Die Integration der Elektroautos in Heimenergiesysteme und in das Stromnetz rückt näher. Volkswagen steht kurz vor der Markteinführung des bidirektionalen Ladens für ID-Automodelle. Das erklärte Silke Bagschik, Leiterin Vertrieb und Marketing Baureihe e-Mobility, bei einem Pressegespräch vergangene Woche in Berlin. „Laden und Energie werden zu einem Kerngeschäft von Volkswagen“, heißt es in der begleitenden Presserklärung.
Dabei setzt der Konzern auf eine Gleichstrom-Anbindung über eine heimische DC-Wallbox, womit das Energiemanagement im Haushalt mit Photovoltaik-Anlage und Batteriespeicher endgültig in den Fokus des Autokonzerns rücken dürfte. Beim bidirektionalen Laden wird die Batterie des Autos nicht nur aufgeladen, sondern kann auch in das Haus und das Stromnetz entladen.
Die Einführung des bidirektionalen Ladens ist Teil der erklärten Strategie, die Batterien der Elektroautos im Energiemarkt nutzbar zu machen und die Batterie sowohl zur Versorgung des Hausnetzes als auch zur Stabilisierung des Stromnetzes zu nutzen. „Speicher sind zwingend erforderlich, um den Anteil der erneuerbaren Energien auszubauen“, erklärt Elke Temme, Leiterin des Geschäftsfelds Laden und Energie bei Volkswagen Group Components und CEO von Elli, der Volkswagen-Tochter für Lade- und Energielösungen. Im Jahr 2019 seien rund 6500 Gigawattstunden erneuerbare Energien abgeregelt worden und dadurch ungenutzt geblieben. „Damit hätten 2,7 Millionen Elektroautos ein Jahr lang fahren können“, sagt sie.
Den ersten Schritt in der Strategie ist der Volkswagen-Konzern bereits im August gegangen. Fahrer, die den Grünstromtarif „Naturstrom Connect“ gebucht haben, können das Laden ihres Autos so einstellen, dass bevorzugt dann geladen wird, wenn im Stromnetz viel Wind- und Sonnenstrom zirkuliert. Das wird über die Auto-App gesteuert, ähnlich wie bei einigen der zeitabhängigen Stromtarife, die man bereits für zuhause buchen kann und die eigene Apps zur Wallbox-Steuerung dazu anbieten. Wenn unterwegs an Ladestationen geladen werde, wo nicht hundertprozentig sicher gestellt werden könne, dass Grünstrom fließt, kaufe Volkswagen die entsprechenden Zertifikate nach.
Zwar wird ein großer Teil der Anlagen nicht abgeregelt, weil der Strom nicht gar nicht gebraucht würde, sondern weil es Netzengpässe gibt und er nicht zu den Verbrauchern geleitet werden kann. Trotzdem sehen Experten in der Flexibilisierung des Verbrauchs eine Möglichkeit, die Abregelung zu verringern und dadurcht mehr erneuerbare Energien zu nutzen. Der nächste Schritt ist, dass die Autos auch in das Netz rückspeisen können. „Wir glauben, mit bidirektionalem Laden den Effekt noch einmal steigern zu können“, sagt Elke Temme.
Integration mit Photovoltaik-Anlage und Heim-Batteriespeicher
Das bidirektionale Laden wird zwangsläufig auch das Energiemanagement im Haus beeinflussen. „Wir kommen mit dem Auto mit einem Verbraucher dazu, der noch einmal genauso viele Kilowattstunden verbraucht wie der Rest des Haushaltes, aber mehr Flexibilität bietet“, erklärt Martin Roemheld, Leiter e-Mobility Services bei Volkswagen. Es sei ja nicht sinnvoll, einen der Verbraucher „hinter dem Stromzähler“ alleine zu steuern. Dementsprechend denkt der Konzern auch über Tarifangebote nach, die die Flexibilität der Batteriespeicher oder Haushalte vermarkten, ohne sich über Details zu äußern. Man werde alles anbieten, was wirtschaftlich relevant sei, heißt es. Wie das gehen kann, hat ja zum Beispiel Sonnen mit der Flatrate vorgemacht, die ermöglicht, über die Primärregelleistungsvermarktung der Heim-Batteriespeicher zusätzliche Einnahmen zu generieren.
