Wie wird die Vehicle-to-Grid-Technologie unsere Energiezukunft prägen?

Die Abstimmung von Stromangebot und -nachfrage über den gesamten Tag hinweg ist ein wesentlicher Aspekt beim Übergang zu 100% erneuerbaren Energien. Führende saubere Energiequellen wie Sonnen- und Windenergie sind intermittierende Energiequellen, d. h. sie produzieren zu verschiedenen Tageszeiten unterschiedliche Mengen an Energie. Energiespeicherlösungen ermöglichen die Speicherung von Energie während der Produktionsspitzen und die Entladung während der Spitzenzeiten der Stromnachfrage. In dem Bestreben, die Nutzung erneuerbarer Energien im Netz zu maximieren, entwickelt sich die Vehicle-to-Grid-Technologie (V2G) rasch zu einer führenden Energiespeicherlösung.

V2G nutzt die Batterien, die bereits in Elektrofahrzeugen (EVs) vorhanden sind, um die Energie in unserem Netz zu speichern. Normalerweise denken wir bei den Batterien von Elektrofahrzeugen an eine Aufladung in eine Richtung. Mit der V2G-Technologie fließt der Strom in zwei Richtungen: Das Netz kann das Fahrzeug aufladen, und das Fahrzeug kann auch Energie in das Netz zurücksenden. Die V2G-Technologie ermöglicht es uns, die Ladezeiten so zu optimieren, dass ein maximaler Nutzen für das Netz entsteht. So können E-Fahrzeuge beispielsweise in der Mitte des Tages vollständig aufgeladen werden, wenn die Sonnenkollektoren die meiste Energie produzieren und die Stromkosten niedrig sind. Überschüssige Energie in der Batterie kann in den Abendstunden, wenn der Strombedarf am höchsten ist, in das Netz zurückgespeist werden.

Die V2G-Technologie kann dazu beitragen, die Nutzung erneuerbarer Energien zu erhöhen, ein effizienteres Netz zu schaffen, die Kosten für das Aufladen von Elektrofahrzeugen zu senken und wird sich natürlich ausweiten, wenn mehr Elektrofahrzeuge auf die Straße kommen. Bevor die V2G-Technologie in großem Umfang eingesetzt werden kann, sind mehrere technologische und politische Fortschritte erforderlich.

Wir haben sieben V2G-Experten befragt, um zu erfahren, welche Rolle die V2G-Technologie bei der Netzstabilisierung spielt und wann sie einsatzbereit sein wird. Hier ist, was sie zu sagen hatten.

Wissenswerte Begriffe

V2G: Fahrzeug ans Netz
Bezieht sich auf bidirektionale Lademöglichkeiten, bei denen die Batterie des E-Fahrzeugs sowohl vom Netz aufgeladen werden kann als auch Energie zurück ins Netz entladen kann.

VGI: Fahrzeug-Netzintegration
Umfasst die Möglichkeiten der Interaktion zwischen Elektrofahrzeugen und dem Netz, einschließlich der V2G-Technologie und anderer Möglichkeiten zur Optimierung der Interaktion zwischen Fahrzeug und Netz, wie z. B. die Schaffung von Anreizen für das Aufladen außerhalb der Hauptverkehrszeiten.

V2X: Fahrzeug nach X
Umfasst die Möglichkeiten der Interaktion zwischen Elektrofahrzeugen und dem Netz, einschließlich der V2G-Technologie und anderer Möglichkeiten zur Optimierung der Interaktion zwischen Fahrzeug und Netz, wie z. B. die Schaffung von Anreizen für das Aufladen außerhalb der Hauptverkehrszeiten.

