Fahrzeug-zu-Netz: der Speicher, den niemand bauen muss
Ein durchschnittliches Auto ist rund fünf Prozent der Zeit in Bewegung. Den Rest des Tages ist es eine große Lithiumbatterie in einer Einfahrt oder einem Parkhaus, verbunden mit dem Stromnetz oder ein kurzes Kabel davon entfernt. Ob das eine ernsthafte Netzressource darstellt oder ein dauerhaftes Beinahe, hängt davon ab, welchen Teil der Idee man meint.
Die Rechnung ist ungewöhnlich günstig
Ein Elektroauto der Mittelklasse trägt zwischen 60 und 100 Kilowattstunden. Ein üblicher Hausspeicher fasst 10 bis 15. Ein durchschnittlicher Haushalt verbraucht vielleicht 10 Kilowattstunden am Tag, eine Fahrzeugbatterie sind also mehrere Tage Haushaltsbedarf, die vor dem Haus stehen.
Multipliziert man das mit einer Flotte: ein Land mit zehn Millionen Elektroautos hat in der Größenordnung von 700 Gigawattstunden Batteriekapazität, die zu jedem Zeitpunkt ungenutzt dasteht - weit mehr Speicher, als irgendein nationales Programm für Großbatterien je bauen dürfte. Die Kapazität wird ohnehin installiert, aus Gründen, die mit dem Netz nichts zu tun haben, und das Netz kann sie nutzen, ohne sie zu bezahlen.
Das Nutzungsmuster passt zufällig ebenfalls. Die meisten Autos stehen nachts, wenn die Windeinspeisung oft hoch und die Nachfrage niedrig ist, und tagsüber am Arbeitsplatz, wenn die Photovoltaik ihr Maximum hat. Ein Fahrzeug, das um neunzehn Uhr angesteckt und am nächsten Morgen um sieben gebraucht wird, bietet zwölf Stunden Flexibilität für vier Stunden Ladung.
Dagegen steht, dass jedes einzelne Auto klein und unvorhersehbar ist. Kein Betreiber kann sich darauf verlassen, dass ein bestimmtes Fahrzeug da ist. Was es funktionieren lässt, ist Bündelung: über zehntausend Autos wird die Verfügbarkeit statistisch und prognostizierbar, nach demselben Grundsatz, der Lastverschiebung abrufbar macht.
Gesteuertes Laden kommt zuerst
Es gibt hier zwei verschiedene Vorschläge, und ihre Vermengung hat viel Verwirrung gestiftet. Der erste ist, zu steuern, wann ein Auto lädt. Der zweite ist, es ins Netz zurück zu entladen. Der erste ist einfacher, günstiger und liefert den größten Teil des Werts.
Das Laden schlicht hinter die Abendspitze zu verschieben, nimmt der angespanntesten Stunde des Systems eine große Last, ohne den Fahrer etwas zu kosten, denn das Auto ist so oder so zur selben Zeit fertig. Mit wachsenden Flotten zählt das enorm: ungesteuertes Laden legte seine Spitze genau auf die bestehende Abendspitze und erforderte einen Netzausbau, den gesteuertes Laden vollständig vermeidet.
Gesteuertes Laden braucht nur eine steuerbare Wallbox und ein Signal. Keine bidirektionale Technik, keine Herstellerfreigabe, keine Einspeisemessung. Mehrere Versorger bieten es seit Jahren mit hoher Beteiligung an, weil der Fahrer nichts davon merkt außer einem günstigeren Tarif.
Es skaliert zudem von selbst. Jedes neue Elektroauto bringt sowohl eine Last mit als auch die Flexibilität, diese Last zu verschieben, sodass die Flexibilität im Gleichschritt mit dem Problem wächst, das sie löst. Die meisten Netzbetreiber behandeln gesteuertes Laden als Priorität und bidirektionales Entladen als spätere, wahlweise Schicht.
Was das Entladen verlangt
Zurückspeisen verlangt mehr. Die Wallbox muss bidirektional sein, was spürbar mehr kostet als ein einseitiges Gerät. Das Fahrzeug muss es zulassen, was vom Hersteller und vom Ladestandard abhängt - das japanische CHAdeMO-Protokoll unterstützte bidirektionalen Betrieb früh, weshalb die ersten Vorführungen Nissan-Fahrzeuge nutzten, während der europäische Standard es später ergänzte.
Auch der Netzbetreiber muss zufrieden sein. Ein Auto, das ins Netz speist, ist ein Erzeuger und unterliegt denselben Anforderungen an Inselnetzerkennung und Spannungsqualität wie jeder andere, und jemand muss die Anlage abnehmen. Mehrere Länder haben diese Regeln erst in den letzten Jahren aufgestellt.
Die kaufmännischen Vereinbarungen sind schwerer als die Technik. Wem gehört die Energie in der Batterie - dem Fahrer, dem Flottenbetreiber, dem Aggregator? Was geschieht, wenn das Auto unerwartet gebraucht wird und die Batterie entladen ist? Wie wird eingespeiste Energie gemessen und abgerechnet, wenn das Auto in derselben Woche zu Hause, am Arbeitsplatz und an einem öffentlichen Ladepunkt steckt? Nichts davon ist technisch schwierig, und alles verlangt Einigung zwischen Parteien, die bisher keinen Anlass hatten, miteinander Verträge zu schließen.
