SCHWARMENERGIE

Elektroautos im Schwarm

Was haben E-Autos mit der Energiewende zu tun? Sehr viel. Denn die Batterien von Elektrofahrzeugen sind rollende Speicher, die Energie aus Erneuerbaren bei Bedarf speichern oder ins Netz einspeisen können. Wie das in Zukunft funktionieren kann, hat LichtBlick im Projekt INEES – Intelligente Netzanbindung von Elektrofahrzeugen zur Erbringung von Systemdienstleistungen – gemeinsam mit den Partnern VW, SMA und dem Fraunhofer IWES erforscht.

Elektroautos – fahrende Speicher

Die Idee: Elektroautos bieten ein unglaubliches Potenzial an Speicherkapazität. Fahren in Deutschland erst einmal eine Million E-Autos hätten ihre Batterien die Speicherkapazität aller heutigen Pumpspeicherkraftwerke – das sind immerhin rund 16 Gigawattstunden. So können E-Autos einen wichtigen Beitrag für die Energiewende leisten, indem sie Energie aufnehmen, wenn Sonne und Wind viel Strom erzeugen. Zugleich können sie die gespeicherte Energie wieder ins Stromnetz abgeben, sollten die Erneuerbaren zu wenig Energie erzeugen. Somit stabilisieren die E-Autos die Stromnetze und sorgen für eine sichere Energieversorgung. Die Batterien müssen nur intelligent vernetzt und mit den Energiemärkten verbunden werden. Wie das funktionieren könnte, hat LichtBlick gemeinsam mit den Projektpartnern untersucht. Im Zentrum des Forschungsprojekts INEES standen 20 VW e-up!, die umgerüstet und mit einer bidirektional-ladbaren Batterie ausgestattet wurden, SMA lieferte eine bidirektionale Ladestation und das Herzstück – der SchwarmDirigent® – kam von LichtBlick. Unsere IT-Plattform vernetzte die Autos mit den Energiemärkten, erkannte, wie viel Speicherkapazität die einzelnen Batterien wann zur Verfügung stellten und gab die entsprechenden Befehle zum Be- oder Entladen an die Batterie.

Mit 40 Pionieren im INEES-Feldtest

Das alles klingt theoretisch durchaus machbar, doch wie sieht es in der Realität aus? Wir haben das 2014/2015 in einem Feldtest mit insgesamt 40 Teilnehmern, die jeweils für ein halbes Jahr die VW e-up! gefahren sind, unter realen Bedingungen getestet. Neben den E-Autos wurde bei allen

Über eine Smartphone-App konnten die Tester festlegen, wieviel der Batteriekapazität sie freigeben Bild: LichtBlick SE
Über eine Smartphone-App konnten die Tester festlegen, wieviel der Batteriekapazität sie freigeben
Bild: LichtBlick SE

Teilnehmern die Ladesäule von SMA installiert und jeder bekam ein Smartphone, auf dem bereits eine eigens programmierte App installiert war, mit der die Tester immer selbst bestimmen konnten, wieviel der Batteriekapazität sie zum Laden oder Entladen freigeben wollten. Natürlich stand die Mobilität der Teilnehmer während des Feldtests immer an erster Stelle, doch in einem kleinen Wettbewerb konnten die Fahrer gegeneinander antreten, wer LichtBlick die meiste Speicherkapazität zur Verfügung stellte. Und je mehr Kapazität sie zur Verfügung stellten, desto höher fiel die Prämie aus, die jeder Teilnehmer erhalten konnte.

Beitrag für Energiewende und Geld verdienen

Hinter dem Spiel steckt ein Kernbestandteil des Projekts. Die Batterien müssen nicht nur intelligent vernetzt werden, die Fahrer müssen zukünftig auch Speicherkapazität zur Verfügung stellen, damit die Batterien zum Ausgleich für die schwankende Energieerzeugung der Erneuerbaren eingesetzt werden können. Die im Feldtest zu erzielende SchwarmStrom-Prämie ist durchaus real. Werden die E-Autos in den Energiemarkt integriert, kann der Schwarm aus Batterien beispielsweise Regelleistung erbringen. Diese wird selbstverständlich vergütet und LichtBlick beteiligt die Fahrer an den Erlösen – da Fahrzeuge in der Regel die meiste Zeit am Tag stehen, mitunter 23 Stunden, ließe sich so mit einem E-Fahrzeug einfach Geld verdienen. Bis wir aus dem Forschungsprojekt echte Produkte für unsere LichtBlicker machen können, müssen noch einige Hindernisse aus dem Weg geräumt werden. Doch es gibt heute schon einige Entwicklungen sowohl im EEG, bei regulatorischen Vorgaben als auch in der Elektromobilität, die die Wirtschaftlichkeit dieses Projekts unterstützen. Eine wichtige Voraussetzung für die Umsetzung ist auch, dass Elektroautos und Ladestationen serienmäßig das Be- und Entladen ermöglichen (Bidirektionalität). Das ist heute leider noch nicht der Fall, zusammen mit den INEES-Projektpartnern erwarten wir aber, dass das in den nächsten Jahren soweit sein wird.