Welche Wallbox soll es sein?
In der pv magazine Übersicht zu Wallboxen und Ladesäulen finden Sie über 50 technische Details zu über 120 Produkten und in der begleitenden Magazinausgabe einen Blick auf Gemeinsamkeiten und Unterschiede.
Dort finden Sie auch Details zu den AC-Wallboxen von Elli.
Manche Experten werden überrascht sein, dass Volkswagen sich für die Gleichstrom- statt für die Wechselstromvariante des bidirektionalen Ladens entschieden hat. Ausschlaggebend sei gewesen, dass die Wechselstrom-Anschlussbedingungen von Land zu Land variierten. Die Wechselrichterhersteller für die Heimenergiesysteme haben diese Aufgabe gelöst. Für Autos sei das aber schwieriger, da diese ja auch über die Grenze fahren könnten. Daher würde man die Autos über die Gleichstromseite anschließen, so Roemheld.
Ein weiterer Vorteil der Entscheidung ist, dass die AC-Ladelektronik in den Autos nicht umgestellt werden müsse, was alle Autos teurer machen würde. Die Kosten liegen nun auf der Anschlussseite im Haushalt. Aber gerade im Zusammenhang mit Photovoltai-Anlagen oder DC-gekoppelten Batteriespeichern gibt es hier Synergieeffekte. Batteriespeicherhersteller stellen sich auch bereits darauf ein.
Alle Elektroautos der ID-Reihe mit der 77-Kilowattstunden-Batterie würden künftig für das bidirektionale Laden befähigt, heißt es. Dabei seien 60 Prozent der Batteriekapazität nutzbar. Für bereits ausgelieferte Fahrzeuge werde die Funktion per Over-the-Air-Updates verfügbar sein. Die Steuerung im Auto werde dabei kontrollieren, dass die Funktion so genutzt werde, dass die garantierte Batterieleistung nicht gefährdet werde.
Die Experten haben auch die Herausforderung angesprochen, dass die bidirektionale Elektronik eine Grundlast im Bereich von 200 Watt erzeugt. Um den Energieverbrauch klein zu halten sei es daher sinnvoll, kürzere Hübe mit höheren Leistungen in das Hausnetz zu entladen. Nicht zuletzt deshalb hält Martin Roemheld die Kombination des Autos mit einem Heim-Batteriespeicher „eine gute Idee“.
Grafik: Volkswagen
Umfrage unter ID-Elektroautofahrern
Wie groß die Beziehung der Elektromobilität mit Heim-Photovoltaik-Anlagen und Batteriespeichern ist, zeigt auch die repräsentativen Studie „Early Buyer“, die die VW-Experten präsentierten. Von den rund 1000 befragten ID-Fahrerinnen und Fahrern nutzen 70 Prozent eine Wallbox zuhause und eine deutliche Mehrheit lädt dort überwiegend. 42 Prozent besitzen bereits eine Photovoltaik-Anlage, nur bei einem guten Viertel sei diese nicht möglich oder nicht gewollt. Kunden würden oft sagen, dass sie größtmögliche Autarkie anstrebten, sagt Vertriebs- und Marketingleiterin Silke Bagschik.
An den Ergebnissen zeigt sich jedoch auch, dass derzeit der größere Teil der Elektroautos auf dem Land verkauft wird. Dies will Volkswagen ändern. Daher gehöre es auch zu den Zielen, das Schnellladenetz in den Städten auszubauen.
