Die Vehicle to Grid (V2G)-Technologie unterstützt Nutzung von Strom aus erneuerbaren Energiequellen

• Mit V2G können Elektrofahrzeuge Strom ins öffentliche Energienetz zurückspeisen
• Stabilisierung des Stromnetzes und Unterstützung regenerativer Energiequellen
• Projekte von Hyundai in den Niederlanden und Deutschland geben Einblick in V2G

Nach einer aktuellen Einschätzung der Europäischen Umweltagentur werden bis zum Jahr 2050 bis zu 80 Prozent der Autos in der EU über einen vollelektrischen Antrieb verfügen¹⁾. Mit der richtigen Technologie ausgerüstet können diese Fahrzeuge helfen, Strom aus regenerativen Energiequellen zu speichern und wieder ins öffentliche Energienetz einzuspeisen.

Die innovative Vehicle to Grid (V2G)-Technologie kann den in den Batterien von Elektrofahrzeugen gespeicherten Strom nutzen und zu bestimmten Zeiten, zum Beispiel bei Spitzenlast, in das Netz zurückspeisen. Davon profitieren sowohl die Besitzer der Fahrzeuge als auch unsere Gesellschaft im Allgemeinen.

Herausforderungen durch Umstellung auf erneuerbare Energien

Die erste Herausforderung, die es zu bewältigen gilt, ist der Umstieg auf mehr E-Fahrzeuge und der Einsatz von mehr erneuerbarer Energie. Der Strombedarf und die Stromerzeugung aus regenerativen Energiequellen laufen selten synchron. So ist der Bedarf hoch, wenn die Menschen morgens aufwachen und ihren Wasserkocher einschalten oder abends ihr Essen zubereiten, die Stromerzeugung aus Solarenergie beispielsweise jedoch niedrig. Zweitens wird eine geringere Auslastung der Kraftwerke unweigerlich zu höheren Betriebskosten führen. Daraus folgen höhere Strompreise für die Verbraucher. Drittens: Obwohl der Anteil fossiler Brennstoffe an der Stromerzeugung langsam sinkt – von 39 Prozent im Jahr 2019 auf 37 Prozent im Jahr 2021 – muss die Kohlenstoffintensität bei der Energieerzeugung weiter deutlich reduziert werden. Und schließlich müssen Länder auf der ganzen Welt ihre Kapazitäten für die Erzeugung und Speicherung von Energie in ausreichender Menge erhöhen, um diese neue Nachfrage zu decken.

Um diese Herausforderungen zu bewältigen und die Umstellung auf erneuerbare Energien zu erleichtern, könnten Batterien in Elektrofahrzeugen eine sehr effiziente Lösung für die intelligente Energiespeicherung und -verteilung bieten.

Wie kann V2G-Technologie helfen?

Die dafür nötige Technologie heißt „Vehicle to Grid“ (V2G) und ist ein innovatives Konzept, mit dem in Zukunft alle Elektrofahrzeuge ausgestattet werden könnten. Als einer der führenden Hersteller von Elektrofahrzeugen macht Hyundai auf diesem Gebiet erhebliche Fortschritte. 

Die V2G-Technologie ermöglicht es, Stromnetze zu entlasten und gleichzeitig die intermittierenden erneuerbaren Energien besser in das System zu integrieren. Denn mit V2G-Technologie ausgestattete Elektrofahrzeuge können als Speicher für Strom aus erneuerbaren Energiequellen dienen. So können V2G-fähige E-Fahrzeuge überschüssigen Strom dann speichern, wenn Wasser- und Windturbinen oder Sonnenkollektoren mehr Strom produzieren, als das Netz benötigt. Und der Strom aus erneuerbaren Energiequellen kann in das Netz zurückgespeist werden, wenn hoher Strombedarf ansteht und keine Sonnen- oder Windenergie erzeugt werden kann, zum Beispiel an einem windstillen Abend. Deshalb könnte die V2G-Technologie eine wichtige Rolle bei der Steuerung der Energieversorgung in der Zukunft spielen.

