Bidirektionales Laden: Alle Autos, Methoden & Voraussetzungen

Was bedeutet bidirektionales Laden bei E-Autos?

Kann die E-Auto-Batterie nicht nur zum Fahren, sondern auch als Energieversorgung externer Geräte und Netze genutzt werden, so nennt man diese Funktion "Bidirektionales Laden". Wie der Name schon sagt (Latein: Bi = zwei, dircetionem = Richtung), kann der Strom hierbei in zwei Richtungen, also nicht nur beim Aufladen in das Fahrzeug, sondern auch zur externen Nutzung wieder herausfließen. Je nach Einsatzzweck kann man so auf Reisen verschiedene Geräte mit dem Strom aus dem E-Auto-Akku betreiben, das öffentliche Stromnetz stabilisieren oder eine Notstromversorgung einrichten. Aktuell gibt es in der Praxis allerdings noch erhebliche Einschränkungen bei bestimmten Einsatzgebieten von bidirektionalem Laden (siehe Kapitel "Herausforderungen bei V2H und V2G").
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Der Renault 5 (2024) im Fahrbericht (Video):

Welche Arten von bidirektionalem Laden gibt es?

Es gibt unterschiedliche Anwendungsgebiete für bidirektionales Laden, die einem einheitlichen Abkürzungsschema folgen: V2L, V2H, V2G, V2B und V2V. Sie werden mit dem Kürzel V2X (Vehicle to Everything) zusammengefasst. Im Folgenden erklären wir die einzelnen Anwendungsgebiete von bidirektionalem Laden:

V2L: Vehicle to Load (auch V2U: Vehicle to Utility)

Hier wird die Fahrzeugbatterie genutzt, um externe Geräte direkt mit Strom zu versorgen. Es werden wenige Kilowatt zur Verfügung gestellt.

• Vorteile: Flexibilität für mobile Energienutzung, beispielsweise bei Outdoor-Aktivitäten oder Notfällen.

• Technische Anforderungen: Fahrzeuge benötigen eine Schukosteckdose (Standard-Haushaltssteckdose) oder andere nutzbare Ausgänge. Viele Hersteller bieten Adapter von Typ 2 auf Schukostecker an.​

V2H: Vehicle to Home

Hier wird die Fahrzeugbatterie als Stromversorgung für das eigene Haus genutzt.

• Vorteile: Die E-Auto-Batterie kann als Pufferspeicher der eigenen PV-Anlage dienen, bei Spitzenlastzeiten unterstützen und kann bei Stromausfällen als Notversorgung fungieren.

• Technische Anforderungen: Die Wallbox und das Fahrzeug müssen bidirektionales Laden unterstützen und den Ladestand des E-Autos berücksichtigen, um eine gewisse Restreichweite zu garantieren. Das Hausnetz muss fähig sein, intelligentes Energiemanagement zu betreiben.

V2G: Vehicle to Grid

Ermöglicht es Fahrzeugen, überschüssige Energie, beispielsweise von PV-Anlagen, zurück ins öffentliche Stromnetz zu speisen und lädt zu Zeiten geringer Nachfrage das Auto auf.

• Vorteile: Alle eingebundenen E-Autos unterstützen die Netzstabilität und ermöglichen ein flexibleres Energiemanagement bei Bedarfsspitzen morgens und abends durch Lastverschiebung. Durch intelligentes Management kann Strom zu günstigen Tarifen geladen und zu Spitzenzeiten verkauft werden.

• Technische Anforderungen: Fahrzeuge und Ladestationen müssen V2G-kompatibel sein. Es können spezielle Regelungen und Genehmigungen erforderlich werden. Zudem muss die Verrechnung der Einspeisung mit dem Netzanbieter geklärt werden.

V2B: Vehicle to Building

Hier versorgen mehrere Fahrzeuge ein größeres Gebäude oder Gebäudekomplexe mit Strom, ähnlich zu V2H.

• Vorteile: V2B kann helfen, Energiekosten zu senken und die Energieeffizienz von Gebäuden zu verbessern.

• Technische Anforderungen: Fahrzeuge und Ladestationen müssen V2B-kompatibel sein. Es ist ein komplexes Energiemanagementsystem notwendig, um die Energieverteilung zu steuern.

V2V: Vehicle to Vehicle

Hier wird die Energie von einem Elektrofahrzeug auf eine anderes übertragen.

• Vorteile: In Notfällen oder wenn keine herkömmlichen Lademöglichkeiten verfügbar sind, kann ein leerer E-Auto-Akku Energie bei einem anderen E-Auto "tanken".

• Technische Anforderungen: Beide Fahrzeuge müssen V2V-kompatibel sein. Diese Anwendung von bidirektionalem Laden ist derzeit noch in der Entwicklungsphase und nicht weit verbreitet.

