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E-Mobilität, Versorgungsicherheit, regenerative Energien: Die Verfügbarkeit von Strom und Energie erschien lange Zeit selbstverständlich. Doch Konflikte und Krisen haben gezeigt, dass es zu Lücken in der Versorgung kommen kann. „Bidirektionales Laden“ könnte eine Lösung sein. Wir erklären, was dahintersteckt – und warum das Konzept das Potential hat, den Strommarkt zu revolutionieren und damit auch die Energiewende zu ermöglichen.
Bidirektional bedeutet, etwas in beide Richtungen zu ermöglichen. Bei der Elektromobilität heißt das, dass der Strom nicht nur ins Auto fließt, sondern sich entweder direkt verwenden lässt oder aus dem Auto in den Haushalt oder ins öffentliche Stromnetz fließen kann.
In dieser Funktion als Energiequelle kann das E-Auto auch bei der Energiewende eine entscheidende Rolle spielen: Da regenerative Energien, zum Beispiel aus Windkraft oder Sonne, nicht bei jedem Wetter oder zu jeder Tageszeit zur Verfügung stehen, braucht es Energiespeicher. Diese können dann gefüllt werden, wenn die Sonne scheint oder der Wind stark weht, der Strom aber nicht vollständig verbraucht wird.
Eine Lösung ist die Speicherung der überschüssigen, erneuerbaren Energie in den Batterien von E-Autos: Die Akkus in E-Autos können große Mengen an Strom zwischenspeichern, der sonst verloren ginge. Der gespeicherte Strom lässt sich dann nicht nur zum Fahren nutzen, sondern auch für jeden anderen Verbraucher im Haushalt oder öffentlichen Netz.
So weit, so gut – allerdings ist das bidirektionale Laden momentan noch kaum verbreitet, und das hat sehr konkrete Gründe. Noch scheitert eine flächendeckende und damit auch energiepolitisch relevante Anwendung des bidirektionalen Ladens an verschiedenen Regularien und technologischen Hürden sowie am momentan noch zu hohen Preis für die bidirektionalen Wallboxen.
Die gute Nachricht: Es wird sowohl von Seiten der Industrie als auch von der Politik (unter anderem durch Förderprogramme für Industrie und Privatpersonen) viel dafür getan, diese Hürden zu überwinden.
Grundsätzlich sind zwei Dinge für das bidirektionale Laden notwendig.
Modelle mit CHAdeMO-Ladebuchse sind in der Regel bidirektional, können also auch Strom abgeben. In Europa konnte sich CHAdeMo aber nicht durchsetzen und ist somit ein Auslaufmodell. In Deutschland und Europa üblich ist das Typ-2- und CCS-Combo-Stecker-System. Einzelne Modelle sind bereits heute für bidirektionales Laden vorbereitet.
Kosten einer Wallbox
Stand Anfang 2024 ist die Auswahl an bidirektionalen Wallboxen sehr gering. Und wenn, dann sind sie im Vergleich zu herkömmlichen Wallboxen wesentlich teurer. Die Preise schwanken von mehreren Tausend bis über zehntausend Euro.
Eine sehr überschaubare Anzahl an E-Auto-Modellen und eine geringe Auswahl an Wallboxen zu sehr hohen Preisen – noch gibt es sowohl im gewerblichen als auch im privaten Bereich nur ein paar wenige Pioniere, die das bidirektionale Laden nutzen.
Aber: Sind alle technischen und regulatorischen Hürden abgebaut, können E-Autos als Stromspeicher wesentlich zum Gelingen der Energiewende beitragen.
Zudem gibt es bereits zahlreiche E-Fahrzeug-Modelle, mit denen bidirektionales Laden technisch möglich wäre. Einige Fahrzeuge bieten auch eine 230-Volt-Steckdose oder einen entsprechenden Adapter zur Strom-Versorgung externer Geräte.
Bidirektionales Laden funktioniert und ist die Zukunft – E-Auto-Interessenten sollten beim Kauf eines E-Autos also auf jeden Fall nachfragen, ob ihr neues Fahrzeug das bidirektionale Laden ermöglicht oder ein entsprechendes Update bzw. eine Nachrüstung geplant ist.
