Bidirektionales Laden: E-Auto-Fahrer sehr offen gegenüber V2G

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Michael Neißendorfer
Michael Neißendorfer
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Mit dem Ausbau erneuerbarer Energien steigt der Bedarf an Stromspeichern. Kein Wunder also, dass nun verstärkt auch an der Nutzung von Elektroautoakkus als Zwischenspeicher gearbeitet wird – zumal sie eine deutlich höhere Kapazität haben als zum Beispiel die stationären Batteriespeicher von Photovoltaikanlagen (PV).

Inzwischen sind die ersten Stromer auf dem Markt, die das bidirektionale Laden bereits beherrschen, und es wird damit gerechnet, dass das „Bidi“-Geschäft 2024 in Fahrt kommen wird. Im Fokus stehen dabei die Einspeisung ins häusliche Stromnetz (Vehicle-to-Home, kurz V2H) und die von den Rahmenbedingungen her anspruchsvollere Einbindung ins öffentliche Netz (Vehicle-to-Grid, V2G).

Doch wie groß ist das Interesse von E-Fahrern, das eigene Fahrzeug als Stromquelle zur Verfügung zu stellen? Dieser Frage ist das Marktforschungsinstitut YouGov im Auftrag des Autoherstellers Kia mit einer repräsentativen Studie nachgegangen. Befragt wurden dazu im November 518 Autofahrerinnen und -fahrer aus ganz Deutschland, die ein E-Auto besitzen oder im Haushalt haben.

Das Ergebnis ist eindeutig: Insgesamt 81 Prozent bejahen die Frage, ob sie an einer V2H-Nutzung interessiert seien, wenn das Fahrzeug und die Wallbox die erforderlichen Voraussetzungen erfüllen (43 Prozent „ja, auf jeden Fall“, 38 Prozent „ja, wahrscheinlich“), bei der V2G-Nutzung sind es 75 Prozent (39 bzw. 36 Prozent). Besonders überraschend: Nicht nur die Bewohner von Einfamilien-, Doppel- oder Reihenhäusern zeigen dieses große Interesse, sondern auch die Befragten, die in einem Mehrfamilienhaus bzw. einer Wohnung leben.

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Kia

Die Studie präsentiert zudem weitere interessante Zahlen, etwa zur Ladeinfrastruktur: 69 Prozent aller Befragten besitzen oder nutzen an ihrer Wohnadresse eine private Ladestation. Weitere 18 Prozent geben an, sie hätten die Möglichkeit, eine zu nutzen oder zu installieren. Ein ähnliches Bild, wenn auch mit etwas niedrigeren Werten, ergibt sich bei der Photovoltaik: Bei 58 Prozent der Befragten ist bereits eine PV-Anlage ins häusliche Stromnetz integriert, weitere 13 Prozent planen die Anschaffung. Die Mehrheit der E-Fahrer wohnt in einem Einfamilienhaus (56 Prozent), 24 Prozent sind Doppel- oder Reihenhausbewohner und 21 Prozent leben in einem Mehrfamilienhaus bzw. einer Wohnung.

Rund die Hälfte der Befragten (49 Prozent) fährt bereits seit zwei oder mehr Jahren ein E-Auto. Und bei gut zwei Dritteln der E-Fahrer (69 Prozent) gibt es mindestens ein weiteres Auto im Haushalt, wobei es sich häufig ebenfalls um ein aufladbares Fahrzeug – Elektroauto oder Plug-in-Hybrid – handelt (36 Prozent EV, 35 Prozent PHEV, 48 Prozent andere Antriebe, inklusive Mehrfachnennungen).

V2L, private Ladestation und PV-Anlage verstärken das Bidi-Interesse

Das bidirektionale Laden bietet E-Autobesitzern neben dem positiven Klimaeffekt ganz handfeste Vorteile: Mit dem Zwischenspeichern der elektrischen Energie können sie Geld sparen oder verdienen. Die am einfachsten zu realisierende Form des Bidi-Ladens ist V2H, da der Strom nicht ins öffentliche Netz eingespeist wird, sondern nur der häuslichen Versorgung dient.

Um den Akku preisgünstig zu laden, kann entweder die eigene PV-Anlage oder ein dynamischer Stromtarif genutzt werden, über den sich der Strom in Schwachlastzeiten wie zum Beispiel nachts oder auch tagsüber, wenn der Anteil erneuerbarer Energien im Stromnetz sehr hoch ist, besonders günstig beziehen lässt. In Spitzenlastzeiten wie abends oder frühmorgens steht dann der günstige Strom aus dem Fahrzeugakku für die häusliche Nutzung zur Verfügung.

