Wind- und Sonnenenergie sind sog. volatile Energieträger, was so viel bedeutet, dass ihre Stromproduktion nicht konstant ist und je nach Wetterbedingungen oder anderen Faktoren schwanken kann. Um die Energiewende voranzutreiben zu können, muss jedoch eine zuverlässige und konstante Stromversorgung auch für Unternehmen gewährleistet werden. In Kombination mit erneuerbaren Energien funktioniert dies besonders gut mit großen und flexiblen Energiespeichern, die im besten Fall dort sind, wo der Strom auch gebraucht wird. Die Vehicle-to-Grid-Technologie setzt genau hier an und nutzt die Batterien der Unternehmensflotte durch bidirektionales Laden als Pufferspeicher. Wenn sich dies durchsetzen sollte, könnte auch der Netzausbau und die Netzverstärkung des gesamten öffentlichen Stromnetzes anders geplant werden.
Stromspeicher auf vier Rädern bieten sich für bidirektionales Laden an
Der Boom bei der E-Mobilität macht es möglich: In den aktuellen E-PKW-Modellen sind Speicher zwischen 40 und 15o kWh verbaut, was sich bei größeren Nutzfahrzeugen auch schon einmal verdoppeln kann. Es liegt also nahe, die zehn oder 20 E-Fahrzeuge, die in der Regel bei einem Gewerbebetrieb parken, mit günstigem Solarstrom vom Firmendach oder Carport zu tanken und gleichzeitig als Ausgleichs- oder Pufferspeicher für das unternehmenseigene Stromnetz zu nutzen. Durch Vehicle to Grid (V2G) und bidirektionales Laden sind Unternehmen also in der Lage, ihre Stromversorgung zu stabilisieren und Lastspitzen zu kappen. Hierzu müssen jedoch einige Rahmenbedingungen gegeben sein.
Voraussetzungen für Vehicle to Grid & bidirektionales Laden
Damit Vehicle to Grid (V2G) überhaupt möglich ist, müssen zunächst die E-Autos in der Lage sein, Strom auch wieder ins Netz einspeisen zu können. Der im asiatischen Raum verbreitete CHAdeMO-Standard ist zwar dazu ausgelegt, aber der in Europa verbreitete CCS-Standard ist meist noch nicht für bidirektionales Laden geeignet. Zurzeit (Stand: Anfang 2023) sind etwa zehn reine Elektro-PKW-Modelle erhältlich, die dies können.
Systemübergreifende Kommunikationsinfrastruktur
Im zweiten Schritt müssen auch die Ladestationen eine bidirektionale Kommunikation zwischen dem Fahrzeug und dem Stromnetz ermöglichen. Zwar lässt sich im privaten Kontext bereits eine Vehicle-to-Grid-Lösung durch die Auswahl des richtigen Wallbox-Modells und Fahrzeugs realisieren, aber eine wirklich systemübergreifende Kommunikationsinfrastruktur zwischen Elektrofahrzeug, Ladestation, Netzbetreiber, Energieversorger und Service-Providern existiert noch nicht. Die im April 2022 eingeführte ISO 15118-20 wird zurzeit als Basis der Kommunikation zwischen Ladenstationen und E-PKW angesehen und muss noch weiter entwickelt werden. Gleiches gilt für die IEC 61851-1, die beispielsweise die Grundlagen für die Kommunikation zur Steuerung von Ladevorgängen bei Elektrofahrzeugen enthält.
„Smart Charging“ ist das Ziel
Ohnehin sind eine intelligente Ladeinfrastruktur sowie ein Energie-Management-Systeme (EMS) notwendig, um sicherzustellen, dass die Batterien der E-Fahrzeuge nur dann Strom in das Netz einspeisen, wenn dies erlaubt wird, die Fahrzeuge ausreichend geladen sind und der eigene Grundstrombedarf gesichert ist. Die Systeme müssen also in der Lage sein, automatisch zwischen den Fahrzeugen zu priorisieren. Dies wird unter dem Schlagwort „smart Charging“ zusammengefasst.
Zusätzliche Regulierungen bei Vehicle to Grid
Neben den technischen Normen zur Kommunikation der einzelnen Komponenten untereinander fehlen – Stand heute – auch noch weitere Regulierungen zur Netzstabilität der unternehmenseigenen und der öffentlichen Netze, wenn auf einmal Millionen Vehicle to Grid angeschlossen und bidirektional laden sollen. Die Auswirkungen auf die jeweiligen Stromnetze müssen noch geprüft werden. Entwarnung gibt es allerdings schon von den Fahrzeugherstellern: Das Be- und Entladen der Fahrzeugbatterien soll keine negativen Auswirkungen auf ihre Lebensdauer haben.
Neue Tarifstrukturen und Anreize für bidirektionales Laden
Wenn Energie künftig ganz einfach von A nach B transportiert werden kann, sind neue grundlegende Tarifstrukturen notwendig. Bei einer Privatperson, die ihr E-Fahrzeug nur mit Strom versorgt und dies ggf. an der heimischen Wallbox, öffentlichen Ladestationen oder bei seinem Arbeitgeber erledigt, ist alles geregelt. Aber wie sieht es aus, wenn ein Firmenwagenbesitzer sein E-Fahrzeug tagsüber mit günstigem Solarstrom vom unternehmenseigenen Solar-Carport volltankt und den Strom abends im eigenen Haus verbraucht oder in das öffentliche Netz einspeist? Wie werden dabei Strommixe oder Gewinne be- und verrechnet oder besteuert? Hier müssen technische Regelungseinheiten eingebunden, gesetzliche Richtlinien geschaffen und neue Tarife von Energieversorgungsunternehmen entwickelt werden. Um Vehicle to Grid (V2G) sowie bidirektionales Laden auch volkswirtschaftlich und nachhaltig klimafreundlich einsetzen zu können, fehlen schließlich auch noch Anreize für private E-PKW-Besitzer, ihre Batterien ins Netz einzuspeisen, wenn der Strombedarf hoch ist, und sie zu laden, wenn der Strombedarf niedrig ist.