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„Bidirektionales Laden“ ist ein junger und aktuell häufig zu hörender Fachbegriff aus der Welt der Elektromobilität. Gemeint ist damit das „Laden in zwei Richtungen“. Neben dem gewohnten Fluss des Stroms aus dem Netz in ein Elektroauto, kann dabei (und das ist das Besondere) auch Energie aus dem Akku des Fahrzeugs zurückfließen – ins Stromnetz ebenso wie in die Versorgung eines Betriebs. Wie relevant das bidirektionale Laden für Unternehmen mit eigener E-Auto-Flotte wird, ist noch unklar. Dennoch lohnt sich ein Blick auf die spannende Technik.
Damit die Energiewende gelingt, muss zusätzlich zu ausreichend Solar- und Windkraft viel Speicherkapazität für erneuerbare Energie vorhanden sein. Neben zentralen Großspeichern können dafür dezentrale, kleinere Akkus genutzt werden – zum Beispiel jene von parkenden E-Autos, die an eine Ladestation angeschlossen sind. Sie können dank bidirektionaler Ladetechnologie gespeicherten Strom auf zwei Wegen zurückgeben: Zum einen nach dem Prinzip „Vehicle-to-Grid“ (V2G) an das allgemeine Netz, wenn dort in Spitzenzeiten Strom benötigt wird. Zum anderen nach dem „Vehicle-to-Home“-Prinzip (V2H) direkt an ein Gebäude; von einem Privathaus über einen Bürokomplex bis zu einer Produktionshalle ist hier alles denkbar und möglich.
Blickt man auf den Anwendungsfall „Vehicle-to-Grid“, kann sich die Technik für Unternehmen mit einer E-Auto-Flotte finanziell lohnen: Parkende Firmenwagen würden hier genutzt, um zum Beispiel tagsüber erzeugte Sonnenenergie aufzunehmen – und diesen Solarstrom abends wieder ans Netz abzugeben, wenn er dort dringend benötigt wird. Diese Nutzung eines E-Autos als Zwischenspeicher können sich die Besitzer vom Staat oder den Energieversorgern bezahlen lassen. Theoretisch ist das auch für Privatpersonen mit einem einzelnen Elektroauto möglich, lohnt sich aber noch mehr für Unternehmen mit einer ganzen E-Auto-Flotte. In einem solchen Szenario ließen sich die Unterhaltskosten des Fuhrparks je nach Höhe der Vergütung deutlich verringern. Betont sei an dieser Stelle indes: Entsprechende Möglichkeiten bestehen heute noch nicht – sie sind aber durchaus denkbar.
Schon heute relevant kann die Technik für Unternehmen sein, die auf dem Dach ihrer Betriebsstätte eine große PV-Anlage installiert haben und den Solarstrom speichern. Und zwar wenn die eigenen Speicher in sonnenreichen Zeiten voll sind: Dann könnte die bidirektionale Ladetechnologie es ermöglichen, überschüssigen Solarstrom zunächst im E-Auto-Akku zwischenzuspeichern – und von dort später wieder abzurufen, um beispielsweise die Computer im Bürokomplex zu betreiben. Dazu ein Rechenbeispiel: Mit 1.000 Kilowattstunden Solarstrom lässt sich der Akku eines durchschnittlichen E-Autos 20 Mal füllen. Gäbe es diesen Strom komplett ans Gebäude zurück, könnte ein normaler Desktop-PC damit 10.000 Stunden oder (bei einem Acht-Stunden-Tag) 1.250 Arbeitstage betrieben werden.
Die Voraussetzungen für bidirektionales Laden
Im Stromnetz befindet sich Wechselstrom (AC). Da der Akku eines Elektroautos Gleichstrom (DC) benötigt, wird er beim Ladevorgang umgewandelt – und zwar mithilfe eines entweder im E-Auto oder in der Ladestation eingebauten Wandlers. Dasselbe Prinzip gilt für dem umgekehrten Weg: Wenn die Energie aus der Batterie zurück ins Netz fließen soll, muss der Gleich- wieder zu Wechselstrom werden. Damit das funktioniert, müssen drei Komponenten die entsprechenden technischen Voraussetzungen bieten: das Elektroauto, die Ladesäule und der Stecker.
Aktuell ist das bidirektionale Laden noch nirgendwo in Deutschland im Serieneinsatz. Hauptgrund dafür ist, dass die Entwicklung bei Elektroautos, Ladesäulen und Stecker noch nicht weit genug vorangeschritten ist:
Die Anzahl der Elektroautos, die für bidirektionales Laden ausgelegt sind, ist noch gering. Als erstes E-Auto, das Strom aufnehmen und abgeben konnte, gilt der Nissan LEAF. Hinzu kommen diese Modelle (Stand Juni 2022): Nissan e-NV200, Mitsubishi Outlander, Mitsubushi i-MiEV, Hyundai Ioniq 5, Kia EV6 sowie nachgerüstete und neue Modelle des ID.3 und ID.4 von Volkswagen.
Hersteller wie ABB und Designwerk bieten bereits bidirektionale Wallboxen an. Dabei handelt es sich ausschließlich um DC-Wallboxen, da nur sie für den bidirektionalen Ladevorgang geeignet sind. Sie sind zum Teil deutlich teurer als die üblicherweise genutzten AC-Wallboxen.
Bislang erfüllt lediglich ein Stecker die Anforderungen des bidirektionalen Ladens: der aus Asien stammende CHAdeMO-Stecker.
Das bidirektionale Laden kann einen Teil zur effizienten Nutzung erneuerbarer Energie beitragen. Bis es so weit ist, sind indes diverse Anstrengungen nötig: E-Autos, Wallboxen und Stecker mit der passenden Technologie müssen produziert werden, Unternehmen oder Privatpersonen sie anschaffen, Gesetzgeber und Energieversorger die regulatorischen Voraussetzungen für ihre Nutzung schaffen. Jedoch ist die grundsätzliche Überlegung so sinnvoll, dass die Ausbreitung der Technologie im Bereich des Möglichen liegt. Diese Entwicklung sollten Unternehmen beim Aufbau und der Ausstattung einer (neuen) E-Auto-Flotte im Auge behalten. Denn mit der bidirektionalen Ladetechnik könnten die eigenen Elektroautos (im Gegensatz zu Verbrennern) künftig auch sinnvoll zum Einsatz kommen, wenn sie einfach nur auf dem Firmengelände parken.