Die Vehicle-to-Grid (V2G)-Technologie oder bidirektionales Laden ist ein Zwei-Wege-Stromsystem zwischen dem Auto und dem Netz. Die Idee hinter der Vehicle-to-Grid (V2G)-Technologie ist, dass wir die Fahrzeugbatterien als Speicher verwenden. Diese gespeicherte Energie wird dann für den Energieaustausch zwischen der Batterie des Elektrofahrzeugs und dem Stromnetz genutzt.
Die Erweiterung der V2G-Technologie ist V2X, was für Vehicle-to-Everything steht. V2X verwendet das gleiche Prinzip wie V2G, versorgt aber stattdessen jedes elektrische Gerät oder Netzwerk mit Strom, nicht nur das Stromnetz.
Inhaltsverzeichnis
Wie funktioniert Vehicle-to-Grid?
Die V2G-Technologie ist wie das umgekehrte intelligente Laden von Elektrofahrzeugen. Bei Spitzenbedarf wird Energie in das Stromnetz eingespeist und in Zeiten geringerer Nachfrage aus dem Stromnetz wieder aufgeladen. Daher der Name - bidirektionales Laden von Fahrzeugen.
Mit anderen Worten: Die Nutzer von Elektrofahrzeugen würden die Energie aus dem Stromnetz beziehen, wenn die Kosten niedrig sind, und sie wieder verkaufen, wenn die Preise hoch sind. In den meisten Fällen bedeutet das heute, dass der Strom über Nacht aufgeladen und tagsüber zurückgegeben wird. Die Vehicle-to-Grid-Technologie kann den Nutzern von Elektrofahrzeugen Geld sparen und hilft gleichzeitig bei EV-Netzausgleich.
Hinter V2G steckt eine intelligente EV-Ladesoftware die den gesamten Prozess steuert. Die intelligente Software sorgt dafür, dass der EV nur die Menge an Strom zurückgibt, die er nicht benötigt.
Die erste Priorität ist, dass der Benutzer immer genug Strom hat, um seine täglichen Fahrten zu erledigen.
Schauen wir uns einige vereinfachte hypothetische V2G-Szenarien aus der Praxis an!
V2G-Beispiele aus der Praxis
- Ein Unternehmen hat 100 Elektrofahrzeuge in seinem Fuhrpark. Sie sind alle morgens an der Steckdose angeschlossen und voll aufgeladen. Der Flottenmanager schickt 80 Fahrzeuge auf ihre täglichen Routen. 20 Fahrzeuge sind an diesem Tag frei. Für diese 20 Elektrofahrzeuge aktiviert er den Vehicle-to-Grid-Modus und setzt den Mindestladezustand der Batterie auf 70%, damit sie bei Bedarf betriebsbereit sind. Mit V2G macht das Unternehmen mit diesen 20 Fahrzeugen einen Gewinn, selbst wenn sie geparkt sind.
- Ein privater Nutzer lädt sein Elektroauto über Nacht auf, wenn der Strom billiger ist. Sein Auto hat eine Reichweite von 400 km mit einer vollen Batterie. Er fährt täglich insgesamt 100 km. Er aktiviert also V2G, und das Fahrzeug speist den Strom ins Netz zurück, wenn der Strom teurer ist, während er immer noch genug Energie für seine täglichen Fahrten hat.
- Ein Hauseigentümer verwendet Sonnenkollektoren. Der erzeugte Strom wird in der Batterie des Fahrzeugs gespeichert. Mit diesem Strom kann er sein Haus mit Strom versorgen, und wenn noch etwas übrig ist, speist er ihn gewinnbringend in das Stromnetz ein. Gleichzeitig hält er die Batterie seines Autos auf dem Ladezustand, den er für seine Fahrten benötigt.
- Ein EV-Fahrer lädt sein Auto über Nacht auf und fährt zur Arbeit. Dort schließt er sich an das V2G-Ladegerät an und aktiviert V2G. Während er bei der Arbeit ist, gibt das Fahrzeug die Energie gewinnbringend zurück, so dass er noch genug Ladung hat, um nach Hause zu fahren.