„Die V2G-Technologie wird E-Fahrzeugen einen zweiten Zweck außerhalb der Personenbeförderung geben. In ihren Batterien wird Strom aus erneuerbaren Energiequellen gespeichert und kann bei Bedarf zur Stabilisierung des Energiebedarfs ins Netz zurückgespeist werden“, sagt Yukihiro Maeda, Head of Cross-Carline bei Hyundai Motor Europe. „Diese Technologie kann nicht nur die Energieversorgung in Spitzenzeiten regeln und zur Dekarbonisierung des Stromnetzes beitragen. Sie hat auch das Potenzial, finanzielle Vorteile für Fahrer und Netzbetreiber zu schaffen und durch die Unterstützung der Dekarbonisierung der Stromnetze einen erheblichen Nutzen für die Umwelt zu erbringen.“

In einem Video (LINK) erklärt Nicki Shields, Automobiljournalistin und Elektroautoexpertin, wie die V2G-Technologie funktioniert und zeigt die technologischen sowie gesellschaftlichen Vorteile. Die Annahme ist, dass Elektrofahrzeuge im Durchschnitt 96 Prozent der Zeit oder mehr als 23 Stunden am Tag stehen und für die täglichen Fahrten in der Regel nur etwa ein Zehntel der Batteriekapazität eines Elektroautos benötigt wird. Nachdem die Besitzer V2G-fähigen Elektrofahrzeugen diese außerhalb der Spitzenzeiten zu geringeren Kosten aufgeladen haben, können sie den ungenutzten Strom in ihren Batterien während der Spitzenzeiten verkaufen. Also dann, wenn der Strom knapp und der Preis höher ist. Auf diese Weise können die Batterien von Elektrofahrzeugen als flexible und kohlenstoffarme Energiequelle genutzt werden, um die Netzstabilität zu unterstützen. Dies spart wichtige Netzkapazitäten und senkt die Betriebskosten der Energieversorger.

Die Zukunft von V2G

V2G ist eine zukunftssichere Technologie, die bereits verfügbar ist. Die Umstrukturierung des Netzes erfordert die Zusammenarbeit mit einer Reihe von Interessengruppen, wie Regierungen, Energieversorger und OEMs – und findet bereits statt. Darüber hinaus wird ein gemeinsames Protokoll für die Kommunikation zwischen E-Fahrzeugen und dem Stromnetz entwickelt.

Ein einziges Elektrofahrzeug kann genug Strom speichern, um bis zu fünf Haushalte 24 Stunden lang zu versorgen²⁾. Eine ganze Flotte kann überschüssigen Strom aus erneuerbaren Energiequellen im Tagesverlauf speichern und die Nachfragespitzen einer ganzen Stadt am Morgen und am Abend ausgleichen. Dank der V2G-Technologie können die Fahrzeuge der Zukunft nicht nur Strom ins Netz, sondern auch in die Häuser der Kunden liefern.

Um die V2G-Technologie voranzutreiben, müssen weitere Geschäftsmodelle entwickelt, Studien über die kommerzielle Machbarkeit durchgeführt und regulatorische Fragen geprüft werden.

Flächendeckende V2G-Nutzung erfordert Veränderungen und kontinuierliche Entwicklung

Um die Einführung von V2G zu fördern, bedarf es eines starken Engagements und einer Verhaltensänderung bei den Verbrauchern. Außerdem müssen die Stromnetze kontinuierlich entwickelt und digitalisiert werden und die Akteure, zum Beispiel die Regierungen, müssen verstärkt zusammenarbeiten.

Auch wenn V2G in großem Maßstab erst in einigen Jahren zum Tragen kommen wird, bietet diese Technologie insbesondere in Zeiten von Energieknappheit und steigender Energiepreise viel Potenzial für Verbraucher und Klimaschutz.