Verbunden mit der bidirektionalen Ladestation bilden die Elektroautos einen pool von Batteriespeichern, der das Stromnetz stabilisiert. Bild: Lichtblick SE
Verbunden mit der bidirektionalen Ladestation bilden die Elektroautos einen Pool von Batteriespeichern, der das Stromnetz stabilisiert.
Bild: Lichtblick SE

Unsere Erkenntnisse aus dem Projekt INEES

–    Kurzfristige Schwankungen im Stromnetz können mit einem Pool von Elektroautos sicher ausgeglichen werden, wenn die E-Mobile über den SchwarmDirigent® intelligent vernetzt und in den Strommarkt eingebunden werden.
–    Die Teilnehmer haben im Durchschnitt 66 Prozent der Batteriekapazität zum Be- oder Entladen freigegeben. 34 Prozent wurden als Puffer für spontane Fahrten reserviert (das entspricht einer Reichweite des VW e-up! Von rund 40 Kilometern).
–    Die SchwarmStrom-Prämie führt als Anreizsystem ab ca. 15 Euro monatlich dazu, dass Batteriekapazität für die Einbindung freigegeben wird.
–    Derzeit ist das Erbringen von sogenannter Regelleistung mit einem Pool von Elektroautos aufgrund der Rahmenbedingungen noch nicht rentabel. Doch das kann sich perspektivisch deutlich ändern: Erlöse von durchschnittlich 550 bis 630 Euro sind jährlich pro Fahrzeug möglich, wenn man technische Weiterentwicklungen sowie gesetzliche und regulatorische Neuerungen berücksichtigt. Nach Abzug der Kosten (zum Beispiel für Messsysteme und den Wertverlust der Batterie) bleibt ein möglicher Gewinn von durchschnittlich 145 bis 410 Euro pro Jahr.

Kurz erklärt

Bidirektional: Batterien in E-Autos können sowohl be- als auch entladen werden. Aktuelle E-Autos können dies nicht serienmäßig. Die VW e-up! wurden für das Forschungsprojekt nachgerüstet. Auch die Ladestation muss speziell für ein Be- und Entladen des Fahrzeugs geeignet sein.
Regelleistung: Regelleistung oder Regelenergie kommt zum Einsatz, um das Stromnetz zu stabilisieren. Die im Rahmen von INEES erbrachte Regelleistung umfasste den Ausgleich von Schwankungen innerhalb von 30 Sekunden bis 15 Minuten (Sekundärregelleistung).


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9 Kommentare

  • Ronald Köhler sagt:

    moderne Li-Ion Akkus halten viel mehr aus, als Otto N vermutet. Langzeittests mit stationären Batterien haben ergeben, dass sich die Anzahl der Zyklen nahezu verzehnfacht, wenn man eben nicht von 100% bis völliger Entladung nutzt, sondern z.B. nur den Bereich zwischen 40% und 90% des Ladezustandes. Das derzeitige Battery Management der Autohersteller geht dort einen Kompromiss ein in Richtung Reichweitenerhöhung. bis ca 80% Entladung, und Vollentladung nur in Ausnahmefällen. So macht der TESLA-S-Display weit vor Erreichen des Stillstandes unübersehbaren Alarm.
    Zum Thema Rückspeisung: Da die Vergütungen (abzüglich Verluste) nicht wirklich wirtschaftlich sind, bin ich beim Thema Aufwand eher skeptisch. Als „ehemaliger“ Lichtblicker habe ich dort andere Konzepte im Sinn die auch wesentlicher sind. Wenn schon Rückspeisung, dann nur im Umfeld mit Lastabhängigen Stromtarifen, was übrigens eine verpflichtende EU-Vorgabe ist, den Strom aber auch dann nur für den Haushalt, der dann gezielt von den hohen Tarifen entlastet wird, was letztlich fürs Netz denselben Effekt bringt.


