Dank Vehicle-to-Grid werden Elektroautos zu Energiehelden: Sie können das Stromnetz unterstützen und somit die Zukunft des Energiemanagements mitgestalten.

Stellen Sie sich vor, Ihr Elektroauto könnte nicht nur fahren, sondern auch als eine Art Kraftwerk dienen. Das wird durch die sogenannte Vehicle-to-Grid (V2G)-Technologie möglich. Diese ermöglicht es geparkten E-Fahrzeugen, dem Stromnetz Energie zu entziehen und wieder zurückzugeben. Somit werden E-Fahrzeuge zu flexiblen Stromspeichern.

In diesem Artikel erklären wir, was es mit dieser Technologie auf sich hat, wie sie funktioniert und welche Vorteile sie sowohl für das Stromnetz als auch für die Besitzer von Elektroautos mit sich bringt. Natürlich werfen wir auch einen Blick auf den Status Quo von V2G in Deutschland.

Unsere wichtigsten Erkenntnisse

• Die Vehicle-to-Grid-Technologie macht Elektroautos zu beweglichen Energiespeichern, die das Stromnetz stabilisieren, erneuerbare Energien fördern und den Besitzern wirtschaftliche Vorteile bieten können.

• Reale Projekte zeigen, dass V2G das Stromnetz stabilisieren, Elektroauto-Besitzern finanzielle Anreize bieten und erneuerbare Energien integrieren kann, was zu einer nachhaltigen Energiezukunft beiträgt. Die Einführung von V2G bringt jedoch Herausforderungen mit sich.

• Deutschland ist technisch betrachtet nahezu bereit für V2G. Es fehlen jedoch die gesetzlichen Rahmenbedingungen.

Wie funktioniert die Vehicle-to-Grid-Technologie?

Vehicle-to-Grid ist im Kern eine transformative Technologie, die Elektrofahrzeuge in mobile Kraftwerke verwandelt. V2G nutzt die ungenutzten Batterien von stationären Fahrzeugen und verwandelt sie in ein dynamisches Energiespeichersystem. Diese Technologie ermöglicht es Elektrofahrzeugen, Energie in das Netz zurückzuspeisen und so Dienste wie Frequenzregulierung und Spitzenausgleich anzubieten, die für die Stabilisierung der Stromnetze entscheidend sind.

Ist V2G dasselbe wie bidirektionales Laden?

Nein, es handelt sich um zwei unterschiedliche Technologien. Bidirektionales Laden bildet jedoch die Grundlage für Vehicle-to-Grid (V2G). E-Fahrzeuge können beim bidirektionalen Laden Energie sowohl aus dem Netz nehmen als auch zurückgeben. Es ist somit ein grundlegendes Konzept, das darauf abzielt, die Energieflüsse zwischen dem Elektrofahrzeug und dem Stromnetz in beide Richtungen zu ermöglichen.

Vehicle-to-Grid geht einen Schritt weiter und betrachtet ein E-Fahrzeug als beweglichen Energiespeicher. Sie sind nicht nur in der Lage, überschüssigen Strom ins Netz zurückzuspeisen, sondern auch aktiv am Energiemarkt teilzunehmen. Sie können das Stromnetz stabilisieren und ermöglichen Dienste wie Frequenzregulierungen und Spitzenausgleiche.

Ist V2G dasselbe wie Smart Grid?

Nein, es handelt sich auch hier um zwei unterschiedliche Konzepte, die aber eng miteinander verbunden sind und viele gemeinsame Nenner und Ziele aufweisen.

Ein Smart Grid ist ein umfassendes System für die Stromverteilung, das darauf abzielt, den Betrieb des gesamten Stromnetzes zu optimieren. Es nutzt moderne Informations- und Kommunikationstechnologien, um eine intelligente Steuerung von Energieerzeugung, -übertragung und -verbrauch zu ermöglichen.

Im Vergleich dazu konzentriert sich Vehicle-to-Grid speziell auf E-Fahrzeuge und dessen Integration in das Stromnetz. Deshalb kann V2G als ein Teil von Smart Grid angesehen werden.

Was bringt die V2G-Technologie für Vorteile?

• Stabilisierung des Stromnetzes: V2G ermöglicht Schwankungen von Angebot und Nachfrage im öffentlichen Stromnetz auszugleichen, was zur Stabilisierung des Stromnetzes beiträgt. Dies kann beispielsweise für Energieversorger von wichtiger Bedeutung sein.

