Bidirektionales Laden: das E-Auto als Gamechanger im Stromnetz

Bidirektionales Laden heißt Laden in zwei Richtungen. Ein entsprechend ausgestattetes E-Auto kann nicht nur Strom aufnehmen, sondern ihn bei Bedarf auch wieder abgeben, etwa an dein Haus (Vehicle-to-Home, V2H) , externe Geräte (Vehicle-to-Load, V2L) oder durch Rückspeisung zurück ins öffentliche Stromnetz (Vehicle-to-Grid, V2G). Die Steuerung erfolgt dabei in Echtzeit über eine Software, die Fahrzeug, Wallbox und Energiemanagementsystem miteinander vernetzt.

So wird aus deinem Elektrofahrzeug nicht nur ein Fortbewegungsmittel, sondern ein flexibler Stromspeicher auf Rädern und ein aktiver Teil der Energiewende.

Im Durchschnitt nutzen wir das Auto gerade einmal rund 45 Minuten pro Tag. Das bedeutet, dass abertausende Pkw im Schnitt ganze 23 Stunden und 15 Minuten des Tages ungenutzt herumstehen. Bei E-Autos ist das verschenktes Potenzial, denn ihre Batterien sind oft größer als klassische PV-Speicher für den Heimgebrauch. 

Stromspeicher sind für Privathaushalte der Schlüssel zur optimalen Nutzung eigenen Solarstroms sowie dynamischer Stromtarife und eröffnen völlig neue Möglichkeiten, die Energiekosten dauerhaft zu senken. In der Vision einer stabilen und primär auf Erneuerbaren fußenden Energieversorgung der Zukunft kommt ihnen eine wichtige Rolle zu. Was böte sich mehr an, als den Stromspeicher, der eh schon vor der Haustür steht, während der Standzeiten gewinnbringend zu nutzen? 

Ein E-Auto könnte überschüssigen Solarstrom von der Photovoltaikanlage aufnehmen, diesen bei Bedarf zurück ans Haus abgeben und obendrein dazu beitragen, das Stromnetz zu stabilisieren. Klingt nach Zukunftsmusik? Tatsächlich stehen wir genau an diesem Wendepunkt – zwar wird das bidirektionale Laden in Deutschland noch nicht wirklich genutzt, es ist aber technisch bereits möglich – und der Bundestag hat jetzt eine zentrale wirtschaftliche Hürde für Vehicle-to-Grid (V2G) abgebaut: Rückgespeister Strom soll künftig nicht mehr durch eine Doppelbelastung mit Netzentgelten belegt werden. Die Entlastung gilt ab dem 1. Januar 2026; ab dem 1. April 2026 sollen neue Marktregeln der Bundesnetzagentur (MiSpeL) die Bilanzierung von Speichern und Lastgängen vereinfachen.

Um zu verstehen, was beim bidirektionalen Laden passiert, werfen wir einen Blick auf die verschiedenen Lade-Technologien, die es aktuell bei Elektroautos gibt. Denn nicht jedes E-Auto und nicht jede Ladestation sind für alle Möglichkeiten geeignet. Schauen wir uns mal an, wie das klassische unidirektionale Laden funktioniert und was hinter den modernen, bidirektionalen Konzepten steckt.

Beim unidirektionalen Laden fließt der Strom nur in eine Richtung: von der Steckdose oder Wallbox in die Batterie deines Elektroautos. Das ist der Standard. Du steckst das Auto an, der Ladevorgang beginnt – fertig. Die Technik dahinter ist ausgereift und weit verbreitet, allerdings hat sie Grenzen:

• Das Auto kann ausschließlich Energie aufnehmen, nicht abgeben.

• So kann überschüssiger Strom aus einer Solaranlage zwar ins Auto geladen, aber nicht zurück ins Haus oder ins Netz gespeist werden.

• Die Batterie ist ein passiver Speicher und nur für die Mobilität nutzbar.

Mit dem bidirektionalen Laden wird das E-Auto zum ansteuerbaren Teil des Energiesystems. Man unterscheidet drei Hauptanwendungen:

Bidirektionales Laden ist praktisch, aber nicht völlig verlustfrei. E-Autos nutzen Gleichstrom-Akkus und werden über das Hausnetz mit Wechselstrom aufgeladen, der von einem Gleichrichter in Gleichstrom umgewandelt werden muss.

Die drei größten Verlustpunkte beim bidirektionalen Laden sind:

• Gleichstrom (DC) zu Wechselstrom (AC): Die Solarmodule auf dem Dach erzeugen Gleichstrom. Dieser wird von einem Wechselrichter in Wechselstrom umgewandelt, damit er im Haushalt genutzt werden kann. Hier entstehen die ersten Verluste.