Grafik: Volkswagen
Grafik: Volkswagen
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Es ist ja unglaublich, dass VW der erste Hersteller ist, welcher hier im großen Stil diese Technik anbieten will. Ich dachte immer das wird noch ein paar Jahre dauern. Das wird ein riesiger Beitrag zur Energiewende werden. Dadurch werden wir auch unterschiedliche Strompreise sehen. Bei Stromüberschuss wird grüne Energie nicht mehr abgeregelt sondern preiswert in die E-Autos gespeist und bei Energiebedarf wieder teuer ins Netz zurückgegeben. Dadurch könnte man sehr viele Quartierspeicher einsparen und die Betriebskosten für das E-Auto würden noch weiter sinken. Das wäre wie das Pumpspeicherkraftwerk für den kleinen Mann. Der Knackpunkt war ja bisher immer eine bezahlbare DC Wallbox. Am Auto selber muss da nicht so viel getan werden. 2030 werden mit Sicherheit über 10 Millionen E-PKW auf den Straßen sein. Wenn nur 20% davon mit dieser Technik Geld verdienen würden, dann würde das die Leistung mehrerer AKW bei schlechten Erzeugungszeiten ersetzen. Die neuesten Batterien halten das locker aus. Sie gehen eher durch die natürliche Alterung als durch zu viele Zyklen kaputt. Wenn die Batterien für den hohen Strombedarf E-Verkehr nicht mehr taugen, dann können Sie auch noch 10 Jahre als stationärer Speicher ihren Dienst tuen. Noch ein nicht zu unterschätzender Vorteil wäre, dass man DC Strom von der Solaranlage direkt ohne Umwandlungsverluste in die Autobatterie laden könnte.
Der Weg ist Richtig und Sinnvoll. Allerdings gibt es noch viele Herausforderungen (Garantiebedingungen auf Auto und Speicher oder Steuerung eigener PV Strom der in der Fahrzeugbatterie zwischengespeichert wird um den Nachts ins Netz zu schieben)
Als VW das Anfang 2021 ankündigte wollte ich warten aber es gab keine weiteren Infos, welche Autos, Was für Wallboxen und vor allem Wann?
Nun hat VW erst mal verspielt und Tesla ist das nächste Auto geworden.
Ja, Ernst Gruber, rechnen scheint nicht ganz Ihre Stärke zu sein, oder dann wollen Sie einfach etwas beschönigen.
Faktencheck Ihrer gemachten Aussage, wonach 20% von 10 Millionen Fahrzeugen (also 2 Millionen) die Energieerzeugung von mehreren AKW‘s ersetzen könnten.
Schauen wir dies mal an:
Durchschnittliche Fahrstrecke pro Fahrzeug und Jahr = 15‘000 km. 20 kWh Ladeenergie auf 100 km ergeben 3 MWh/Fahrzeug & Jahr. Hochgerechnet auf 2 Millionen Fahrzeuge ergibt dies 6 TWh/Jahr Gesamtverbrauch.
1 AKW Block von gut 1 GW Leistung, wie sie etwa bestehen, produziert eine Jahresenergie von ca. 8 TWh.
Fazit Ihrer Aussage: Unsinn, denn es ersetzt nicht mal 1 AKW!
Grüsse aus der Schweiz
Jürg Schneeberger
Dipl.-Ing. Flugzeugbau, Linienpilot & Fluglehrer i. R.