Die Vorteile der Vehicle-to-Grid-Technologie
Wenn sich die Vehicle to Grid (V2G)-Technologie durchsetzt, wird sie dem Stromnetz, dem Kundenerlebnis (UX) und der Akzeptanz von Elektrofahrzeugen erheblich zugute kommen.
Einige der wesentlichen Vorteile der Vehicle to Grid (V2G) Technologie sind:
- V2G-Technologie wird die Belastung des Stromnetzes verringern und verbessern das Potenzial, ein Gleichgewicht im Netz zu erreichen. Dieses Gleichgewicht könnte ohne Ausbau der Stromerzeugungsinfrastruktur erreicht werden und könnte eine Antwort auf die Herausforderungen der Ladeinfrastruktur für Elektrofahrzeuge darstellen. Die V2G-Technologie kann dem gesamten Stromnetz zugute kommen und lokale Netze in Unternehmen oder Wohnanlagen unterstützen.
- Die Vehicle-to-Grid-Technologie kann Folgendes bieten billige und schnelle dezentrale Energiespeicherung in Zeiten der Überproduktion von Strom. Es ist eine ökologische Verpflichtung, Strom mit einem solchen Speicherpotenzial in Elektrofahrzeugen nicht ungenutzt zu lassen.
- V2G kann auch eine ideale Technologie sein, um die Verwaltung und Identifizierung von Benutzerverhalten und den tatsächlichen Energieverbrauch.
- Die Vehicle-to-Grid-Technologie könnte auch als zusätzliche Marketinginstrument die Attraktivität von E-Fahrzeugen für die Allgemeinheit und die Flotten von Unternehmen zu erhöhen, um die Einführung von E-Fahrzeugen zu beschleunigen.
Und wie?
Neue Geschäftsmodelle, die rund um die V2G-Technologie entstehen, können Nutzern dabei helfen, mit dem Besitz eines Elektrofahrzeugs Geld zu verdienen.
V2G-Geschäftsmodell
Wir haben bereits das grundlegende Geschäftsmodell der Vehicle-to-Grid-Technologie erwähnt. Es geht darum, billig einzukaufen (aufzuladen) und mit Gewinn zu verkaufen (zurückzugeben).
Seien wir ehrlich. Die breite Öffentlichkeit macht sich keine allzu großen Sorgen um die Netzstabilität.
Die Attraktivität der V2G-Technologie liegt in der Tatsache, dass Ihr EV könnte auch als Einkommensquelle dienen oder zumindest seine Betriebskosten senken.
Wir sind daran gewöhnt, dass ein Auto nur Kosten verursacht, aber mit V2G könnten wir tatsächlich anfangen, damit Geld zu verdienen. Das eröffnet ein ganz neues Spektrum an Geschäftsmodellen und Marketingtaktiken.
Damit das Geschäftsmodell Vehicle to Grid (V2G) anwendbar ist, sollte es auf Replizierbarkeit und Skalierbarkeit beruhen.
Wenn sich die V2G-Technologie durchsetzt, Jeder kann mitmachenvon privaten E-Fahrern bis hin zu großen Unternehmen, die riesige E-Flotten betreiben.
Allerdings gibt es einen Haken. Damit dies funktioniert, müssen Versorgungsunternehmen, Elektromobilitätsdienstleister (EMSP) und Betreiber von Ladestationen (CPO) attraktive Geschäftsmodelle und Angebote für V2G entwickeln.
V2G-Geschäftsmodell für Firmenflotten
Unternehmen, die große Flotten betreiben, werden zuerst auf den Vehicle-to-Grid-Zug aufspringen. Da die Einführung von Elektrofahrzeugen in Flotten bereits im Gange ist, ist es nur logisch, dass Unternehmen diese Gelegenheit nutzen werden, um ihre Betriebskosten für die Flotte zu senken mit V2G-Geschäftsmodellen.
