Wie Elektroautos zum zentralen Baustein des Energiesystems werden

In rein elektrischen Fahrzeugen sind Batterien verbaut, deren Kapazität nicht nur deutlich größer ist als bei Heimspeichern üblich – sie können auch deutlich mehr Strom aufnehmen als im Alltag für den Fahrbetrieb gebraucht wird. Die Wahl der Batteriegröße richtet sich eher nach dem Langstreckeneinsatz und dem allgemeinen Ausstattungsanspruch, nicht nach dem täglichen Bedarf. Wenn aber zumeist nur ein kleiner Teil der Kapazität aktiv genutzt wird, liegt erhebliches Potenzial brach. Im zunehmend von erneuerbaren Energien geprägten Strommarkt treten Überangebote und Mangelsituationen immer häufiger auf – das Speicherpotenzial der wachsenden Fahrzeugflotte kann auf beides reagieren, indem Fahrzeuge flexibel Strom aufnehmen und wieder abgeben. Das Fahrzeug wird zum Akteur im Energiesystem.

Eine wichtige Funktion erhält das bidirektionale Laden in der Gebäudeversorgung mit Solarstrom, die Fachwelt spricht von Vehicle-to-Home (V2G). Vor allem in den Übergangszeiten kommen auch größere Heimspeicher an Grenzen, wenn sie an ertragreichen Tagen den Überschuss nicht voll aufnehmen und bei folgendem Schlechtwetter den Bedarf nicht decken können. Bindet nun das Energiemanagement des Hauskraftwerks die Fahrzeugbatterie bidirektional ein, erhöht sich das Speicherpotenzial erheblich, ohne dass in weitere Batteriekapazität investiert werden muss. Der Anteil selbst verbrauchten Stroms steigt, der Bezug aus dem Netz wird auf ein Minimum gesenkt, die Wirtschaftlichkeit verbessert sich weiter.

Auf ganz ähnliche Weise unterstützt bidirektionales Laden auch die Kostenoptimierung in der Jahreszeit mit wenig Solarertrag. Dynamische Stromtarife und die gesetzlich definierten, aber nur schleppend eingeführten variablen Netzentgelte geben dem Heimspeicher und dem Fahrzeug eine weitere Funktion: Beide bevorraten Strom, wenn er günstig zu haben ist und vermeiden so in teuren Preisphasen den Bezug, die Kosten sinken deutlich. Auch hier erweitert das Fahrzeug die nutzbare Kapazität flexibel. Auch bei einem Netzausfall erhöht das bidirektionale Laden die Sicherheit, wenn die Fahrzeuge ins Energiemanagement von ersatzstromfähigen Hauskraftwerken eingebunden sind. Sie bieten nicht nur viel mehr Reserve, sondern können bei Bedarf als mobile Speicher agieren und Energie transportieren.

Nicht unabhängig vom privaten Gebäude, aber weit darüberhinausgehend hat das bidirektionale Laden eine energiewirtschaftliche Bedeutung, vor allem, wenn man von rascher weiterer Marktdurchdringung der Elektrofahrzeuge ausgeht. In wechselnder Funktion als flexible Last und als On-Demand-Einspeiser bieten sie erhebliches Potenzial, die Ungleichgewichte von Stromerzeugung und -bedarf zu glätten. Bidirektionale Fahrzeuge sind ein wichtiger Baustein, um die aus guten Gründen verschwindenden grundlastfähigen Kraftwerke zu ersetzen. Im sogenannten Vehicle-to-Grid-Betrieb (V2G) arbeiten Autobatterien netzdienlich und helfen bei der Marktintegration erneuerbarer Energien.

Wie in der privaten Eigenversorgung laden die Fahrzeuge bevorzugt dann, wenn Strom im Überfluss vorhanden und günstig ist, und speisen Energie zurück, wenn die Nachfrage steigt oder die Erzeugung zurückgeht. Je mehr Fahrzeuge für den V2G-Betrieb zur Verfügung stehen, desto größer wird das Ausgleichspotenzial in Kapazität und Leistung, zugleich können sie gezielt gegen lokale Netzengpässe eingesetzt werden.

Technologisch sind die Voraussetzungen für bidirektionales Laden weitgehend vorhanden. Durchdachtes Energiemanagement ermöglicht über moderne Kommunikationsstandards die sichere Kommunikation zwischen Fahrzeug und Heimspeicher. Leistungsfähige DC-Ladesysteme erreichen hohe Wirkungsgrade und erlauben effizientes Laden und Entladen der Fahrzeugbatterien.

Doch auf dem Weg zur breiten Anwendung gibt es noch Herausforderungen. Viele Fahrzeuge sind grundsätzlich geeignet, müssen aber auch die erforderlichen Kommunikationsstandards unterstützen und vom Hersteller freigegeben werden. Während die V2H-Anwendung energierechtlich unproblematisch ist, müssen bei V2G noch Marktregeln, Messkonzepte und Abrechnungsprozesse weiterentwickelt werden, damit Endkunden ihr Fahrzeug wirtschaftlich und rechtssicher einsetzen können. Ein wichtiger Schritt war im vergangenen Jahr die Netzentgeltbefreiung für rückgespeisten Strom im Energiewirtschaftsgesetz (EnWG).

Trotz der Herausforderungen wird bidirektionales Laden eine Schlüsselrolle einnehmen. Die Technologie verbindet Elektromobilität mit dezentraler Erzeugung und dem Strommarkt. Die Nutzung erneuerbarer Energien wird zielgenauer, es entstehen neue Flexibilitäten für effizienten Netzbetrieb und den Strommarkt. Unternehmen wie E3/DC bieten bereits Lösungen, um die Potenziale nutzbar zu machen. Die Erkenntnis setzt sich durch, dass Elektroautos nicht reine Fortbewegungsmittel sind, sondern Teil eines flexiblen, erneuerbaren und resilienten Energiesystems.