Adam Langton

Manager für vernetzte eMobilität und Energiedienstleistungen bei BMW Nordamerika

"V2G-Fahrzeuge könnten eine ideale Antwort auf eine hohe Nachfrage sein, da sie taktisch in den Vierteln eingesetzt werden können, in denen das Netz unter Druck steht. Wenn das Netz einen Überschuss an erneuerbarer Energie hat, können V2G-Fahrzeuge diese aufladen und dem Netz helfen, diese Energie aufzunehmen, ohne überlastet zu werden. Mit V2G kann das Netz schneller auf Schwankungen bei der Versorgung mit erneuerbaren Energien reagieren und so das kalifornische Ziel von 100% erneuerbarer Energie unterstützen.

Die Vorbereitung auf eine groß angelegte V2G-Einführung erfordert die Zusammenarbeit zwischen den Netzbetreibern, dem Verkehrssektor und den E-Fahrern. Die Netzakteure müssen den Fahrern die richtigen Anreize bieten, V2G-fähige Fahrzeuge zu kaufen und ihre Batterien bei Bedarf als Netzressource zur Verfügung zu stellen. Die Nutzung eines V2G-Fahrzeugs als Netzressource erfordert die Zustimmung des Versorgungsunternehmens. Die Regulierungsbehörden müssen klare Regeln entwickeln, um sicherzustellen, dass V2G sicher genutzt wird, und gleichzeitig dafür sorgen, dass das Genehmigungsverfahren schnell und einfach zu verstehen ist. Um zu vermeiden, dass in ein Fahrzeug investiert wird, das an dem betreffenden Standort nicht genutzt werden kann, sollten Netzbetreiber eine Möglichkeit in Betracht ziehen, dass Autofahrer ihr Haus oder ihr Unternehmen vorab als V2G-fähig einstufen können. Um eine breite Beteiligung zu erreichen, müssen die Fahrer wissen, dass die Leistung und die Reichweite des Fahrzeugs nicht beeinträchtigt werden und ihre Mobilität nicht beeinträchtigt wird, wenn sie ihr Fahrzeug für Netzdienste nutzen.

Bjoern Christensen

Gründer und Geschäftsführer von Vehicle-Grid-Integration Advisory Company, Nächste Dimension

"Wir sehen, wie zwei riesige Industrien ⎯ Elektrizität und Automobil ⎯ in der so genannten Fahrzeugnetzintegration (VGI) aufeinander treffen. E-Fahrzeuge sind nicht mehr vom Netz getrennt, sondern werden Teil des Netzes, wenn sie über eine Ladestation angeschlossen sind. Die V2G-Technologie ermöglicht es einem Elektrofahrzeug, Strom aus der Batterie in das Netz zu exportieren. In Kalifornien werden im Jahr 2030 5 Millionen E-Fahrzeuge unterwegs sein. Wenn diese E-Fahrzeuge alle V2G-fähig wären, könnten sie genug Strom speichern, um den Nacken des Stromnetzes zu entlasten. Entenkurve jeden Tag zwischen 16 und 21 Uhr, wenn ein Mangel an erneuerbarer Energie besteht.

Die V2G-Technologie wurde 1996 erfunden und gewinnt nun auf dem Markt beträchtlich an Dynamik. Große Erstausrüster wie Volkswagen und Renault bringen V2G-Fahrzeuge für ihr nächstes Modelljahr auf den Markt. Die Hauptengpässe für eine breite Durchdringung von V2G sind Vorschriften und Normen. Die Normen sind vorhanden, und die Vorschriften holen noch auf. Es wird noch 2-3 Jahre dauern, bis wir eine breite Einführung von V2G-Elektrofahrzeugen sehen werden.