Der Einwand zur Batteriealterung hat erheblich an Gewicht verloren. Die frühe Sorge nahm an, Netznutzung bedeute tiefe, häufige Zyklen. Tatsächlich bedeutet sie flache Zyklen bei mäßiger Temperatur und gesteuertem Strom - schonender als das Schnellladen, das Fahrer freiwillig betreiben. Mehrere lange laufende Versuche berichten von Alterung, die nicht schlechter ist als bei vergleichbaren Fahrzeugen, teils sogar etwas besser, weil die Software den Ladezustand von den Extremen fernhält, an denen Lithiumzellen am schnellsten altern.
Wo es tatsächlich funktioniert
Gewerbliche Flotten sind privaten Autos voraus, aus einem einfachen Grund: sie sind vorhersehbar. Eine Schulbusflotte steht von neun Uhr morgens bis drei Uhr nachmittags und den ganzen Sommer still, an einem bekannten Ort, mit einem einzigen Eigentümer, der einen Vertrag unterschreiben kann. Mehrere nordamerikanische Schulbezirke betreiben inzwischen bidirektionale Busflotten, und Elektrobusse sind derzeit der klarste Anwendungsfall der Technik.
Liefer- und kommunale Flotten folgen derselben Logik. Fahrzeuge kehren planmäßig in ein Depot zurück, der Betreiber besitzt jedes Fahrzeug und die Ladepunkte, und die Summe ist groß genug, um ohne Zwischenhändler in Märkte zu bieten.
Der private Bereich hinkt hinterher, und das Muster, das entsteht, ist eher haushalts- als netzbezogen. Ein Auto, das während einer Abendspitze oder eines Ausfalls in das eigene Haus entlädt, vermeidet teuren Strombezug und liefert Notstrom - Vorteile, die leicht zu bewerten sind und gar keine Marktteilnahme verlangen. Netzdienstleistungen folgen, sobald Aggregatoren und Abrechnungsregeln ausgereift sind.
Die ehrliche Zusammenfassung lautet, dass dies eine der attraktiveren verfügbaren Flexibilitätsressourcen ist und eine der am langsamsten eintreffenden, und die Verzögerung war vertraglich und nicht technisch. Gesteuertes Laden liefert bereits in großem Maßstab Wert. Bidirektionales Entladen funktioniert, ist erprobt und wartet auf das unspektakuläre Geschäft von Normen, Zertifizierung und Verträgen - eine Gestalt, die in diesem Bereich der Bibliothek immer wieder auftaucht.
Häufige Fragen
Was ist Fahrzeug-zu-Netz?
Die Nutzung der Batterie eines geparkten Elektrofahrzeugs als Netzressource, entweder durch Steuerung des Ladezeitpunkts oder durch Rückspeisen ins Netz. Die Batterie besteht bereits und ist vom Fahrzeughalter bezahlt, sodass der Speicher weder neue Fertigung noch einen neuen Standort verlangt.
Wie viel Speicher stellt ein Auto dar?
Zwischen 60 und 100 Kilowattstunden bei einem Mittelklassemodell, ein Mehrfaches eines üblichen Hausspeichers und genug für mehrere Tage durchschnittlichen Haushaltsverbrauchs. Eine Flotte von zehn Millionen solcher Autos entspricht hunderten Gigawattstunden, die zu jedem Zeitpunkt ungenutzt dastehen.
Schadet die Netznutzung der Batterie?
Weit weniger, als frühe Befürchtungen nahelegten. Netzdienst bedeutet flache Zyklen bei mäßiger Temperatur und gesteuertem Strom, schonender als das Schnellladen, das Fahrer freiwillig betreiben. Lange laufende Versuche berichten von Alterung, die nicht schlechter ist als bei vergleichbaren Fahrzeugen, auch weil die Software den Ladezustand von den Extremen fernhält.
Warum ist gesteuertes Laden wichtiger als Rückspeisen?
Weil es den größten Teil des Systemnutzens bei einem Bruchteil der Komplexität liefert. Das Laden hinter die Abendspitze zu verschieben nimmt der angespanntesten Stunde eine große Last, ohne den Fahrer etwas zu kosten, und braucht nur eine steuerbare Wallbox - keine bidirektionale Technik, keine Herstellerfreigabe, keine Einspeisemessung.
Was bremst die bidirektionale Verbreitung?
Überwiegend Verträge und Regeln statt Technik: wem die Energie in der Batterie gehört, wer haftet, wenn das Auto unerwartet gebraucht wird, und wie eingespeiste Energie gemessen wird, wenn ein Fahrzeug zu Hause, am Arbeitsplatz und öffentlich lädt. Gewerbliche Flotten waren zuerst dran, weil ein einziger Eigentümer alle drei Fragen auf einmal klären kann.
