Könnte die Zukunft der Energieversorgung in Millionen von Garagen stehen? Diese Frage kann man sich stellen, da sich Elektroautos immer mehr von reinen Transportmitteln zu wichtigen Bausteinen eines stabilen Stromnetzes entwickeln.
Denn sie können mit ihrer Batteriekapazität überschüssigen Strom speichern und dann bei Bedarf wieder abgeben. Das ist so ähnlich wie bei Brandwachen durch Anbieter wie die Brandwache 24/7 GmbH, die rund um die Uhr bereitstehen müssen, um im Notfall schnell reagieren zu können.
Die Antwort auf die Eingangsfrage und die damit verbundenen großen Herausforderungen der Energiewende (schwankende Verfügbarkeit von Wind- und Sonnenstrom) könnte die Vehicle-to-Grid-Technologie sein.
E-Autos könnten diese Schwankungen ausgleichen. Wie? Sie könnten wie riesige mobile Powerbanks funktionieren. Wie das im Einzelnen umsetzbar ist, schauen wir uns in den nächsten Abschnitten an.
Bidirektionale Ladetechnologie
Über das bidirektionale Laden können Elektroautos zu flexiblen Energiespeichern werden. Dabei ermöglicht die Technologie, den Strom nicht nur in die Fahrzeugbatterie zu laden, sondern auch wieder ins Stromnetz zurückzuspeisen. Wie geht das? Es kommen spezielle Ladestationen mit einem Wechselrichter zum Einsatz, der den Gleichstrom der Autobatterie in netztauglichen Wechselstrom umwandelt.
Die nötige Hardware bringen moderne E-Auto-Modelle bereits ab Werk mit. Ein intelligentes Steuerungssystem regelt dabei, wann das Auto Strom aufnimmt und wann es Energie abgibt. Der beste Anwendungsfall hierfür ist nachts gegeben.
Der Grund: Während dieser Zeit stehen viele E-Autos in der Garage und die Windenergie-Produktion ist hoch. Der überschüssige Strom kann dabei in den Fahrzeugbatterien gespeichert und später, während der Spitzenlastzeiten, wieder ans Netz abgegeben werden.
Netzstabilisierung durch Lastausgleich
Ein gesundes Stromnetz braucht ständig ein Gleichgewicht zwischen Stromerzeugung und Stromverbrauch. Doch leider schwankt die Produktion bei erneuerbaren Energien stark. An einem Tag scheint die Sonne kräftig und einem anderen fällt der Wind aus. Das ist der perfekte Moment für den Einsatz von Elektroautos. Denn eine Million E-Autos können zusammen etwa so viel Strom speichern wie ein mittleres Pumpspeicherkraftwerk.
Was geschieht bei Stromüberschuss? In diesem Fall nehmen die Fahrzeuge Energie auf. Und bei Strommangel geben sie wieder etwas ab. Die Funktionsweise ist ähnlich wie bei einem großen Ausgleichsspeicher.
Wenn nachts beispielsweise viele Windräder Strom erzeugen, aber wenige Menschen wach sind, können die parkenden E-Autos den überschüssigen Strom aufnehmen. Wenn dann der Strombedarf tagsüber wieder höher ist, können sie einen Teil davon wieder ans Netz zurückgeben.
Wirtschaftliche Anreizmodelle
Wenn E-Auto-Besitzer ihre Fahrzeuge als flexible Stromspeicher zur Verfügung stellen, bieten Energieversorger dafür Anreize. Zu den Anreizen gehören meist reduzierte Stromtarife, aber auch direkte Prämienzahlungen. Hierzu gibt es aktuell einige Pilotprojekte. Teilnehmer verdienen hierbei jährlich zwischen 500 und 1.500 Euro.
Wovon hängt der Betrag ab? Es kommt darauf an, wie oft und wie lange das Auto ans Netz angeschlossen ist. Durch smarte Stromzähler und Apps kann dabei die Abrechnung automatisch erfolgen. Der Vorteil für die Netzbetreiber: Sie sparen durch dieses System teure Ausgleichsenergie.
Einen Teil dieser Ersparnis können sie infolgedessen an die E-Auto-Besitzer weitergeben. Sicher muss man sich das alles vorher genau durchrechnen, doch grundsätzlich macht dies Elektroautos nicht nur umweltfreundlicher, sondern auch wirtschaftlich attraktiver für ihre Besitzer.
Intelligentes Lastmanagement
Ein smarter Computer-Algorithmus berechnet beim intelligenten Lastmanagement ständig den optimalen Zeitpunkt fürs Laden und Entladen. Was muss die Software hierbei berücksichtigen? Es sind wichtige Faktoren wie der aktuelle Strompreis, die Netzauslastung und wann das Auto wieder genutzt werden soll.
Die Technik kann dabei auch aus den Gewohnheiten der Nutzer lernen. Wird das Auto täglich morgens um acht Uhr für den Weg zur Arbeit benötigt, sorgt das System dafür, dass der Akku zum richtigen Zeitpunkt ausreichend geladen ist. Zwischenzeitlich kann die Batterie flexibel fürs Stromnetz verwendet werden.
Das System passt sich dabei schnell an veränderte Bedingungen an und stimmt sich dabei automatisch mit dem Netzbetreiber ab. Das Ziel hierbei? Die verfügbare Energie soll optimal genutzt werden können, ohne dass dem Fahrer daraus Nachteile entstehen oder er sich darum kümmern muss.
Infrastrukturelle Herausforderungen
Bis hierher hört sich das alles doch recht vielversprechend an, nicht wahr? Ganz ohne Herausforderungen geht es dabei aber leider dann doch nicht. Denn das gesamte Stromnetz muss für den bidirektionalen Stromfluss aufgerüstet werden. Laut aktueller Pilotprojekte wie dem „INEES-Projekt“ funktioniert die Technik zwar, doch für den großflächigen Einsatz braucht es noch wichtige Anpassungen.
Ein weiterer bedeutender Knackpunkt ist zudem die Entwicklung einheitlicher Kommunikationsstandards zwischen allen Beteiligten. Denn die verschiedenen Systeme von Autos, Ladestationen und Netzbetreibern müssen eine gemeinsame Sprache sprechen und reibungslos miteinander kommunizieren können.
Des Weiteren fehlt es auch noch an ausreichend modernen Stromzählern in Häusern und an Ladesäulen. Der Grund: der Stromfluss muss in beide Richtungen gemessen werden können. Die Kosten dafür sind entsprechend hoch, und Experten rechnen mit mehreren tausend Euro pro Ladepunkt. Nichtsdestotrotz halten Fachleute diese Investition als notwendigen Schritt für ein zukunftsfähiges Energiesystem.