• Erhöhte Nutzung erneuerbarer Energien: Vehicle-to-Grid (V2G) ermöglicht die Integration von erneuerbaren Energien, indem Elektrofahrzeuge überschüssige erneuerbare Energie speichern und bei Bedarf ins Netz einspeisen. Dies fördert eine nachhaltigere Energieerzeugung und reduziert CO2-Emissionen. Mehr dazu später.

• Wirtschaftliche Vorteile für Fahrzeugbesitzer: Elektroauto-Besitzer können finanzielle Anreize erhalten, indem sie ihre gespeicherte Energie zu Zeiten hoher Strompreise ins Netz einspeisen. Dies kann zu einer Reduzierung der Stromrechnungen führen.

• Effiziente Nutzung von Überschusselektrizität: Elektrofahrzeuge können über V2G während Phasen von Überschusselektrizität die überschüssige Energie aufnehmen und speichern. Dadurch steigert die Energieeffizienz.

• Flexibilität im Energiemarkt: Vehicle-to-Grid ermöglicht es Elektrofahrzeugen, aktiv am Energiemarkt teilzunehmen, indem sie Dienste wie zum Beispiel Frequenzregulierung und Spitzenausgleich anbieten. Dies schafft eine flexiblere Energieinfrastruktur.

• Förderung der E-Mobilität: V2G passt sich nahtlos in den globalen Wandel zur Elektromobilität ein, indem es ein E-Fahrzeug mit Batterie nicht nur als Transportmittel, sondern auch als Teil eines umfassenderen Energie-Ökosystems betrachtet. Indirekt fördert V2G so die Entwicklung der E-Mobilität.

Was braucht es, damit V2G funktioniert?

Erstens ist eine bidirektionale Ladestation nötig, welche den Stromfluss zwischen dem Elektrofahrzeug und dem Stromnetz in beide Richtungen ermöglicht. Zweitens muss das Fahrzeug vehicle-to-grid-fähig sein und mit einem CHAdeMO-Stecker ausgestattet sein. Bei beiden gibt es bereits verschiedene Modelle auf dem Markt.

Anschließend ist eine V2G-fähige Kommunikationsinfrastruktur und Steuerungstechnologie im Backend der Ladeinfrastruktur erforderlich, um eine reibungslose bidirektionale Kommunikation zwischen Elektrofahrzeugen, Ladestationen und dem Stromnetz zu gewährleisten. Eine erfolgreiche Kommunikation zwischen den Komponenten ist nötig, damit der Strom in die richtige Richtung zum gewünschten Zeitpunkt fließen kann.

Der internationale Standard ISO 15118 ist ein weiterer Schlüsselkomponent, der die bidirektionale Kommunikation zwischen E-Auto und Ladestation reguliert. Zusammen mit dem Kommunikationsprotokoll OCCP 2.0.1. standardisiert ISO 15118 die Vehicle-to-Grid-V2G-Technologie.

Mehr zum Thema ISO 15118 finden Sie in unserem ArtikelISO 15118 und Plug and Charge einfach erklärt. Außerdem erklärt der Artikel10 Fakten über OCPP, die Sie kennen sollten alles wichtige über OCPP.

Wann kommt V2G in Deutschland?

Technologisch betrachtet ist Deutschland für die V2G-Technologie nahezu bereit. Es wurden bereits diverse Pilotprojekte erfolgreich umgesetzt. Auch wenn noch weit nicht alle Ladestationen und E-Fahrzeuge V2G-fähig sind, gibt es schon eine große Auswahl an kompatiblen Modellen. Darunter fallen bekannte Automobilhersteller, darunter BMW, Hyundai, VW, Fiat und Ford. Es ist sogar davon auszugehen, dass in Zukunft die Mehrheit der E-Autos V2G-fähig sein wird.

Jedoch fehlt es an gesetzlichen Rahmenbedingungen respektive Gesetzesänderungen, die es erlauben, dass Strom von den Batterien der E-Autos zurück ins Netz und umgekehrt fließen darf. Im Vergleich dazu sind bestimmte Länder wie beispielsweise die Niederlanden bereits viel fortgeschrittener.

Immer mehr Menschen in der Politik haben das Potenzial von V2G erkannt und engagieren sich dafür. Es gibt bereits erste Erfolge. So ist im Januar 2024 ein neues Gesetz in Kraft getreten, welches der V2G-Technologie entgegenkommt.