Aimee Gotway Bailey, PhD

Direktor für Innovation und Portfoliomanagement bei National Grid Partner

"Die zunehmende Häufigkeit und Intensität von Waldbränden und Stromausfällen in Kalifornien haben die Notwendigkeit erhöht, die Widerstandsfähigkeit unserer Haushalte und Unternehmen zu stärken. V2X-Lösungen können die in den Batterien von Elektrofahrzeugen gespeicherte Energie nutzen, um Haushalte und Unternehmen bei Stromausfällen zu versorgen und das Stromnetz zu stabilisieren. V2X-Lösungen werden für die Anpassung an den Klimawandel und die zunehmenden Wetterextreme von entscheidender Bedeutung sein. Obwohl die V2X-Lösungen noch im Entstehen begriffen sind, kommen sie schnell auf den Markt. In diesem Jahr werden neben Nissan auch Ford und Volkswagen serienmäßig Fahrzeugmodelle mit V2X-Funktionen anbieten, so dass 2022 ein richtungsweisendes, wenn nicht gar bahnbrechendes Jahr für die Branche sein wird."

Jerry Jackson

Präsident von Jackson Associates und Herausgeber von MAISY-Utility-Datenbanken

"Der schnell wachsende Markt für Elektrofahrzeuge bietet ein enormes Potenzial für die V2G-Technologie zur Unterstützung des Stromnetzes. Die Einspeisung von Strom aus Elektroauto-Batterien in das Netz zu Spitzenzeiten wird die Belastung des Stromnetzes verringern, die Emissionen reduzieren und möglicherweise Blackouts und Stromausfälle vermeiden.

Im Jahr 2019 haben wir eine Kosten-Nutzen-Studie unter Verwendung von Kundendaten des Energieversorgers Southern California Edison durchgeführt. Die Studie zeigte, dass V2G den Spitzenstrombedarf um etwa 20% reduzieren könnte. Rabatte von Energieversorgern für vermiedene Spitzenstromkosten würden zu jährlichen Zahlungen von $560 an jeden Programmteilnehmer führen. Außerdem müssten nur etwa 10% der Kunden des Versorgungsunternehmens an dem Programm teilnehmen.

Leider befindet sich V2G immer noch im Stadium des Konzeptnachweises und einzelner Projekte. Bevor V2G in größerem Umfang eingesetzt werden kann, müssen wir uns mit Fragen der Garantie für Elektroauto-Batterien, der Regulierung durch die Stromversorger, dem Fehlen der erforderlichen bidirektionalen Hardware und Ladeprotokolle sowie dem Mangel an Daten über die potenzielle Verschlechterung der Batteriequalität befassen. Die Lösung dieser Probleme erfordert die Zusammenarbeit zwischen Automobilherstellern, Energieversorgern, Regulierungsbehörden und Anbietern von unterstützenden Produkten wie Steuerungssoftware. Die aktuelle Energiekrise und die Sorge um den Klimawandel werden diese Zusammenarbeit zweifellos beschleunigen, so dass in einigen Jahren einige bemerkenswerte V2G-Anwendungen auf den Markt kommen werden."

Alan Jenn

Stellvertretender Direktor der Institut für Verkehrsstudien an der Universität von Kalifornien, Davis

"Die V2G-Technologie wird mit der zunehmenden Verbreitung von Elektrofahrzeugen eine immer bedeutendere Ressource darstellen. Allein in Kalifornien wird die Menge an potenziellen Speicherressourcen bis 2030 250 Gigawattstunden Kapazität übersteigen. Auch wenn die Batterien von Elektrofahrzeugen nicht in der gleichen Weise genutzt werden können wie herkömmliche Netzspeicher, so bieten sie doch ein enormes Potenzial zur Unterstützung des Netzes. Während sich viele auf die Fähigkeit von V2G konzentrieren, die Integration von erneuerbaren Energien und die Stabilität der Spitzennachfrage für die Großhandelserzeugung zu unterstützen, sollte die Fähigkeit von V2G, die lokale Verteilungsinfrastruktur zu entschärfen, nicht übersehen werden. Diese Technologie kann der Gesellschaft enorme Einsparungen bringen."

