Vehicle to Grid (V2G)
1 Einleitung
Unter V2G versteht man die Speicherung elektrischer Energie in momentan ungenutzten Elektro- oder Hybridautos zur Unterstützung der chemischen-, thermischen-, und Stromspeicher in Stoßzeiten.
Das von der University of Delaware entwickelte Prinzip, welches vorsieht, dass Elektroautos zukünftig nicht nur Energie aus dem Netz ziehen sondern ungenutzte Energie auch wieder abgeben. Sie arbeiten also bidirektional und können im Gegensatz zu ineffizient genutzten Generatoren die vorher geladene Gleichspannung nahezu verlustfrei per integriertem Wechselrichter in das Netz zurückspeisen.
Durch den Fakt, dass alle Autos der Welt nur 4% ihrer Zeit genutzt werden, entstünde bei Umrüstung der Momentan rund 37.000 Elektro- und Hybridautos in Deutschland ein riesiger Energiespeicher der somit 96% der Zeit nutzbar wäre.
Dies ist natürlich auch im Sinne der Energieversorger. Elektroautos würden gefördert, weiterentwickelt und schließlich konkurrenzfähig und noch weiter verbreitet.
2.1 Nutzen als Stromspeicher
Der Energiebedarf in Deutschland wird in Grund-, Mittel- und Spitzenlast aufgeteilt, wobei der Grundstrom meist durch Atomkraft oder thermische Kraftwerke realisiert wird und Mittellast (welche noch recht voraussehbar ist) von Mittellastkraftwerken bereitgestellt wird. In Zeiten erhöhter Last, also Spitzenlast müssen blitzschnell einsetzbare, teurere Spitzlastkraftwerke eingesetzt werden und eben diese Spitzenlast, könnte man mit der Vehicle-to-grid Technik kompensieren.
Auch die umweltbedingten Schwankungen in Zukunft stark genutzten Photovoltaik-Anlagen könnten durch die enorme Speicherkapazität der Summe an Elektromobilen ausgeglichen werden.
2.2 Nutzen als Regelungsspeicher
Der sich ständig variierende Energiebedarf sorgt für andauerndes Ein- bzw. Ausschalten der netzspeisenden Generatoren und Kraftwerken. Es wird sofort verfügbare Regelenergie benötigt, die hier eingreift und die Netzfrequenz konstant hält.
Die Elektronik eines Elektromobils ist hierfür wie geschaffen. Durch den ständig wechselnden Energiebedarf im Fahrbetrieb (was, nicht zu vergessen, der eigentliche Nutzen ist) müssen Elektroautos für extreme Leistungsschwankungen konstruiert sein. Durch eine direkte Verbindung zum Versorger, können Kapazitäten also binnen Sekunden freigegeben werden.
Ein weiterer Vorteil dieses Systems ist, dass durch die Zahlung der Energieversorger von etwa 500-2000€ pro Jahr und Fahrzeug die Leasing- und Kaufkosten möglicherweise sogar geringer sein werden als die eines Fahrzeuges mit Verbrennungsmotor. Möglicherweise können hierdurch sogar die Batterieaustauschkosten gedeckt werden.
3 verschiedene V2G-Systeme
3.1 Elektroautos
Ein reines Elektroauto besitzt schon ab Werk eine leistungsfähige Batterie. Um es für das V2G System zu verwenden muss lediglich ein bidirektionaler Anschluss und die notwendige Elektronik ergänzt werden.
3.2 Hybridfahrzeuge
Der heutige Hybrid, wie wir ihn kennen ist für das V2G-System eher ungeeignet, jedoch werden bereits PlugIn-Hybriden entwickelt, die nahezu perfekt für diesen Einsatzzweck wären. Die im Gegensatz zu den aktuellen Modellen große Batterie und der zusätzliche Verbrennungsmotor ergänzen sich perfekt. Sollte beispielsweise keine Energie zum Laden der Batterie verfügbar sein, kann auf den Verbrennungsmotor ausgewichen werden.
3.3 Solarfahrzeuge
Diese könnten ebenfalls überschüssige Energie in das Netz einspeisen, jedoch werden solche Fortbewegungsmittel kaum zu beobachten sein, da sie aus wirtschaftlichen Gründen nicht lohnenswert und flächendeckend einsetzbar sind.
4. Einsatz von V2G
4.1 Schwierigkeiten
Eines der größten Probleme ist das Denken und vor allem die Bequemlichkeit des Verbrauchers. Wenn ich von der Arbeit nach Hause komme, hänge ich mein Auto an die Steckdose um es zu laden. An sich nicht schlimm, doch was ist wenn jeder sein Auto zur gleichen Zeit mit 12-24kW lädt? Zum Vergleich, eine elektrische Heizung verbraucht 2-4kW.
Hier kommt das Smart-Meter ins Spiel. Eine Abwandlung, des Smart-Meters wäre für die Lade- oder Entladezeiten verantwortlich, so kann mein Auto beispielsweise um 18 Uhr an die Steckdose angeschlossen werden, jedoch gibt es der Smart-Meter erst Nachts frei, wenn die Netzlast sinkt und die Energiereserven nicht für andere Zwecke gebraucht wird.
5. Revolution im Alltag
Natürlich ist eine derartige Revolution der Mobilität wie wir sie täglich nutzen nicht von heute auf morgen realisierbar, weshalb eine Strategie zum Übergang benötigt wird.
Als erster Schritt wären Pilotprojekte sinnvoll. Die Kosten würden zwar bei solch geringen Mengen noch nicht gedeckt, jedoch würde es sich für Regierungen lohnen, da sie beispielsweise technisch auf den neusten Stand gelangen oder Umweltbestimmungen einhalten könnten. Außerdem würde die Wirtschaft angekurbelt und durch steigende Entwicklung und größere Produktionsmengen der Preis gesenkt.
Als zweiter Schritt folgt die Verbreitung. Durch die vorausgegangenen Pilotprojekte werden Investoren aufmerksam und kleinere Fahrzeugflotten bestellt. Sobald eine bestimmte Menge an Fahrzeugen erreicht ist, kann bereits die komplette Regelung über eben diese abgewickelt werden.
Die Menge an V2G-Mobilen steigt und im dritten und letzten Schritt hat sich der Preis so nah an die konventionellen Fahrzeuge angenähert das sie für den einfachen Verbraucher erschwinglich werden.
Die Gesamtkapazität steigt immer weiter an und erreicht schon bald den Gigawattbereich was den zweiten Zweck, die Speicherung erneuerbarer Energien, in greifbare Nähe rückt.