Bidirektionales Laden ermöglicht Elektrofahrzeugen, nicht nur Strom zu beziehen, sondern auch ins Netz zurückzuspeisen. Im Projekt Bi-CCS werden dafür Vehicle-to-Grid Anwendungen und intelligente Ladeinfrastruktur entwickelt.
Projektleiter Dr. Mark Kuprat von der Brandenburgischen Technischen Universität spricht über aktuelle Herausforderungen, Standards wie ISO 15118-20 und den Ansatz „V2X+“.
Herr Kuprat, Sie beschäftigen sich intensiv mit bidirektionalem Laden und Vehicle-to-X Technologien. Was passiert aktuell konkret in Ihren Pilotprojekten in Cottbus und Senftenberg?
In unseren Projekten beschäftigen wir uns mit der Frage, wie Elektrofahrzeuge künftig nicht nur geladen werden, sondern selbst aktiv Teil des Energiesystems werden können. Der Oberbegriff dafür lautet Vehicle-to-X, kurz V2X. Dahinter steckt die Idee, Fahrzeugbatterien als flexible Speicher zu nutzen, also Strom nicht nur aufzunehmen, sondern bei Bedarf auch wieder bereitzustellen.
In Cottbus und Senftenberg testen wir dafür verschiedene Anwendungsfälle gemeinsam mit Partnern aus Forschung, Industrie und Energiewirtschaft. Besonders spannend ist dabei die Kombination aus Ladeinfrastruktur, intelligentem Energiemanagement und realen Fahrzeugflotten. Wir betrachten Elektrofahrzeuge dabei als virtuelle Schwarmspeicher. Viele Fahrzeuge zusammen ergeben enorme Speicherkapazitäten, die perspektivisch für Netzstabilität oder die Integration erneuerbarer Energien genutzt werden könnten.
Ein besonderer Schwerpunkt liegt auf der Rückspeisung ins öffentliche Netz. Das ist regulatorisch aktuell noch komplex und nur in bestimmten Konstellationen möglich. Deshalb arbeiten wir in einigen Pilotanwendungen mit Sondergenehmigungen der Netzbetreiber. Parallel untersuchen wir auch, wie bidirektionales Laden in Privathaushalten oder auf Firmenparkplätzen eingesetzt werden kann. Die Projekte liefern uns dabei wichtige Praxiserfahrungen, sowohl technisch als auch wirtschaftlich.
Bidirektionales Laden gilt als Schlüsseltechnologie für die Zukunft. Gleichzeitig hört man oft, dass die Regulierung noch nicht weit genug ist. Wo stehen wir aktuell?
Die Technologie entwickelt sich aktuell deutlich schneller als die regulatorischen Rahmenbedingungen. Technisch funktioniert vieles bereits erstaunlich gut, aber wirtschaftlich und regulatorisch gibt es noch zahlreiche offene Fragen.
Ein zentrales Thema ist die Einspeisung von Strom aus Fahrzeugbatterien ins öffentliche Netz, also Vehicle-to-Grid. Das ist in Deutschland bislang nur eingeschränkt möglich. Gleichzeitig existieren weiterhin viele Preisbestandteile wie Netzentgelte, Abgaben und Umlagen, die Geschäftsmodelle erschweren. Zwar wurden erste Hürden wie die sogenannte Belastung durch doppelte Netzentgelte angegangen, aber das allein reicht noch nicht aus, um bidirektionales Laden wirtschaftlich attraktiv zu machen.
Hinzu kommt, dass entlang der gesamten Wertschöpfungskette viele Akteure beteiligt sind, die jeweils eigene Geschäftsmodelle etablieren wollen. Wer dynamische Stromtarife nutzen möchte, braucht beispielsweise einen entsprechenden Stromanbieter. Für die Einspeisung ins Netz kommt zusätzlich ein Direktvermarkter hinzu. Dazu kommen Smart Meter Gateway, Messstellenbetreiber und Netzbetreiber. Jeder dieser Akteure beansprucht einen Teil der Erlöse oder erhebt Gebühren.
Dadurch wird die Wirtschaftlichkeit schnell komplex. Theoretisch lassen sich durch günstige Börsenstrompreise attraktive Arbitragegeschäfte realisieren. In der Praxis reduzieren die vielen zusätzlichen Kostenkomponenten jedoch häufig den tatsächlichen wirtschaftlichen Vorteil. Genau deshalb wird aktuell intensiv darüber diskutiert, welche regulatorischen Bestandteile künftig entfallen oder reduziert werden könnten.