Dafür gibt es drei Szenarien:
Bei V2H wird mit dem Strom des E-Autos das eigenen Haus oder der eigene Haushalt versorgt. Je nach Strom-Verbrauch und Batteriekapazität lässt sich damit ein 4-Personen-Haushalt mit einem durchschnittlichen Verbrauch von 11 kWh ungefähr zwei bis acht Tage lang versorgen.
V2H ist auch im Zusammenspiel mit einer Photovoltaik-Anlage äußerst sinnvoll: Der selbst produzierte Strom lässt sich auch dann nutzen, wenn die Sonne nicht scheint. Der E-Auto-Besitzer kann so im besten Fall auch bei Nacht oder stark bewölktem Himmel auf die Entnahme von teurem Netzstrom verzichten.
Bei V2L geht es um das Laden bzw. die Stromversorgung von Dingen, zum Beispiel eines Kühlschranks oder eines Wohnwagens auf dem Campingplatz oder Gartengrundstück, oder um das Laden eines E-Bikes oder anderen Elektroautos.
V2G ist aus energiepolitischer Sicht die Königsdisziplin: Rein theoretisch lassen sich beliebig viele Elektroautos als Pufferspeicher kombinieren. So ist mehr Netzstabilität möglich, auch wenn Wind- oder Sonnenenergie gerade nicht vorhanden sind.
Um die technischen Voraussetzungen für die bidirektionale Ladetechnologie zu vereinheitlichen, wurde die ISO-Norm 15118 erweitert. Diese Norm definiert die Grundlagen der Ladekommunikation für das in Europa und den USA vorherrschende Ladesystem CCS-Combo (Combined-Charging-System), mit einer Erweiterung zum Schnellladen (Combo). Fahrzeuge mit einer CCS-Ladebuchse können mit dem Typ-2-Ladekabel mit Wechselstrom normal laden, also an AC-Wallboxen oder öffentlichen 11- oder 22-kW-Ladesäulen.
Fahrzeuge mit einer CCS-Combo-Ladebuchse können zusätzlich an Schnellladesäulen Gleichstrom laden. Das Ladekabel fürs Schnellladen ist immer fest an der Ladesäule verbaut. Mit der Erweiterung der ISO-Norm bzw. der neuen Generation ISO 15118-20 können z.B. Ladestationen verifizieren, dass es sich bei der angeschlossenen Gegenstelle auch wirklich um ein Fahrzeug handelt.
Damit sind also die technischen Anforderungen für bidirektionales Laden definiert – allerdings muss die Industrie diese erst umsetzen.
Grundsätzlich ist bidirektionales Laden erlaubt, doch der Teufel steckt im Detail. Es werden in den kommenden Jahren noch einige Hürden überwunden werden müssen, bis bidirektionales Laden so einfach ist, wie es das Laden eines Elektroautos bereits geworden ist. Dabei geht es beispielsweise um die Versteuerung, Abgaben, etc.
VW hat die Elektroauto-Modelle mit dem 77-kWh-Akku per Software-Update mit der Fähigkeit zum bidirektionalen Laden ausgestattet. Dazu zählen VW ID.3, ID.4, ID.5 und ID.Buzz. Auch Skoda Enyaq und der Cupra Born sind bidi-fähig.
Voraussetzung dafür sind Wallbox und Hauskraftwerk S10 E Compact des ehemaligen Start-ups E3/DC.
Auch der Ford F-150 Lightning, Fisker Ocean, Polestar 3 sowie der Volvo EX90 können Strom in den Haushalt oder ins öffentliche Stromnetz abgeben.
Im Hyundai-/Kia-Konzern können einige Modelle Strom per Adapter abgeben, um Geräte zu laden (V2L). Bei Hyundai sind das Ioniq 5 und 6, bei Kia EV6, EV9, Kona EV und Niro EV, bei Genesis die Modelle GV60, GV70 und G80.
Auch die Modelle Atto 3, Dolphin, SEAL, Han und Tang des chinesischen BYD-Konzerns können über einen Stecker Strom an Endgeräte abgeben. Bei MG können das die Modelle MG4, MG5, Marvel R Electric und MG ZS EV.
Durch den CHAdeMO-Ladestandard sind auch die Nissan-Modelle Leaf und e-NV200 sowie Mitsubishi i-MiEV und Outlander bidi-vorbereitet.