Während durchschnittlich 81 Prozent aller Befragten Interesse an dieser Form des Bidi-Ladens zeigen, sind es bei den Einfamilienhausbewohnern 84 Prozent und bei den Doppel- oder Reihenhaus- sowie den Mehrfamilienhausbewohnern jeweils 77 Prozent. Besonders stark interessiert sind mit 88 Prozent die E-Fahrer, deren Fahrzeug über eine Vorstufe des Bidi-Ladens verfügt: die „Vehicle-to-Load“-Funktion (V2L), die über eine herkömmliche Steckdose den Anschluss von Haushaltsgeräten zum Beispiel beim Camping ermöglicht. Signifikant überdurchschnittlich ist das Interesse auch bei denen, die eine private Ladestation nutzen (87 Prozent) oder eine PV-Anlage besitzen (86 Prozent).

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Kia

Anders als bei V2H ermöglicht V2G neben der häuslichen Versorgung auch den Handel am Strommarkt, indem günstig eingekaufter Strom zu Spitzenlastzeiten gewinnbringend ins Netz eingespeist wird, in Pilotprojekten wurden hohe dreistellige, teils sogar deutlich vierstellige Erträge pro Jahr erzielt. Sobald die technischen und rechtlichen Voraussetzungen für das komplexe Energiemanagement zwischen Fahrzeug, Ladestation und Stromnetz geschaffen sind, sind hier also durchaus attraktive Geschäftsmodelle für Kunden zu erwarten. Insbesondere dann, wenn die Fahrzeugbatterie zukünftig als Energiespeicher eingestuft ist.

Denn während stationäre Batteriespeicher gesetzlich von bestimmten Kosten befreit sind, ist ein E-Auto rechtlich aktuell ausschließlich ein Pkw. Das bedeutet, dass Steuern, Abgaben, Umlagen und Netzentgelte in beiden Richtungen des Bidi-Ladens anfallen, sowohl beim Aufladen der Batterie als auch beim Einspeisen des Stroms ins Netz. Von verschiedenen Seiten wird daher gefordert, Elektroautos wie stationäre Speicher zu behandeln, um diese Form des bidirektionalen Ladens zu fördern.

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Kia

Die insgesamt 75 Prozent der V2G-Interessierten verteilen sich relativ gleichmäßig auf alle Wohnformen (Einfamilienhaus: 74 Prozent; Doppel-/Reihenhaus: 77 Prozent; Mehrfamilienhaus: 76 Prozent). Überdurchschnittlich stark ist das Interesse, wenn noch ein weiteres aufladbares Fahrzeug zum Haushalt gehört (88 Prozent), wenn ein E-Auto mit V2L-Funktion vorhanden ist (88 Prozent) oder wenn eine PV-Anlage installiert ist (82 Prozent).

Was macht ein Elektroauto fit für die Einbindung ins Stromnetz?

Dem großen Interesse der E-Fahrer steht ein noch sehr kleines Angebot an Fahrzeugen gegenüber, die die technischen Anforderungen für das bidirektionale Laden V2H und V2G erfüllen, etwa einige ID-Modelle von Volkswagen, der kommende Renault 5 oder der Kia EV9 und es gibt kaum einen Hersteller, der das Thema nicht ebenfalls in der Entwicklung hat und kaum einen Wallboxhersteller, der an der Ladehardware dafür arbeitet. Doch was genau macht einen Stromer „Bidi-ready“, also fit für die künftige Einbindung ins häusliche oder öffentliche Netz?

Es sind im Wesentlichen zwei Voraussetzungen: Das Elektroauto muss den Akkustrom auch nach außen abgeben können, und es muss die Kommunikation mit der entsprechenden bidirektionalen Ladeeinrichtung beherrschen“, sagt Jan Böckmann, Director Customer Experience bei Kia Deutschland.

Die Batterie arbeitet mit Gleichstrom (DC), das öffentliche Netz mit Wechselstrom (AC). Beim Laden der Batterie wandelt ein integrierter Gleichrichter den AC- in DC-Strom um. Umgekehrt wird beim Einspeisen ins Stromnetz ein Wechselrichter benötigt, um den Akku-Gleichstrom in Wechselstrom umzuwandeln.

