Elektrofahrzeuge als mobile Energiespeicher

Mit der vermehrten Nutzung von Sonnenenergie und Windkraft steigt auch der Bedarf an flexiblen Energiespeichern. Sind Elektroautos mit ihren Batterien hierfür eine sinnvolle und wirtschaftliche Lösung? Und unter welchen Voraussetzungen ist eine Umsetzung möglich?

Diesen Fragestellungen ist Dominik Storch, Absolvent des Masterstudiengangs Automotive & Mobility Management an der Technischen Hochschule Ingolstadt (THI), im Rahmen seiner Abschlussarbeit nachgegangen.

Betreut wurde er dabei von Prof. Dr. Thomas Becker, Professor für Digital Automotive Management an der THI Business School.

In seiner Masterarbeit untersuchte Storch das Potenzial des sogenannten bidirektionalen Ladens, das es Elektrofahrzeugen ermöglicht, elektrische Energie nicht nur aus dem öffentlichen Stromnetz zu entnehmen, sondern auch wieder zurück ins öffentliche Stromnetz zu speisen (Vehicle to Grid: vom Fahrzeug zum Netz).

Die Ausgangslage für die Analyse: Bis 2030 werden bis zu zehn Millionen Elektroautos auf Deutschlands Straßen prognostiziert. Durchschnittlich wird ein Fahrzeug nur eine Stunde am Tag genutzt. Unter der Annahme, dass über die restlichen 23 Stunden zehn Prozent der verfügbaren Batteriekapazität für Netzspeicherdienste verwendet werden, wäre die zusätzlich resultierende Speicherkapazität gemäß den Berechnungen von Storch in der Lage, theoretisch rund 135.000 Vier-Personen-Haushalte für einen Monat mit Strom zu versorgen.

Derzeit, so Storchs Analyse, sei eine großflächige Umsetzung aufgrund technischer und regulatorischer Barrieren noch nicht möglich: Sowohl Elektrofahrzeuge als auch Ladestationen müssten zunächst bidirektionales Laden beherrschen, um Gleichstrom in Wechselstrom zu wandeln (und umgekehrt). Ebenso berücksichtige das Erneuerbare-Energien-Gesetz Elektroautos noch nicht als mobile Stromspeicher. Die aktuelle Konsequenz für den Fahrzeugbesitzer, so Storch, wäre unter Umständen eine mögliche Doppelbesteuerung der bezogenen und abgeführten Energie.

Verdienstmöglichkeiten für Besitzer von E-Fahrzeugen

Um bidirektional laden zu können, kommen auf Besitzer von E-Autos derzeit noch Investitionen für eine entsprechende Ladestation und ein Energiemanagementsystem zu. Noch rechnen sich laut Storch die Ausgaben für den Nutzer nicht. Mit zunehmender Marktdurchdringung der E-Fahrzeuge, so die Analyse, werden sich auch die Investitionen in die Infrastruktur reduzieren.

So sei es perspektivisch durchaus realistisch, dass Besitzer mit ihrem eigenen Auto Geld verdienen. Die Einnahmen seien je nach Vertragsform unterschiedlich, ein jährlicher Gewinn im unteren bis mittleren dreistelligen Bereich ist gemäß Storchs Berechnungen machbar.

Lernfähige Batteriesysteme der THI als technologische Lösung

Forscher an der THI rund um Prof. Dr. Christian Endisch arbeiten bereits an einer technologischen Realisierung des bidirektionalen Ladens. Die am Institut für Innovative Mobilität (IIMo) in Zusammenarbeit mit der Audi AG erforschten Lernfähigen Batteriesysteme können nicht nur Energie aus dem Netz aufnehmen, sie können auch Energie in das Netz speisen und das, so die Forscher, ohne die derzeit notwendige teure Lade-Infrastruktur.

Lernfähige Batteriesysteme verbinden Datenauswertung durch Algorithmen der Künstlichen Intelligenz mit einer hochflexiblen Topologie in der Hardware. Durch diese Flexibilität sind sie in der Lage, sich den äußeren Rahmenbedingungen anzupassen, sie akzeptieren fast alle Spannungsniveaus und können sowohl an Gleich- wie auch an Wechsel- oder Drehstrom betrieben werden.