Wenn wir uns ansehen, wo die V2G-Technologie bereits zum Einsatz kommt, dann ist es in den Fahrzeugflotten.
Flotten benötigen EV-Flottenmanagement Software, und damit ist der Schritt zur Implementierung der V2G-Technologie viel einfacher.
Mit vielen Fahrzeugen in der Flotte könnte V2G eine ernsthafte zusätzliche Einnahmequelle darstellen, wenn es richtig gemacht wird.
In einem Doktordissertation über das Vehicle-to-Grid-Geschäftsmodell auf dem Schweizer Markt hat A. Kaufmann errechnet, dass ein Fahrzeug bei einem V2G-Betrieb von 12 Stunden pro Tag etwa 100 Euro (105 USD) pro Monat an Einnahmen erzielen könnte.
Das sind etwa 1200 Euro (1270 USD) pro Jahr und Fahrzeug ohne zusätzlichen Aufwand. Multiplizieren Sie das mit allen Elektrofahrzeugen in einer Flotte, und wir kommen auf einen beträchtlichen Betrag, mit dem sich die Investitionen in V2G-Ausrüstung und Smart EV-Ladesoftware benötigt.
Beachten Sie, dass diese Berechnung im Jahr 2017 für ein bidirektionales 10-kW-EV-Ladegerät durchgeführt wurde und auf den damaligen Strompreisen basiert.
Eine andere Studie, die 2019 in Norwegen durchgeführt wurde, errechnete ein jährliches Gesamteinkommen von etwa 1900 Euro (2000 USD).
V2G-Geschäftsmodell für private EV-Nutzer
Das V2G-Geschäftsmodell für private EV-Nutzer ist das gleiche wie für Flotten. Der einzige Unterschied besteht darin, dass es in einem kleineren Maßstab durchgeführt wird.
Das bedeutet, dass die Gesamteinnahmen, die ein privater Nutzer erzielen kann, geringer sind.
Da die V2G-Technologie teurere Geräte und Software benötigt als das reguläre Laden von Elektrofahrzeugen zu Hause, dauert es länger, bis sich die Investition rentiert.
Aber wir müssen das Gesamtbild betrachten.
Viele Hausbesitzer haben auch Sonnenkollektoren, die Strom erzeugen und ins Stromnetz einspeisen. Mit V2G könnten die Hausbesitzer diesen Strom speichern und später nutzen.
Optimal wäre es, wenn ein Haushalt Solarstrom, V2G oder V2H (Vehicle-to-Home) und das hauseigene Stromnetz kombinieren könnte.
Das würde eine Umgebung schaffen, in der Strom aus dem Netz entnommen wird, wenn er billig ist, und zurückgegeben oder verbraucht wird, wenn er teuer ist.
Wenn Energieversorgungsunternehmen, EMSPs und Regierungen einspringen und die Investitionen in die Vehicle-to-Grid-Technologie unterstützen würden, käme dies der gesamten Gesellschaft zugute.
Technische Anforderungen für Vehicle-to-Grid
Damit die Vehicle-to-Grid-Technologie funktioniert, müssen mehrere technische Voraussetzungen erfüllt sein.
V2G-Ladestation
Das erste ist ein spezielles Vehicle-to-Grid EV-Ladegerät. Wie der Name schon sagt, handelt es sich dabei nicht um ein normales EV-Ladegerät, sondern um ein bidirektionales Ladegerät, das die V2G-Funktion unterstützt. Sie sind noch nicht häufig auf dem Markt, aber es gibt sie. Und es werden mehr werden, wenn die Technologie von Projekten zur kommerziellen Nutzung übergeht.
Damit V2G funktioniert, muss die Kommunikation zwischen dem Elektrofahrzeug, der Ladestation und dem Backend Intelligentes Laden von Elektrofahrzeugen Verwaltungssoftware ist entscheidend. Die Software muss kontrollieren, wie viel Strom ein EV von einer Ladestation bezieht und wie viel es zurückgibt.
