Energiewende: Wie Elektroautos die Energiespeicher der Zukunft werden könnten

Gläserne Elektroautos mit leuchtenden Akkus

Erneuerbare Energien sind gut für das Klima, sorgen aber auch für große Schwankungen im Stromnetz. Unser Autor Nico geht der Frage nach, wie und ab wann batteriebetriebene Fahrzeuge als Speicher einspringen könnten.

Die Wende vom Öl zum Energiemix zieht immer mehr bei uns zu Hause ein. Sie begann mit der Modernisierung der alten Heizung zur modernen Öl-Brennwertheizung. Nun steht seit ein paar Wochen bei uns in der Garage ein Plug-in-Hybrid, der sowohl einen Verbrenner als auch einen Elektroantrieb an Bord hat. Die Anschaffung lohnt sich für uns, weil Plug-in-Hybride derzeit vom Staat gut gefördert werden und wir mit dem Auto kurze Strecken jetzt rein elektrisch zurücklegen können.

Falls ihr an dieser Stelle fragt: Warum kein reines Elektroauto? Da wir auf dem Land wohnen und ich häufiger weitere Strecken mit dem Pkw zurücklege, haben wir uns für den dafür am besten geeigneten Kompromiss entschieden.

Als nächstes steht bei uns in diesem Jahr sehr wahrscheinlich die Erweiterung der Heizung zur Hybridheizung an. Dabei haben wir uns immer noch nicht abschließend zwischen den beiden Möglichkeiten Solarthermie und Photovoltaik  entschieden. Ausschlaggebend könnte dabei die Frage sein, ob sich ein Plug-in-Hybrid zukünftig in dieses System als Energiespeicher einbinden ließe. Inwiefern das sinnvoll wäre, versuche ich euch in diesem Artikel zu erklären.

Die Herausforderung der Energiewende

Strom aus regenerativen Energien wird im Laufe der Zeit immer mehr: Im Jahr 2020 lag der Bruttoanteil der Erneuerbaren im Strommix laut Bundesverband der Energie- und Wasserwirtschaft bei 44,6 Prozent. Damit ihr die Entwicklung besser einordnen könnt: 2016 waren es erst 29,3 Prozent! Das ist zunächst eine gute Nachricht.

Andererseits bringt der Boom erneuerbarer Energien ein natürliches Problem mit sich. Ihr Output unterliegt den Schwankungen der Natur: Sonnenenergie gibt es nur tagsüber, Windenergie braucht eine entsprechende Witterung. Diese Schwankungen müssen mit fossilen Energieträgern ausgeglichen werden. Was technisch übrigens gar nicht so einfach ist, weil Atom- und Kohlekraftwerke nicht so flexibel ihre Leistung ändern können. Deshalb bleibt viel Arbeit an der Steuerung des Stromnetzes hängen.

Elektroauto als möglicher Energiespeicher im Strommix

Und genau an dieser Stelle würden Elektroautos als Energiespeicher ins Spiel kommen. Die Idee besteht darin, dass die Batterien von Hybrid- oder Elektroautos etwas wie einen riesigen Batterie-Schwarm bilden könnte, der immer dann anspringt, wenn im Stromnetz durch die regenerativen Energieträger Überschuss herrscht. Geht der Output der erneuerbaren Energien zurück, springt dieser Schwarm mit seiner gespeicherten Energie ein. Fachleute nennen diese Technologie Vehicle-to-Grid (V2G), auf Deutsch „vom Fahrzeug zum Netz“.

Um zu verstehen, welches Potenzial damit verbunden ist, nenne ich euch zwei Zahlen. Horst Schmidt-Böcking, Physiker an der Uni Frankfurt, beziffert die Menge an Strom, die durch erneuerbare Energien im Jahr 2018 überproduziert und nicht genutzt wurde, auf 50 Milliarden Kilowattstunden. Die zweite Zahl als Vergleich dazu: 2020 produzierten alle deutschen Atomkraftwerk zusammen 64,3 Milliarden Kilowattstunden Strom.

Die Idee, Elektroautos als Energiespeicher einzusetzen, klingt also gut. Aber wie lässt sich dieser Plan in die Praxis umsetzen? Das ist nicht so einfach, wie man denkt, denn dafür muss an mehreren Stellschrauben gedreht werden.

Wie würde ein Elektroautoschwarm zum Energiespeicher werden?

Es beginnt mit den Autos. Das Zauberwort lautet hier: bidirektionales Laden. Das bedeutet, dass der Akku eines batteriebetriebenen Fahrzeugs nach dem Anschluss ans Stromnetz als Speicher in beide Richtungen eingesetzt werden könnte. Er könnte also Energie aus dem Netz aufnehmen und ans Netz abgeben. Wenn ihr das lest, denkt ihr wahrscheinlich: „Das kann ja nicht so schwierig sein!“ Schließlich können das heutzutage sogar Smartphoneakkus, mit denen sich zum Beispiel In-Ear-Kopfhörer aufladen lassen – und das sogar kabellos.