Netzbetreiber dürfen nun die Leistung bestimmter Geräte, darunter auch Ladestationen, zeitweise verringern. Dies dient dazu, die Stabilität des Stromnetzes zu gewährleisten. Anders ausgedrückt können Wallboxen bei Bedarf gesteuert werden, um vorübergehend weniger Energie zu verbrauchen, um das Gesamtsystem des Stromnetzes stabil zu halten. Dies ist ein großer Schritt in Richtung der Vehicle-to-Grid-Technologie.

Dennoch stehen wir in Deutschland noch vor vielen politischen Herausforderungen, bis Vehicle-to-Grid mit seinem vollen Potenzial genutzt werden darf.

Was bedeuten Abkürzungen wie V2H und V2L?

Neben der V2G-Technologie gibt es weitere Konzepte, die verbunden mit Elektroautos, ihrer Batterie und Stromspeicherung sind:

Vehicle-to-Home (V2H)

V2H ermöglicht es Elektrofahrzeugen, als Stromquelle für ein Haus oder ein Gebäude zu dienen. In Zeiten eines Stromausfalls oder bei hohen Tarifen kann die im Fahrzeug gespeicherte Energie genutzt werden, um den Energiebedarf von einem Haushalt zu decken. Zugleich kann billiger Strom eingespeichert werden. Auch die Speicherung von Energie von einer Photovoltaik-Anlage in den Fahrzeugbatterien ist möglich.

Allesamt können so die Energiekosten gesenkt und die Energieunabhängigkeit erhöht werden. Erste Pilotprojekte haben gezeigt, dass Haushalte dank V2H mehrere hundert Euro pro Jahr sparen können.

Vehicle-to-Building (V2B)

Ähnlich wie V2H ermöglicht Vehicle-to-Building (V2B) die Nutzung von im Akku von E-Autos gespeicherter Energie, um den Energiebedarf eines Gebäudes zu decken. V2B kann in kommerziellen Immobilien eingesetzt werden, um Energiekosten zu senken oder als Notstrom-Versorgung zu dienen.

Vehicle-to-Load (V2L)

Vehicle-to-Load (V2L) bezieht sich auf die Nutzung der Batterien von einem E-Fahrzeug, um elektrische Geräte mit Strom zu versorgen. Dies kann besonders nützlich sein in Situationen, in denen kein Zugang zum Stromnetz besteht. So kann der Strom von einem E-Fahrzeug beispielsweise beim Camping, auf Baustellen und Veranstaltungen, aber auch bei Notsituationen genutzt werden, um einen kurzfristigen Strombedarf abzudecken.

Vehicle-to-Vehicle (V2V)

Vehicle-to-Vehicle (V2V) beschreibt den Energieaustausch zwischen zwei oder mehr E-Fahrzeugen. Diese Technologie kann in Zukunft ermöglichen, dass ein E-Auto mit niedrigem Ladestand Energie von einem anderen EV erhält. Es handelt sich dabei um eine der fortgeschrittensten Methoden für das Laden von E-Autos.

Vehicle-to-… (V2X)

Es gibt noch mehr ähnliche Abkürzungen und in Zukunft werden sicherlich viele weitere dazu kommen. Die Begriffe beginnen immer mit Vehicle-to-… Der Oberbegriff für diese Begriffssammlungen ist V2X, wobei das X als Platzhalter für andere Akteure oder Einrichtungen, welche eine Interaktion und den Datenaustausch mit E-Autos ermöglichen.

Warum kann V2G beim Kampf gegen den Klimawandel helfen?

Die V2G-Technologie kann dank ihrem Potenzial, erneuerbare Energiequellen einzubinden, einen großen Beitrag zur Bekämpfung des Klimawandels leisten. Fahrzeugbatterien können überschüssige Energie aus nachhaltigen Quellen wie Sonne und Wind einspeisen

 Dieser Strom kann dann bei Bedarf wieder in das Netz eingespeist werden. Auf diese Weise unterstützt V2G die Nutzung erneuerbarer Energien und speichert gleichzeitig zusätzlichen Strom in Zeiten hoher Produktion und verteilt ihn in Zeiten hoher Nachfrage.

V2G steigert die Effizienz der Nutzung erneuerbarer Energien, indem es Schwankungen in deren Leistung ausgleicht. Diese Fähigkeit ermöglicht eine schnelle Reaktion auf unerwartete Schwankungen in der Produktion dieser Arten von Energiequellen, wie z. B. Sonnenkollektoren oder Windturbinen. Neben höherer Effizienz kann so dank Vehicle-to-Grid auch der Stromverbrauch gesenkt werden.