Diese Kommunikation wird durch die ISO 15118 ermöglicht, die es dem Elektrofahrzeug erlaubt, den Ladezustand seiner Batterie an die Ladestation zu melden, sowie durch das OCPP 2.0 Protokoll für die Kommunikation zwischen der Ladestation und der Backend-Software.
Wenn Ihnen das bekannt vorkommt, haben Sie recht. Es ist die gleiche Anforderung wie für Plug and Charge EV-Laden.
V2G-kompatible Elektrofahrzeuge (EV)
Im Moment sieht es so aus, als ob die Hersteller von Elektroautos, von wenigen Ausnahmen abgesehen, nicht allzu erpicht darauf sind, die Vehicle-to-Grid-Technologie zu übernehmen.
Es gibt nicht viele V2G-kompatible Autos auf dem Markt. Zum Zeitpunkt der Erstellung dieses Artikels sind nur der Nissan Leaf, der Mitsubishi Outlander und der Ford F-150 Lightning offiziell als V2G-kompatibel bestätigt.
Hyundai, Kia, MG und Porche sind die nächsten wahrscheinlichen Kandidaten, aber eine offizielle Bestätigung gibt es nicht.
Es gibt Gerüchte, dass Tesla V2G unterstützen kann, aber das Unternehmen rät von der Nutzung von V2G ab, und Sie könnten dadurch die Garantie verlieren.
Damit V2G erfolgreich ist, müssen auch die Autohersteller ihren Teil dazu beitragen.
V2G-kompatible EV-Ladesoftware
Der letzte Teil ist der einfachste!
Jede Intelligentes EV-Laden Softwarelösung kann relativ einfach aufgerüstet werden, um Vehicle-to-Grid (v2G), Vehicle-to-Home (V2H), Vehicle-to-Load (V2L) oder Vehicle-to-Everything (V2X) zu unterstützen.
Es braucht kein spezielles Upgrade, solange es tatsächlich "intelligent" ist (und nicht nur als solches vermarktet wird). Das bedeutet, dass es Funktionen unterstützen muss wie Anschließen und aufladen, dynamisches EV-Lademanagement, Lastausgleich beim Laden von Elektrofahrzeugen, etc.
Der vielleicht schwierigste Teil ist, dass es fortgeschrittene Funktionen unterstützen muss. EV-Abrechnung um Vehicle-to-Grid-Geschäftsmodelle abwickeln zu können.
Wird V2G die Lebensdauer der Autobatterie beeinträchtigen?
Da V2G die Batterie lädt und entlädt, ist die häufigste Frage der Autobesitzer, ob sich dies auf die Lebensdauer der Batterie auswirken wird. Da die Batterie der teuerste Teil eines Elektroautos ist, ist diese Frage durchaus berechtigt.
Es gibt Studien zu diesem Thema, die jedoch manchmal zu entgegengesetzten Schlussfolgerungen kommen. Für einen umfassenden technischen Einblick in diese Studien lesen Sie hier.
Zumindest im Moment zeigen die neuesten Studien, dass die Vehicle-to-Grid-Technologie eine geeignete Software für das Batteriemanagement beinhalten muss, um schädliche Entladezyklen zu verhindern.
Experten sagen, dass V2G die Batterielebensdauer nicht (oder nur minimal) beeinträchtigen wird, wenn alles richtig gemacht wird. Einige Wissenschaftler behaupten sogar, dass V2G diese sogar verbessern kann.
Es bleibt die Frage, ob die Nutzer diesen Behauptungen trauen und ob die Belohnung verlockend genug ist, um sie auszuprobieren.
Die Vehicle-to-Grid-Technologie hat einen langen Weg zurückgelegt, seit die Theorie vor mehr als 20 Jahren erstmals veröffentlicht wurde. Ob und wann sie sich durchsetzen wird, werden wir sehen. Zumindest in der Theorie ist es ein großartiges Konzept.
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