Ja Herr Schneeberger, lesen scheint nicht ganz ihre Stärke zu sein. Mir geht es in meinem Beitrag nur um die Speichermöglichkeit von E-Autos für das öffentliche Netz und für die Zeiten wo sehr wenig Energie im Netz zur Verfügung steht. Wenn sie mir jetzt den Energiebedarf von E-Autos dagegen rechnen wollen, dann sind wir da auch bei den Milchmädchen. Wir werden sehr viel mehr Öko- Strom brauchen und auch erzeugen. Bei Sonnenschein oder und viel Wind werden wir keine Stromknappheit haben, denn dieses Problem kann man mit entsprechendem Zubau ziemlich gut lösen. Aber für die Stromspitzen am Abend oder am frühen Morgen sind die E- Autos mit bidirektionalem Speicher eine prima zusätzliche Lösung. Ich bin der Meinung das in 10 Jahren extrem viele Eigenheimbesitzer eine Photovoltaik-Anlage auf dem Dach haben werden und das E-Auto von dieser hauptsächlich mit Energie versorgt wird. Dadurch wird auch überschüssiger Strom vom Dach für andre E-Autos dezentral zur Verfügung stehen und so einen großen Bedarf dieser abdecken. Vielleicht gibt es dann schon wieder neue Techniken, welche die fossilen Energien schneller komplett überflüssig machen. Es ist sicherlich kein leichter Weg, aber diesen müssen wir gehen.
@ Ernst Gruber:
Wenn Sie einwenden, dass es Ihnen in Ihrem Beitrag um Leistung geht so halt denn, ist aber nicht das Wesentliche.
Überschüssig produzierter Strom könnten Sie jetzt schon ausschliesslich in Autobatterien schicken was sogenannt grüne Ladeleitungen nötig machen würde. Hier ändert sich mit dem bidirektionalen Laden nichts. Ob Sie jedoch einverstanden wären, Ihr sehr teures E-Fahrzeug den Netzbetreibern zur Stabilisierung ihrer Netze unter grossem Leistungsabzug zur Verfügung zu stellen wage ich mehr als zu bezweifeln, denn ob dann die stark ansteigenden und hochbelastenden Ladezyklen Ihrem teuren E-Fahrzeug nicht doch ein frühzeitiges Ende setzen würden ist stark zu befürchten. Schon nach 10 Jahren oder gar früher eine 100 kWh Batterie auszutauschen, wäre dann ein sehr, sehr teures Unterfangen. Bidirektionales Laden wird in erster Linie für PV-Anlagebesitzer in einem Hausnetzwerk eine wichtige Rolle spielen, da damit eine Batterie zum Speichern des eigen produzierten PV-Stromes mit vernünftiger Kapazität zur Verfügung stehen wird und dies gleichzeitig mit der Anschaffung eines Fahrzeuges. Nicht zuletzt liessen sich damit auch die umweltbelastenden, übermässig grossen E-Fahrzeuge etwas besser rechtfertigen.
Ja, durch die Netzeinspeisung der über die PV-Anlage ins Fahrzeug gespeicherten Energie könnte man zu gewissen Zeiten Netzentlastung betreiben (im Winter schon mal ausgeschlossen) was aber aus oben erwähnten Gründen sicher nicht Sinn und Zweck dieses Systems ist, denn das könnten Sie sehr teuer zu stehen kommen und könnte man technisch mit einer Hausbatterie jetzt schon betreiben. Das Wesentliche ist die gesteigerte eigene Versorgung/Autarkie im Haus. Durch die steigende Autarkie würde man die ohnehin stark zunehmende Netzbelastung – nicht zuletzt durch die von Ihnen genannten restlichen 8 Mio neu angeschafften E-Fahrzeuge – nicht selber auch noch oder nur unwesentlich ansteigen lassen.
Es grüsst Sie, Jürg
Dem Ansatz von Herrn Schneeberger kann ich nicht ganz folgen, da es ja nicht um die zum Fahren benötigte Energie geht sondern um den netzdienlichen Einsatz der Batterie. Mit überschaubaren 10kWh/Tag Ein-/Ausspeicherung an 300 Tagen/Jahr kommt man -bei ansonst gleichen Annahmen- aber auch zum Ergebnis, dass die Regelleistung der Leistung eines AKW entsprechen könnte.