  • Pendolino sagt:

    Hallo,
    inzwischen gibt es Fahrzeuge, die SERIENMÄSSIG für bidirektionales Laden vorbereitet/geeignet sind (z.B. der NISSAN Leaf).
    Könnte ich mein E-Auto als temporären Batteriespeicher an die Hauselektrik anklemmen, hätte ich (jedenfalls die meiste Zeit des Tages) auch noch einen wirtschaftlichen Batteriespeicher für meine PV-Anlage, würde durch den höheren Eigenverbrauch die Netzbelastung in beide Richtungen reduzieren und alle wären glücklich.
    Schade, dass das technisch Mögliche und Sinnvolle in Deutschland immer noch an gesetzlichen/regulatorischen Vorgaben scheitert.


    • Anke Blacha | LichtBlick Autorin antwortet:

      Hallo Pendolino,

      vielen Dank für Ihren Kommentar. Ja, uns geht es auch viel zu langsam voran – gerade vor dem Hintergrund der aktuellen Zahlen zu den Klimazielen. Aber wir bleiben an den Themen dran und setzen uns weiter für eine einfache, einheitliche Einbindung von mobilen und stationären Speichern ein.

      Viele Grüße
      Anke Blacha


  • Fam. Matthies sagt:

    Hallo Frau Blacha,
    gibt es schon eine ungefähre Zeitschiene für ein mögliches Kundenprojekt zur Elektroautoschwarmmobilität.
    Wir wären sofort dabei und würden dafür sogar den Ökostromanbieter wechseln.
    Grüße
    Fam. Matthies


    • Ralph Kampwirth sagt:

      Liebe Familie Matthies,
      derzeit stehen uns noch gesetzliche Hürden im Weg, um die SchwarmMobilität als Produkt in den Markt zu bringen.
      Was wir heute aber schon bieten, ist Fahrstrom für Elektromobile. Und natürlich informieren alle unsere Fahrstromkunden, sobald wir auch SchwarmMobilität anbieten können. Alle Infos und auch ein Wechselformular finden Sie hier: https://lbk.nerdlichter.com/schwarmenergie/schwarmmobilitaet/ Oder Sie melden Sich bei unseren Kundenservice unter 040-8080 3030
      Bestens
      Ralph Kampwirth


  • Florian sagt:

    Hallo,
    der Akku meines Ioniq wird wahrscheinlich ca 3000 Zyklen ohne Probleme aushalten, d. h. ich könnte mit dem Akku ca 600 000 km fahren. Wenn ich nur die Hälfte der Zyklen „vermiete“ dann habe ich immer noch 300000 Kilometer. Für die 150 – 450 Euro Gewinn pro Jahr kann ich fast den Stromverbrauch für meine Kilometer/Jahr bezahlen.
    Sobald es da einen Anbieter gibt, werde ich mein Akku ans Netz hängen 🙂
    Weiter so Lichtblick !!
    Gruß Florian


    • Anke Blacha | LichtBlick Autorin antwortet:

      Hallo Florian,

      erst einmal vielen Dank! Und auch ein Lob an Sie, dass Sie sich nicht nur für E-Mobilität entschieden haben, sondern weiter denken! Menschen wie Sie geben uns gleich doppelt Ansporn, unsere Schwarm-Konzepte weiter zu verfolgen und voranzubringen. Wir werden auf jeden Fall mit Hochdruck daran arbeiten, dass baldmöglichst aus den Forschungsprojekten Kundenprodukte werden. Das ist nicht nur ein wichtiger Schritt für die E-Mobilität, sondern auch für die Energiewende

      Viele Grüße
      Anke Blacha


  • Mario sagt:

    Hallo,
    aber macht es wirklich Sinn, die Batterie des Elektrofahrzeugs dafür zu verbrauchen.
    Die Haltbarkeit der Batterie ist durch die Anzahl der möglichen Ladezyklen beschränkt.
    Wenn ich die kürzere Lebensdauer der Batterie in Geld umrechne, wird sich doch der Verkauf des Stroms nicht rechnen.


    • Frank Krippner sagt:

      Hallo Mario,
      wenn man bedenkt, dass ein Auto im Durchschnitt 23 Stunden am Tag ungenutzt parkt, wäre es ja wirklich schade, die Speicherkapazität von Elektroautos für die Einbindung in den Strommarkt völlig ungenutzt zu lassen. Natürlich ist es richtig, dass die Batterie zusätzlich beansprucht wird. Diese zusätzliche Batteriealterung wurde bei der Wirtschaftlichkeitsberechung im Rahmen von INEES jedoch berücksichtigt.
      Viele Grüße
      Frank Krippner


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