Bedarf an Energiespeicher lässt sich durch V2G decken
Nun gibt es endlich konkrete, belastbare Zahlen zum Potential von V2G-/V2H-Anwendungen. Die Studie „Electric vehicle batteries alone could satisfy short-term grid storage demand by as early as 2030“, die in der renomierten Fachzeitschrift Nature veröffentlicht wurde, kommt zum Schluss, dass bis 2030 der Bedarf and Netzspeicher alleine durch E-Auto-Batterien gedeckt werden kann. Insgesamt stehen laut Studie durch die Batterien in E-Autos bis zum Ende des Jahrzehnts 2,6 bis 3,8 Terawattstunden (TWh) an Energiespeicher zur Verfügung.
Bis 2050 wird dank E-Autos sogar eine technische Speicherkapazität von 32 bis 62 TWh zur Verfügung stehen, um das Netz zu entlasten und Verbrauchsspitzen zu decken. E-Fahrzeuge haben somit ein enormes Potential, das Stromnetz zu entlasten, Spitzen zu decken, die Notstromversorgung bei Black-Outs sicherzustellen und Energie aus Speichern dann konsumieren zu können, wenn sie auch tatsächlich gebraucht wird.
Was das Speicherpotential von V2G beeinflusst
Das global nutzbare Speicherpotential von E-Autos hängt nicht nur von der Gesamtkapazität der Fahrzeugbatterien ab, sondern auch von einer Vielzahl weiterer sozialer, technischer und ökonomischer Einflussfaktoren.
Folgende Faktoren wurden für die Berechnung des V2G-Potentials u. a. in der Studie berücksichtigt:
- Fahrzeugnutzung:
- Ladeverhalten: Ladeleistung (Normalladen/Schnellladen)
- Fahrverhalten: Tägliche Distanzen, Fahrzyklus
- Batterie: State-Of-Charge (SoC) und Batterietemperatur
- Batterie-Degradation:
- Lebenszyklus / Lebensdauer der Batterien
- Leistungsverlust der Batterien im Laufe der Nutzung durch Fahr-/Ladeverhalten und Außentemperaturen (länderspezifisch)
- Batterie-Bestand:
- Batteriekapazität je Fahrzeug (kWh)
- Bestand an E-Fahrzeugen (Flottenkapazität)
- Chemischer Aufbau der Batterien
- Second-Life:
- Wiederverwendungsquote der Batterien als stationärer/lokaler Speicher
- V2G-Teilnahme:
- Beteiligungsrate bei V2G-Angeboten (Akzeptanz)
Das Framework und die getroffenen Annahmen können direkt aus der Studie entnommen werden. Die Modellannahmen wurden äußerst konservativ getroffen, d.h. das tatsächliche Speicherpotential von E-Autos dürfte in der Realität durchaus noch höher ausfallen. In der Studie wurde z. B. von einer V2G-Beteiligungsrate von nur 20 bis 30 % ausgegangen. Auch bei der Batteriekapazität auf Fahrzeugebene wurde mit durchschnittlich 33 kWh eine eher konservative Annahme getroffen.
Kritische Menge für V2G – Die notwendige Beteiligungsrate
Der Erfolg von V2G steht und fällt mit der Teilnahmebereitschaft der E-Autofahrer*innen. Die Ergebnisse der Studie zeigen aber, dass bereits eine Partizipationsrate von 20 bis 30 % genügt, um den kurzfristigen Speicherbedarf von 10 TWh im Jahr 2050 zu decken. Wird die Hälfte der ausgemusterten Fahrzeugbatterien als stationärer Speicher eingesetzt, genügt sogar eine Beteiligungsrate von 10 %. Eine höhere Beteiligungsrate von 50 % würde bedeuten, dass auf eine Kapazität von 25 bis 48 TWh zugegriffen werden kann.
Fazit, Barrieren und Ausblick
Die Studie verdeutlicht, dass E-Autos in Kombination mit bidirektionalem Laden (V2G/V2H/V2X) ein enormes Potential besitzen, das Stromnetz zu entlasten und (erneuerbare) Energiequellen nachhaltig und bedarfsorientiert zu nutzen. Im zugrunde liegenden Modell bzw. Framework sind zahlreiche technische und sozio-ökonomische Faktoren eingeflossen, um ein möglichst realistisches Bild des V2G-Potentials zu bekommen.
Wie bei jeder Studie gibt es auch hier einige Einschränkungen und Unsicherheiten. Wird zukünftig von Schnell-Ladeoptionen mehr Gebrauch gemacht, führt dies zu schnellerem Batterieverschleiß. Auch hohe Temperaturen (in bestimmten Ländern) wirken sich negativ auf die Batterielebensdauer aus. Auch Anreize (Policy-Incentives), Fahrzeugdesign, Konsumpräferenzen und Ladeinfrastruktur sind Faktoren, die das globale Potential von Fahrzeugbatterien als Stromspeicher beeinflussen. Ebenso kann sich das zukünftige Verkehrsverhalten (Umstieg auf öffentlichen Verkehr, Car-Sharing, Batterie-Tauschsysteme etc.) auf den Fahrzeugbestand und die Fahrzeugnutzung und somit wieder auf die zur Verfügung stehende Speicherkapazität auswirken.
Download: Studie als PDF
Weitere Studien zum Thema: Übersicht Studien (V2G, V2H, V2X)