Je nachdem, ob diese Umwandlung innerhalb oder außerhalb des Fahrzeugs erfolgt, spricht man von bidirektionalem AC- oder DC-Laden. Bei der AC-Variante befindet sich der Wechselrichter im Fahrzeug, es gibt also Strom ab, der direkt im Haus genutzt werden kann. Beim bidirektionalen DC-Laden wird der Gleichstrom erst in der Wallbox oder anderweitigen Ladeeinrichtung in Wechselstrom umgewandelt“, so Böckmann. Der Kia EV9, einer der ersten Stromer, die bereits „V2G-ready“ sind, hat den Wechselrichter an Bord.

Haus- und netzseitig erfordert das Einbinden von Fahrzeugakkus in die Stromversorgung ein intelligentes Energie- bzw. Lastmanagement. „Aufgrund der komplexen Steuerungsprozesse, die mit dem bidirektionalen Laden verbunden sind, spielt die Kommunikation eine zentrale Rolle. Sie stellt hohe Anforderungen – nicht nur an das Fahrzeug, sondern auch an die Ladeeinrichtung, die die Schnittstelle zu den intelligenten Managementsystemen des Hauses oder Netzes bildet“, erläutert Böckmann und kündigt an: „Eine bidirektionale AC-Wallbox mit Lademanagement über Smartphone-App wird zukünftig von Kia angeboten.

Quelle: Kia – Pressemitteilung vom 31.01.2024

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Michael Neißendorfer

Michael Neißendorfer

Michael Neißendorfer ist E-Mobility-Journalist und hat stets das große Ganze im Blick: Darum schreibt er nicht nur über E-Autos, sondern auch andere Arten fossilfreier Mobilität sowie über Stromnetze, erneuerbare Energien und Nachhaltigkeit im Allgemeinen.

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Peter Wulf:

Zur Zeit mit meinem Tesla S70D vor facelift märz 2016 nicht möglich weil das FAHRZEUG lebenslanges kostenloses Laden hat und ich damit am Tesla Supercharger die 70kwh batterie
kostenlos laden und zuhause im Siedlerhäuschen kostenlos entladen könnte.
ich habe zwar seit 2012 eine kleine 4,2kwh Potovoltaik deren Strom ich dann voll einspeisen/ verkaufen könnte.
Tesla hat ja inzwischen mit seinen E Autos den Wallbox und Powerwall und den Photovoltaiganlagen der Tesla Bseitzer auf deren Häusern ein eigenes Verbundnetz in USA gegründet.
Zweck stabiles Stromnetz und günstige Preise für Tesla OWNER.
Absicht es bald auch in Europa aufzubauen.
Dazu ´noch eigene Versicherungen für Teslafahrer durch die vielen Millonen Teslaowner kann die Versicherungsprämie angepasst werden.
Prima Kreislauf für alternative Mobilität unfd Energiegewinnung und nutzung

Wolfbrecht Gösebert:

„Die AC-Bidi Lösung hat keine Zukunft.“
Schön, dass Du eine so klar polierte Glaskugel hast …

„… kurz-/mittelfristig [wird] der AC Lader im eAuto verschwinden“
Nur gut, dass »Hundertausende« AC-Wallbox-Nutzer das in Ruhe abwarten werden …

„Es bleibt ein DC-„Knochen“ der ebenfalls am CCS Anschluß angedockt werden kann und dies übernehmen wird.“
Ja, in Streichholzschachtelgröße und mit 11 kW/3-phasig (NOT!)

Und: Auf „persönliche Spitzfindigkeiten“ kannst Du gern verzichten!

E. Wolf:

Die AC-Bidi Lösung hat keine Zukunft. Nicht bei 900 Netzbetreibern in DE und bei den Kosten, die die eAutohersteller tragen müßten.

Schon heute klagen sie über Kostendruck, da wird kurz-/mittelfristig der AC Lader im eAuto verschwinden. Es bleibt ein DC-„Knochen“ der ebenfalls am CCS Anschluß angedockt werden kann und dies übernehmen wird.

Eine DC-BiDi-Wallbox entspricht im Prinzip einem PV-WR, PV Module gegen eAuto ausgetauscht. Bei V2H muß nur er die VDE 4105-AR beherrschen und fertig ist die Laube. Der Netzbetreiber ist komplett außen vor. Die VDE 4105-AR macht auch keinen Unterschied, ob die Batterie auf Stützen, Rädern oder Rollen kommt. Es würde auch keinen Sinn machen.

