Vehicle-to-Grid: der größte Vorteil des Stromnetzes

Was ist „Vehicle-to-Grid“?

Im Rahmen der Energiewende wird der Strombedarf weiter steigen, insbesondere aufgrund der zunehmenden Verbreitung der Elektromobilität. Der BloombergNEF-Bericht prognostiziert, dass bis zum Jahr 2040 50 % der verkauften Autos Elektroautos sein werden. Ein Fahrzeugbestand, der in einem sich global im Umbruch befindlichen Umfeld intelligent und vernünftig mit Strom versorgt werden muss.

So wie ein mit Photovoltaikmodulen ausgestattetes Haus zu einer Energieerzeugungsquelle wird, kann auch das Elektroauto Energie speichern, weiterleiten oder sogar erzeugen. Vorbei sind die Zeiten des passiven Elektrofahrzeugs, das lediglich Energie verbraucht – nun ist eine neue Generation interaktiver Autos am Start: Vehicle-to-Grid oder V2G. Wörtlich übersetzt bedeutet „vom Fahrzeug ins Netz“ (V2G), dass der in den Batterien eines Elektroautos gespeicherte Strom während der Parkzeiten wieder ins Stromnetz eingespeist wird. Diese Technologie trägt zur Entwicklung des Smart Grids bei, eines Stromnetzsystems, das Informationstechnologie im Dienste des Energieverbrauchs einsetzt.

Was ist das Ziel der V2G-Technologie?

Im großen Maßstab fördert das Smart Grid den Datenaustausch zwischen Anbietern und Verbrauchern, um ein großes Problem zu lösen: die Energiespeicherung. Strom lässt sich nur schwer in großen Mengen speichern. Seine Steuerung beruht auf einem Ausgleich in Echtzeit. Entweder reicht die Erzeugung nicht aus und das Netz wird nicht mehr versorgt, oder es gibt einen Überschuss und der Großteil der Erzeugung geht verloren. V2G könnte zu einem wichtigen Instrument bei diesem Bestreben werden, den Stromfluss anzupassen.
Dank des bidirektionalen Ladevorgangs wird die V2G-Batterie zu einer Erweiterung des Stromnetzes, die in der Lage ist, in Zeiten geringer Nachfrage erzeugte Energie zu speichern und bei höherem Bedarf wieder einzuspeisen. Man kann sich die Vorteile dieser Technologie vor dem Hintergrund der zunehmenden Verbreitung von Elektrofahrzeugen gut vorstellen. Dank der Vehicle-to-Grid-Technologie (V2G) kann ein Elektrofahrzeug massiv zu einer emissionsfreien Welt beitragen, in der erneuerbare Energien in großem Umfang integriert sind.

V2G – eine Lösung für die Energiespeicherung

Die Struktur der Stromerzeugung hat sich in der Tat gewandelt und umfasst nun auch erneuerbare Energien. Da es sich hierbei um Energiequellen mit naturbedingter Schwankung handelt, verursachen sie Instabilitäten im Netz, die eine verstärkte Speicherung erforderlich machen. Die über V2G verfügbare Speicherkapazität kann eine Verbrauchsspitze auffangen und so eine Lastabwurfmaßnahme vermeiden. Sie kann zudem Störungen ausgleichen, die bei der Energieübertragung auftreten, wenn die Erzeugung von einer Quelle auf eine andere umgeschaltet wird.
Umgekehrt funktioniert Vehicle-to-Grid nach dem Prinzip des intelligenten Ladens. Das Aufladen der Batterie erfolgt während der Phasen der Erzeugung erneuerbarer Energien, was einen überwiegend grünen und kostengünstigeren Verbrauch ermöglicht.
Schließlich kann V2G als alternative Energiequelle für den Haushalt genutzt werden. Der Besitzer eines Elektrofahrzeugs kann nämlich die in der Batterie gespeicherte Energie zur Stromversorgung seines Hauses nutzen. Auch wenn diese Technologie noch in den Kinderschuhen steckt, lassen sich ihre Vorteile vor dem Hintergrund einer zunehmenden Verbreitung von Elektrofahrzeugen bereits erahnen.

Als Kernelement der V2G-Technologie ermöglicht das bidirektionale Laden – wie der Name schon sagt – den Energiefluss in beide Richtungen. Vom Versorger zum Nutzer und umgekehrt. Bislang begnügte sich der Besitzer eines Elektroautos damit, die Batterie seines Fahrzeugs aufzuladen, um es nutzen zu können, und das Netz leitete diesen Strom zur Ladestation weiter. Ein einseitiger Energiefluss, den Vehicle-to-Grid (V2G) nun völlig neu definiert. Das System steuert nun das Laden und Entladen des Elektrofahrzeugs entsprechend den Bedürfnissen des Nutzers und dem im Netz verfügbaren Stromangebot. Der Energiefluss erfolgt in beide Richtungen, sodass der Versorger bei Bedarf zeitweise Strom aus der Batterie beziehen kann.

Man könnte sich fragen, wie komplex eine solche Anpassung an die Normen ist. Auch hier ist die Lösung einfach, da V2G mit Wechselstrom funktioniert. Das reversible Ladegerät in den Fahrzeugen erfordert daher lediglich eine einfache Anpassung der bestehenden Ladestationen zu vertretbaren Kosten.

V2G-Versuche in Europa

Das „Vehicle-to-Grid“-Konzept stellt einen wesentlichen Vorteil für die Entwicklung der Elektromobilität und das intelligente Energiemanagement dar. Seit März 2019 arbeitet die Renault Group ganz konkret an einem Angebot, dessen erste Testphase im Ökoviertelvon Utrecht in den Niederlanden stattfand. Dort wurden zwei mit V2G-Technologie ausgestattete ZOE-Prototypen in die Flotte der Elektro-Carsharing-Fahrzeuge integriert. Um die Zukunft des reversiblen Ladens zu gestalten, hat sich der Renault Group zum Ziel gesetzt, 13 weitere ZOE-Modelle, die jeweils mit einem bidirektionalen Ladegerät ausgestattet sind, an verschiedenen Standorten in Europa einzusetzen. Dies wird unter anderem auf der Insel Porto Santo in Portugal in Zusammenarbeit mit dem Energieversorger Empresa de Electricidade da Madeira geschehen. Intelligente Tarifgestaltung, Batterien mit erhöhter Kapazität oder Anwendungen zur Steuerung des Ladevorgangs (z. B. Renault Z.E. Smart Charge) – die Instrumente werden weiterentwickelt und das System ausgebaut, um einen vernünftigen und intelligenten Energieverbrauch im Einklang mit der laufenden Energiewende zu gewährleisten.