Kenneth Bokor

Produzent und Moderator von EV Revolution Show

"Die V2G-Technologie ermöglicht es den Besitzern von E-Fahrzeugen, ihr lokales Stromnetz bei Bedarf zu unterstützen, z. B. in Zeiten von Nachfragespitzen. Diese Unterstützung reduziert die Bedenken über Netzüberlastungen, Stromausfälle und Stromausfälle und maximiert den wirtschaftlichen Nutzen von E-Fahrzeugen, indem sie finanzielle Belohnungen für die Nutzung des Netzes bietet. V2G bietet eine kostengünstige und schnelle Energiespeicherung, indem es vorhandene Ressourcen nutzt und so mögliche Umweltauswirkungen durch die Schaffung zusätzlicher Speicherlösungen reduziert.

Ein großer technischer Nachteil des V2G-Betriebs ist derzeit die Verschlechterung der Batterieleistung des Fahrzeugs aufgrund der hohen Anzahl möglicher Lade-/Entladezyklen. Daher bieten die meisten Elektroautohersteller keine Garantien für den V2G-Betrieb an und bauen keine bidirektionalen Stromversorgungsfunktionen in batteriebetriebene Elektrofahrzeuge ein. Die Verbraucher werden diese Funktion nicht nutzen wollen, wenn sie nicht durch die Garantie der Fahrzeugbatterie abgedeckt ist.

Trotz des Interesses von Verbrauchern und Energieversorgern befindet sich diese Strategie noch im Anfangsstadium. Aktuelle Untersuchungen zeigen, dass etwa 45% der US-Haushalte bis 2050 aktiv V2G-Dienste anbieten könnten. Andere Länder auf der ganzen Welt könnten diese Möglichkeit schon früher anbieten. In diesem globalen Maßstab haben wir jedoch noch einen weiten Weg vor uns, und es könnte noch ein oder zwei Jahrzehnte dauern, bis sich diese Technologie durchsetzt."

Joseph Vellone

Leiter der Abteilung Nordamerika bei ev.energie

"Bei ev.energy denken wir nicht nur über V2G nach. Wir denken über Fahrzeug-zu-Alles nach. Nutzfahrzeuge mit großen Batterien können entladen werden, um das Netz in Zeiten von Nachfragespitzen zu stabilisieren. Diese Technologie hat sich bewährt und ist bereit für den Ausbau. Wir sprechen täglich mit Dutzenden von Privatkunden, die sich Gedanken über die Widerstandsfähigkeit ihrer Haushalte gegen Stromausfälle machen und ihr Elektrofahrzeug vor einem Sturm oder einer geplanten Stromabschaltung aufladen möchten, um diese Reservestromversorgung später für ihre Haushalte oder Geräte zu nutzen. Beim bidirektionalen Laden gibt es noch viel zu tun, z. B. die Kompatibilität der Hardware und die Frage, wie wir die Fahrer von Elektrofahrzeugen in die Lage versetzen können, die Ladung zu übernehmen.

Wie unterstützt MCE die Integration von Fahrzeug und Netz?

MCE hat kürzlich in Zusammenarbeit mit ev.energy MCE Sync entwickelt, eine App, die Fahrer von Elektrofahrzeugen mit intelligenten Lademöglichkeiten verbindet, ohne dass spezielle Hardware benötigt wird. MCE Sync stimmt das Laden von E-Fahrzeugen automatisch auf kohlenstoffarmen Strom ab, moduliert das Laden, um die Zuverlässigkeit des Stromnetzes zu unterstützen, und stellt sicher, dass das Fahrzeug des Fahrers zu der von ihm in der App angegebenen Zeit vollständig geladen ist. MCE Sync ist Teil des MCE-Programms für Elektroautos, das auch Rabatte für einkommensstarke Fahrer und Ladegeräte für Mehrfamilienhäuser und Arbeitsplätze umfasst. Finden Sie heraus, ob Ihr Elektrofahrzeug oder Ladegerät für die MCE Sync-App in Frage kommt.

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