Die von VW angekündigte Lösung scheint jedoch nur eine kleine Bevölkerungsgruppe anzusprechen ( Auto mit Premium-Ausstattung, DC-Wallbox) sowie Firmenflotten außer Acht zu lassen. Ohne bezahlbare E-Autos und kostengünstige bi-direktionale Verbindung wird man die angenommene Nutzeranzahl sicher nicht erreichen.
Hallo Arno Simon. Danke für Ihre Richtigstellung. Neue Techniken sind bei Markteinführung immer teuer. Es gibt ja schon ein paar Fahrzeuge welche einphasig 3,6 kWh zur Verfügung stellen können. Der Hyundai Ioniq 5 ist da ein gutes Beispiel. Fast alle Autohersteller bieten im Moment nur hochpreisige Modelle an, denn da ist die Wirtschaftlichkeit am schnellsten gegeben, denn erst bei entsprechenden Stückzahlen wird die entsprechende Gewinnmarge erreicht. Nach und nach werden auch die unteren Preisklassen mit E-Modellen bestückt werden. In China gibt es schon mehrere Modelle in der 10000 $ Kategorie. Auch Tesla will bis Ende 2023 ein 25000 $ Auto in Großserie auf den Markt bringen. Da ist dann für den kleinen Mann auch was dabei. Das größte Problem sehe ich in der Dauerbelastung der Leistungselektronik des Fahrzeuges. Aber auch das werden Ingenieure lösen.
Ja, Herr Simon, wie wollen Sie denn über die 6 Wintermonate die tägliche Regelleistung über die PV-Anlage und der Fahrzeugbatterie in der Grössenordnung von mehreren AKW-Blöcken, wie Herr Gruber dies schreibt dem Netz zur Verfügung stellen, wenn die Einspeisung in die Fahrzeugbatterie seitens der PV-Anlage über diese lange Zeitspanne kaum reicht um ein iPad zu laden, verschweige denn andere Verbraucher im Haus.
Solche leistungsbezogene Aussagen entbehren jeglicher Realität und sind ergo völlig sinnlos.
Lesen Sie zudem die letzte Antwort an Herrn Gruber und Musicman, dort beschreibe ich auch den tatsächlichen Sinn und Zweck dieser Ladetechnik.
Es grüsst Sie, Jürg
Sehr geehrter Herr Schneeberger,
auch Sie als Dipl. Ing. sollten hier korrekt lesen und nicht vorschnell urteilen. Herr Gruber sprach nicht von Energie sondern von Leistung!
2 Mio E Fahrzeuge mit einer DC Anschlussleistung von nur 11 kW könnten somit 22 GW Leistung bereit stellen. Das wäre die Leistung von sehr vielen AKW.
@ Musicman:
Wenn Sie schon von Leistungsabgabe sprechen, sollten sie Ihre Aussage zuerst mal einem Realitätscheck unterstellen.
Erklären Sie mir mal wie denn die 2 Mio E-Fahrzeugbesitzer über die 6 Wintermonate aus derer eigenen PV-Anlagen die nötige Strommenge, also Energie, in die Batterien schicken, so dass alle zusammen dann auch tatsächlich mehr oder weniger täglich Ihre Regelleistung von je 11 kW ins Netz liefern können.
Meine 12 kWp PV-Anlage bringt nun seit September z.T. nicht mal den Strom um ein iPad zu laden.
Bedenken Sie zudem, dass neben den 2 Mio E-Fahrzeugen noch 8 Mio neue E-Fahrzeuge kommen die Sie dann nach Ihren Überlegungen auch allesamt gleichzeitig laden müssten, also nach Ihrer „Milchbüechli- Rechnungen“ 8 Mio x 11 kW.
Überlegen Sie sich doch mal den Unsinn solcher Aussagen betreffend Leistung und lesen Sie die Antwort die ich Herrn Gruber habe zukommen lassen.