Voraussetzungen: Wie funktioniert bidirektionales Laden?

Nicht alle Elektroautos sind für bidirektionales Laden ausgerüstet. B2X erfordert spezielle On-Board-Lader und Batteriemanagementsysteme (BMS). Die Anforderungen an das Energiemanagementsystem beim bidirektionalen Laden sind zwar komplex, die Technik ist aber bereits verfügbar. Seit April 2023 gilt die ISO-Norm 15118-20 zur Kommunikation zwischen Elektrofahrzeugen und Ladestationen. Auf dieser Basis kommen nun immer mehr kompatible Produkte auf den Markt. Möchte man die Energie aus dem E-Auto ins Haus-Stromnetz einspeisen, benötigt man auch ein sogenanntes HEMS (Home Energy Management System), das die Stromzufuhr aus dem Auto regelt.

Um die Energie aus dem Akku eines E-Autos extern nutzen zu können, muss der Strom umgewandelt werden. Die Antriebsbatterie im E-Auto gibt nämlich Gleichstrom (DC) ab, externe Geräte oder der Hausstrom nutzen aber Wechselstrom (AC). Es muss also ein Gleichrichter zwischengeschaltet werden. Befindet sich direkt am oder im Auto eine 230-V-Steckdose, so ist der Gleichrichter an Bord des Autos. Ist das Fahrzeug so ausgerüstet, dass es nicht nur Kleingeräte betreiben, sondern auch direkt Energie in das Stromnetz speisen kann, kann eine entsprechende Wallbox (hier unsere Wallbox-Kaufberatung) für die Anpassung sorgen. Fließt der Strom in die E-Auto-Batterie – lädt man den Akku also auf – muss ein Wechselrichter für die Umwandlung des Wechselstroms in Gleichstrom sorgen.

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Probleme und Herausforderungen bei V2H und V2G

Aktuell sind in Deutschland nur Modelle von Nissan und Mitsubishi für den offiziellen V2H-Betrieb zugelassen. Der springende Punkt ist der CHAdeMO-Anschluss, für den es in Deutschland zertifizierte Wallboxen gibt (Quasar), die V2H ermöglichen. Eine Zulassung scheitert also aktuell unter anderem an fehlenden Gesamtlösungen. Aber auch bei der praktischen Nutzung gibt es Herausforderungen und Hürden.

Belastung der Batterie

Integriert man die E-Auto-Batterie ins Stromnetz, hat das ein häufigeres Laden und Entladen zur Folge. Das kann die Lebensdauer der Batterie beeinflussen, wobei moderne Batterietechnologien zunehmend widerstandsfähiger gegen solche Zyklen sind. Es besteht jedoch je nach Hersteller die Gefahr, dass die Garantie des E-Auto-Akkus bei der Nutzung als bidirektionaler Energiepuffer verfällt oder die Nutzung vom Hersteller eingeschränkt wird. So setzt VW für die V2H-Funktion aktuell ein Limit für die entnommene Energiemenge von rund 10.000 kWh oder eine Entladezeit von 4000 h. Wird das Limit erreicht, wird die Funktion des bidirektionalen Ladens deaktiviert.

Hohe Installationskosten

Zudem ist die erforderliche technische Ausrüstung noch zu teuer, um wirtschaftlich zu sein. Die Anschaffungskosten einer entsprechenden Wallbox, die V2G und V2H unterstützt, liegen deutlich über denen einer Standard-Wallbox. Während die Preise einer gewöhnlichen Wallbox etwa zwischen 500 und 1500 Euro liegen, können bidirektionale Ladesysteme oft zwischen 6000 und 10.000 Euro exklusive Installation kosten.

Vergütung & Versteuerung

Herausfordernd sind bei der Einspeisung ins öffentliche Netz zudem die Synchronisierung der einzelnen E-Autos und die individuelle Vergütung für die einzelnen E-Auto-Besitzer:innen als Stromlieferanten. Auch die Frage der Versteuerung ist nicht geklärt. So würde der Strom aktuell doppelt, also beim Kauf und Verkauf besteuert. Andererseits können viele ihr E-Auto beim Arbeitgeber kostenlos laden und dann zuhause gegen Vergütung einspeisen. Es sind also noch viele rechtliche Fragen offen.

Wie der ADAC erklärt, gelten E-Autos aus rechtlicher Sicht nicht als Batteriespeicher, für die es teils günstigere rechtliche Vorgaben gibt. Der ADAC setzt sich deshalb für eine steuerliche Gleichbehandlung von stationären Speichern und "rollenden Speichern", also E-Autos, ein.

Welche Autos können bidirektional laden?