladelösungen für Unternehmen und im öffentlichen Raum bereitzustellen. Auch V2G-fähige Ladelösungen werden in Zukunft voraussichtlich eine wesentliche Rolle spielen. Wir begleiten Sie auch in Zukunft auf Ihrem Weg in die Elektromobilität. Für weitere Fragen können Sie gerne mit uns Kontakt aufnehmen!

© Adobe Stock - YURIMA