Gruss, Jürg
Hallo Herr Gruber und Herr Schneeberger, das Fazit ist doch aber nicht, wie viele AKWs eingespart würden. Der Ansatz von Herrn Schneeberger – die EVs verbrauchen in erster Linie auch elektrischen Strom zum Fahren – ist unbestreitbar.
Aber rechnet man die im Beitrag genannten 6,5TWh verlorene Potentiale der Erneuerbaren dagegen, zeigt sich doch, dass die Elektromobilität die Chance hat sich in erheblichem Maße selbst zu tragen. Das gibt Grund zur Freude!
Bin gespannt wie VW die Hürden lösen wird, die Autos DC seitig in die Anlagen der PV Eigentümer einzubinden. Stichwort HW Aufwand, Kommunikation mit endlosen Herstellern usw…
Hallo Herr Keßler. Ich habe explizit über AKWs geschrieben, da sich die Stimmen mehren, dass wir ohne AKWs die Energiewende nie und nimmer schaffen werden. Die Betreiber wollen aber gar nicht weiter machen, da sie bereits fürstlich entlohnt wurden und vor allem das Altlasten- und der Abfallprobem damit nicht mehr auf den Schultern haben. Wenn VW bei dieser Technik einmal ganz vorne wäre, würde das der deutschen Automobilindustrie gut zu Gesicht stehen. Die Möglichkeiten der Anwendungen wären revolutionär, wenn man an Caravan und Camping oder Baustellen, welche noch keinen Stromanschluss haben denkt. Herr Lindner hat uns doch versprochen die Bürokratie auf ein vernünftiges Maß zu reduzieren. Da hat er mit den Nezbetreibern und den Stromversorgen ein paar harte Bretter zu bohren, denn ohne komplette Digitalisierung und ohne flexible Strompreise wird es nicht gehen.
Allen hier ein gutes neues Jahr. Für die erneuerbaren Energien wünsche ich mir beim Tempo endlich einen Sprint und kein Spazierengehen mehr! Zu den negativen Kommentaren von Herrn Schneeberger möchte ich noch mal sehr widersprechen. Zum bidirektionalen laden empfehle ich Ihnen das Youtube-Video von nextmove bei einem Gespräch bei VW. Wer nicht in die Zukunft schaut und nur in der Vergangenheit oder der Gegenwart denkt, der entwickelt sich nach hinten. Ich weiß nicht ob sie in der Dunkelschweiz wohnen, aber wenn Sie das komplette Winterhalbjahr nur Ihr iPad laden können, dann stimmt etwas nicht, außer Ihre Anlage ist 5 Monate im Jahr mit Schnee bedeckt. Das wir im Winterhalbjahr eine große Stromlücke haben sei unbestritten. Aber bei ihrer düsteren Analyse haben sie komplett den Wind vergessen, den der weht auch im Winter. Mittlerweile investieren die Big Player im Strommarkt dreistellige Milliardenbeträge im Jahr, den nichts ist wirtschaftlicher als Ökostrom. Alleine EnBW baut seit 2 Jahren drei Solarparks mit 0,5 GB Leistung am nördlichen Stadtrand von Berlin auf. Aber über 6 GWh werden im Jahr noch abgeregelt. Damit könnte man 2,5 Mio E-Fahrzeuge das ganze Jahr betreiben. Deshalb macht das bidirektional Laden auch so viel Sinn. Bei viele Sonne und Wind, meist um die Mittagszeit, wird der überschüssige Strom für angenommen 3 Cent in das Auto geladen und um 19 Uhr für 20 Cent wieder entladen. Die Technik wird das in kürzester Zeit beherrschen. Der Speicher im Auto ist wesentlich günstiger als der im Haus. Die Zyklenfestigkeit wird immer weiter verbessert, vor allem können die Akkus schonend be-und entladen werden. Das größte Problem es sind nicht die Komponenten und die Technik, sondern flexible Strompreise und eine digitale Überwachung des gesamten Netzes.