Die Kosten für eine DC-BiDi-Wallbox muß in der Größenordnung von einem 10 kVA PV-WR liegen, mehr ist nicht gerechtfertigt.

Von daher sind alle Spitzfindigkeiten zur Anwendung und Zulässigkeit nur Ablenkung.

E. Wolf:

Im Gegenteil, wenn der Li-Ionen Akku „bewegt“, ist es besser. Der Akku wird über die Lebenszeit sterben, nicht über die Zeit der Zyklen.

Zumal die Anzahl der Zyklen bei V2H nicht so erheblich steigen. V2H macht Sinn von Ostern bis Oktober, wenn auch ein signifikanter PV Überschuß vom Dach kommt. Angenommen der Hausverbrauch beträgt 10 kWk/Tag, dann sind es ca. 4 kWh in der Nacht. Ergo 7 Monate * 30 Tage * 4 kWh = 840 kWh, enspricht bei 20 kWh/100 km somit 4.200 km.

Einfach einmal für sich selber durchrechnen.

eAuto’s sind von der KFZ-Steuerbefreit, daß hat nicht’s mit dre Nutzung zu tun.

EngelbertMontagne:

Was ist mit Lade- und Entladeverlusten und der Verkürzung der Lebenserwartung des Akkus? Wirkt sich das nicht auf den Wiederverkaufswert aus und wie wird dokumentiert was der Akku zweckentfremdet leisten müsste?
Die EAutos sind steuerbefreit, ist diese Zweckentfremdung steuerschädlich?

Wolfbrecht Gösebert:

Grundsätzlich preisgünstiger für den Kunden wird V2G, wenn schon das Ladegerät im Fahrzeug *standardmäßig* bidirektional ist, also z.B. mit 11 kW laden UND entladen kann. Bietet hingegen der Hersteller nur (für ihn billiges!) DC-Bidi an, muss der Onboard-Charger das nicht können. Dann wird über eine (jeweils stationäre!) DC-Wallbox geladen, die deshalb aber eben jeweils an jedem Ort einen *eigenen* Wechselrichter (*mindestens* ja wohl 11 kW – aber wer will schon DC mit 11 kW laden?) braucht und deshalb für den Kunden in der Summe aber eben deutlich teurer werden wird.

Ein weiterer Vorteil eines im Fahrzeug *eingebauten* Bidi-Wandlers ist die unmittelbare Fähigkeit einer V2L-Anwendung an jedem Ort, an dem sich das Fahrzeug gerade befindet, also z.B. dem Laden anderer Fahrzeuge, für leistungsfähige Werkzeuge an wechselnden Orten oder auch für kleine Insellösungen.

Beispiel: Wer z.B. neben seinem Zuhause noch ein Wochenendgrundstück o.ä. nutzt, als sich auch beim Arbeitgeber mit V2G beteiligen möchte, für den müßte dann an allen 3 Standorten jeweils eine aufwändigere DC-Wallbox vorrätiggehalten werden …

Und da hab‘ ich doch meine Zweifel, ob für viele eine so deutlich teurere Lösung in der großen Zahl auch (finanziell!) attraktiv sein würde. Dann aber würde der große Vorteil, den das bidirektionale Laden über Vehicle-to-X-Funktionen oder für netzdienliches Laden hätte, verpuffen.

Damit nämlich die Fahrzeug-Batterie das Netz stabilisieren kann, muss sie möglichst oft(!) eben mit jenem Netz verbunden sein – also nicht nur zu Hause an der eigenen Wallbox (oder auch in der heimischen Tiefgarage!), sondern idealerweise auch während der Arbeitszeit beim Arbeitgeber … oder an einem zweiten Grundstück … oder beim Laden an einer öffentlichen Ladesäule … o.ä. –> Stichwort: „Fahrzeuge sind Stehzeuge“ :)

All das erfordert aber eine möglichst große Verbreitung von entsprechenden Bidi-Ladepunkten, bei denen dann aber die AC-Lösung mit deutlichen Kostenvorteilen punktet!
Wichtig: Die an allen „Transit“-Strecken selbstverständlich nötigen, leistungsfähigen DC-Lader sind KEINE sinnvolle Bidi-Anwendung!

Mein Fazit: Trotz einiger möglicher Vorteile einer DC-Lösung speziell in Verbindung mit heimischer Photo-Voltaik sehe ich aus Kostengründen einfach die größere Bidi-Verbreitungs-Möglichkeit im günstigeren AC-Bereich.

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