V2G-Projekte in den Niederlanden und Deutschland

Hyundai ist stets auf der Suche nach gesellschaftlichen Lösungen, um seine Unternehmensvision „Progress for Humanity“ und das Ziel der Kohlenstoffneutralität in Europa bis 2035 zu unterstützen. In Europa setzt das Unternehmen die V2G-Technologie bereits in die Praxis um. In Zusammenarbeit mit Partnern aus den Bereichen Energieversorgung und Technologie wurden zwei wichtige Pilotprojekte in den Niederlanden und Deutschland ins Leben gerufen.

In der niederländischen Stadt Utrecht soll die erste bidirektionale Region der Welt entstehen. Hier arbeitet Hyundai mit dem lokalen Mobilitätsanbieter „We Drive Solar“ zusammen und setzt eine Flotte von IONIQ 5 für einen neuen Mobilitätsdienst ein, der mit V2G-Technologie betrieben wird.

„Das Ziel von ‚We Drive Solar‘ ist es, die großflächige Anwendung von V2G mit einer Flotte von Hunderten von bidirektional einsetzbaren und gemeinsam genutzten IONIQ 5 in Utrecht und später in anderen europäischen Städten zu realisieren“, sagt Robin Berg, Direktor von „We Drive Solar“. „Zu diesem Zweck bauen wir die größte Fabrik für bidirektionale Ladestationen in Europa auf und arbeiten eng mit Hyundai zusammen.“

In Deutschland kooperiert Hyundai unterdessen mit „Next Kraftwerke“, die als Zwischenhändler zwischen den Energieversorgern und dem Netz fungieren. „Während des Pilotprojekts in Deutschland konnten wir die technische Machbarkeit eines zukünftigen V2G-Dienstes testen“, sagt Jens Kronen, Senior Open Innovation Manager bei Hyundai CRADLE (Centre for Robotic-Augmented Design in Living Experiences), dem Risikokapital- und Open-Innovation-Zweig von Hyundai Motor. „Das Ziel war es, die E-Fahrzeuge von Hyundai zu präqualifizieren und Sekundärregelleistung bereitzustellen. So ausgerüstet konnten wir die Fahrzeuge zu einem virtuellen Kraftwerk bündeln und am Energiemarkt teilnehmen.“

Diese Pilotprojekte helfen Hyundai dabei, mehr über die technischen Anforderungen zu erfahren, die für die Umsetzung von V2G in großem Maßstab erforderlich sind, indem sie eine potenzielle Lösung für den Ausgleich von Angebot und Nachfrage in lokalen Netzen präsentieren. Sie zeigen auch, wie neue Marktteilnehmer auf dem Energiemarkt unterstützt und Gemeinden in die Lage versetzt werden können, von kohlenstofffreien Energiequellen zu profitieren. 

¹⁾ https://www.eea.europa.eu/publications/electric-vehicles-and-the-energy

²⁾ Die Berechnung basiert auf einem geschätzten Verbrauch von 10-15 kWh pro Tag für einen Vier-Personen-Haushalt (ohne E-Fahrzeug und Sonnenkollektoren), wobei die Haushalte nacheinander mit Strom versorgt werden. Der tatsächliche Prozess der Stromversorgung eines Haushalts mit Energie aus einem V2G-Elektrofahrzeug hängt von den angewandten technischen Lösungen, den haushaltsspezifischen Bedingungen und dem Energieverbrauchsprofil ab.

Verbrauchs- und Emissionsangaben

Stromverbrauch in kWh/100 km für den Hyundai IONIQ 5: kombiniert 19,1–16,7; CO₂-Emissionen in g/km kombiniert: 0; CO₂-Effizienzklasse: A+++.

Die angegebenen Verbrauchs- und CO₂-Emissionswerte wurden nach dem vorgeschriebenen WLTP-Messverfahren ermittelt.