In der Realität ist das aber nicht so einfach. Damit ein Auto zur Powerbank für das Stromnetz werden kann, muss die Ladetechnik bestimmte Voraussetzungen erfüllen. Derzeit unterstützen bidirektionales Laden serienmäßig, soweit ich weiß, nur Elektroautos aus Asien. Dazu zählt auch unser neuer Plug-in-Hybrid. Die deutschen Hersteller stehen bei dem Thema jedoch bereits in den Startlöchern.

Das Beispiel VW zeigt, wie komplex Vehicle-to-Grid in der Praxis ist. Der Wolfsburger Konzern erprobt derzeit bidirektionales Laden. Dabei sind die batteriebetriebenen Fahrzeuge nur ein Element des Systems. Denn neben dem Auto müssen auch die Ladeeinrichtung, die Wallbox, und das Management des Strommarktes auf die Vehicle-to-Grid-Technologie eingestellt werden. Letzteres betrifft neben rechtlichen Aspekten insbesondere das Stromnetz. Dieses muss vollständig digitalisiert werden und eine große technische Intelligenz besitzen, um das Zusammenspiel zwischen einem riesigen Schwarm von Elektroautos, Stromerzeugung und Stromverbrauch optimal steuern zu können.

Kleine Alternative: Elektroauto als Energiespeicher für zu Hause

Was im Großen funktioniert, kann auch im Kleinen funktionieren: Ihr könnt die Batterie eures Elektroautos auch als Energiespeicher für eure Photovoltaikanlage zu Hause einsetzen. Man nennt das Vehicle-to-Home (V2H). Der Auto-Akku ersetzt bei V2H den handelsüblichen Stromspeicher, mit dem ihr den Sonnenstrom vom eigenen Dach für die Verwertung in euren eigenen vier Wänden vorhalten könnt.

Solarzellen auf dem Dach eines Einfamilienhauses
Der Akku eures Hybriden oder Elektroautos kann auch als Zwischenspeicher für gewonnene Energie aus einer Photovoltaikanlage auf dem Hausdach eingesetzt werden

Denn heutzutage lohnt sich das Speichern des selbst erzeugten Stroms oft nicht, weil die Batterien noch sehr teuer sind. Auch hier noch einmal ein Vergleich in Zahlen: Die Batterie unseres Plug-in-Hybrids hat eine Kapazität von 13,8 kWh. Ein reiner Energiespeicher in vergleichbarer Größe kostet je nach Anbieter derzeit etwa fünf- bis zehntausend Euro. Für den Vehicle-to-Home-Betrieb benötigt ihr zusätzlich allerdings noch eine Wallbox, die das bidirektionale Laden ermöglicht, sowie eine intelligente Ladesteuerung in Form eines Hausenergie-Managementsystems.

Fazit: Elektroautos als Speicher im Energiemix

Ob die Fahrzeuge wirklich einmal als großflächige Energiespeicher eingesetzt werden, ist für mich ungewiss. Technisch würde es sicher gehen. Aber ob diese Idee auch bei den Nutzern Anklang findet? Wer auf eine volle Batterie für den Weg zur Arbeit angewiesen ist, könnte Probleme bekommen, wenn morgens die Batterie wieder leer ist. Aber auch hier wäre ein Hybridauto die Lösung: Mit einem alternativen klimafreundlichen Kraftstoff im Tank, wäre der Weg zumindest sicher. Und wie so oft bei der Diskussion um die Zukunft der Energie gibt es darauf für mich nur eine sinnvolle Antwort: Es ist noch Vieles möglich und wir müssen auf den Wettbewerb der Ideen setzen.

Kurz & knapp:
Mit der Vehicle-to-Grid-Technologie würden die Batterien in Plug-in-Hybriden und Elektroautos zu einem gigantischen Energiespeicher. Der könnte dabei helfen, die Schwankungen bei der Stromproduktion durch die erneuerbaren Energieträger Wind und Sonne besser auszugleichen. Daneben könnte die Technologie auch die Photovoltaikanlage auf dem eigenen Dach als Energiespeicher ergänzen.

ÜBER DIESEN AUTOR


Nico, 30, hat mit seiner Freundin die Stadt verlassen und ist in ein kleines Häuschen mit Garten in der Nähe von Hamburg gezogen, das sie seitdem energetisch umfassend modernisieren.

 

Foto: Patrick P. Palej – stock.adobe.com

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