In einem Beitrag haben Sie den Begriff „V2X+“ in den Raum geworfen. Was genau verstehen Sie darunter?
Mit „V2X+“ beschreiben wir die nächste Entwicklungsstufe des bidirektionalen Ladens. Klassisches Vehicle-to-Home bedeutet, dass ein Haushalt den Strom aus dem Fahrzeug nutzt, um den Eigenverbrauch zu optimieren. Das ist bereits ein spannender Use-Case, vor allem in Kombination mit Photovoltaik-Anlagen.
Das „Plus“ steht hier primär für den Sicherheitsaspekt durch Inselfähigkeit. Das bedeutet, dass ein Elektrofahrzeug bei einem Blackout als autarke Energiequelle fungiert: Das Haus wird automatisch vom öffentlichen Netz getrennt und über die Fahrzeugbatterie weiterversorgt – im Ernstfall über mehrere Tage hinweg.
Gerade international ist das ein hochrelevantes Thema. In Regionen mit häufigen Stromausfällen, etwa durch Naturkatastrophen, entstehen daraus ganz neue Anwendungsfelder. Während Deutschland im internationalen Vergleich sehr stabile Stromnetze hat, sieht die Situation beispielsweise in Teilen der USA oder Japans anders aus. Dort können solche Systeme einen echten Mehrwert bieten.
Darüber hinaus ermöglicht die Technologie die gezielte Netzstützung. Hierbei übernimmt das Fahrzeug aktive Systemdienstleistungen, wie die Frequenzhaltung oder das Management von Engpässen im Verteilnetz. Dieser Ansatz geht weit über den reinen Stromhandel hinaus und ist ein entscheidender Baustein, um schwankende erneuerbare Energien langfristig stabil in unser Energiesystem zu integrieren. Insbesondere in Bezug auf netzbildende Systemdienstleistungen, wie etwa die Momentanreserve, wird hierbei von V2G+ gesprochen.
Es gibt noch einige technische Einschränkungen, über die selten gesprochen wird. Bidirektionales Laden verursacht beispielsweise Lade- und Umwandlungsverluste mit einem Wirkungsgrad von ca. 80 Prozent. Sobald Funktionen im Auto genutzt werden, entsteht ein Eigenverbrauch von etwa 300–500 Watt. Das gilt auch im Stillstand, da das Auto Energie benötigt, um das bidirektionale Laden zu ermöglichen.
Hinzu kommt die Interoperabilität zwischen Herstellern. Viele Systeme funktionieren heute noch innerhalb einzelner Herstellerwelten – also Fahrzeuge und Ladestationen proprietärer Hersteller. Mit der ISO 15118-20 entsteht ab 2027 ein verpflichtender Standard für neue Systeme, allerdings bedeutet das nicht, dass dann sofort alles flächendeckend umgestellt ist. Es wird also noch eine Übergangsphase geben, in der unterschiedliche Lösungen parallel existieren.
Wenn Sie auf die nächsten fünf bis zehn Jahre blicken: Wie realistisch ist es, dass bidirektionales Laden im Alltag ankommt?
Ich bin überzeugt, dass bidirektionales Laden langfristig kommen wird. Die grundlegende Richtung ist aus technischer und energiewirtschaftlicher Sicht klar. Elektrofahrzeuge bringen große Batteriespeicher bereits mit und genau diese Flexibilität wird künftig im Energiesystem gebraucht.
Allerdings darf man die Herausforderungen nicht unterschätzen. Es braucht regulatorische Anpassungen, standardisierte Kommunikation, interoperable Systeme und wirtschaftlich tragfähige Geschäftsmodelle. Außerdem müssen die Nutzerinnen und Nutzer Vertrauen in die Technologie entwickeln. Viele Menschen erwarten weiterhin, dass ihr Fahrzeug jederzeit vollständig geladen verfügbar ist. Kurzfristig werden wir deshalb vor allem spezialisierte Anwendungen sehen, etwa in Flotten, Unternehmen oder Pilotregionen. Dort lassen sich die Rahmenbedingungen deutlich besser steuern als im privaten Massenmarkt.
Mit zunehmender Standardisierung und sinkenden Hardwarekosten wird sich die Technologie aber Schritt für Schritt verbreiten. Ich glaube deshalb, dass bidirektionales Laden in einigen Jahren ein selbstverständlicher Bestandteil moderner Energiesysteme sein wird, auch wenn der Weg dorthin noch Zeit braucht.