• Umwandlung von AC zu DC: Der Wechselstrom (AC) aus dem Stromnetz wird in Gleichstrom (DC) umgewandelt, um die Fahrzeugbatterie zu laden. Auch hier entstehen Verluste.

• Umwandlung von DC zu AC: Beim Entladen des E-Autos wird der Gleichstrom (DC) aus der Batterie wieder in Wechselstrom (AC) umgewandelt, um ihn im Haus oder im Netz zu nutzen. Das führt zu weiteren Verlusten.

In der Praxis summieren sich diese Umwandlungsverluste bei AC-basierten Systemen auf bis zu rund 30 % der ursprünglich erzeugten Energie aus der PV-Anlage. Eine effektivere Lösung ist es, PV-Strom direkt ins E-Auto zu leiten – ohne Zwischenschritte und zusätzliche Umwandlung. So gibt es keine nennenswerten Verluste und die erzeugte Energie kann optimal genutzt werden. Eine weitere Möglichkeit, Verluste zu reduzieren, sind Mikrowechselrichter, die jeden Solarmodul-Ausgang individuell optimieren und so die Energieeffizienz erhöhen.

Damit das bidirektionale Laden in größerem Maßstab tatsächlich funktioniert, müssen einige technische Bedingungen erfüllt sein – nicht nur im Fahrzeug selbst, sondern bei der gesamten eingebundenen Ladeinfrastruktur.

• Fahrzeug: Nicht jedes E-Auto unterstützt bidirektionales Laden. Es braucht dafür spezielle Hardware und eine passende Software, so etwa einen bidirektionalen Onboard-Lader, um den Stromfluss in zwei Richtungen zu leiten, ein Batteriemanagementsystem (BMS) und eine Software-Schnittstelle, die mit der bidirektionalen Wallbox und – bei V2G – auch mit dem Stromnetz kommuniziert.

• Bidirektionale Wallbox: V2H und V2G brauchen eine Wallbox, die bidirektional den Stromfluss in beide Richtungen steuert und je nach Bedarf Gleich- und Wechselstrom verarbeitet. Sie muss außerdem mit dem jeweiligen Fahrzeug kompatibel sein.

• Netzanschluss und Steuerung: Gerade bei V2G ist eine intelligente Steuerung nötig, die mit dem Stromnetz kommuniziert und den optimalen Lade- und Entladezeitpunkt bestimmt. Auch dein Stromzähler muss diese Vorgänge messen und abrechnen können – hier haben moderne Smart Meter eine Schlüsselfunktion.

• Marktdurchdringung: Noch sind Fahrzeuge und Wallboxen mit bidirektionaler Funktion eher selten. Die Technik entwickelt sich jedoch weiter und verbreitet sich (langsam). Es ist zu erwarten, dass in den nächsten Jahren neue Möglichkeiten für eine stärkere Vernetzung entstehen.

Obwohl bidirektionales Laden bereits seit einiger Zeit existiert, ist es noch nicht flächendeckend verfügbar. Nicht nur die geringe Anzahl bidirektional-fähiger Fahrzeuge ist ein Problem, sondern auch die niedrige Dichte an Smart Metern in Deutschland, die für eine intelligente Netzintegration entscheidend sind.

Modelle wie der Nissan Leaf, der e-NV200 sowie der Mitsubishi i-MiEV haben bereits früh bidrektionales Laden ermöglicht und gelten als Pioniere dieser Technologie. Auch der deutsche Hersteller Volkswagen hat dieses Feature bereits im Angebot. Neuere Modelle unterstützen es serienmäßig, ältere Generationen des ID.3 und ID.4 können per Software-Update nachgerüstet werden. So können immer mehr Modelle als dezentrale Speicher genutzt werden.

Während asiatische Hersteller wie Nissan weiterhin auf den CHAdeMO-Standard setzen, ermöglichen europäische Hersteller zunehmend bidirektionales Laden über den CCS-Stecker (Combined Charging System). Damit öffnet sich die Technologie schrittweise für den europäischen Markt – und immer mehr Fahrzeuge und Wallboxen werden künftig voraussichtlich über diese Funktion verfügen.

Bidirektionale AC-Wallboxen sind für den privaten Gebrauch die praktikabelste und vorteilhafteste Lösung. Generell sind AC-Wallboxen auf dem europäischen Markt breiter verfügbar. Im Gegensatz zu teuren DC-Wallboxen nutzen sie den meist im Elektroauto integrierten Wechselrichter (Onboard Charger, OBC). Das macht einerseits die AC-Wallboxen selbst deutlich günstiger, zum anderen erleichtert es die Installation.

Die Vision beim bidirektionalen Laden: Millionen E-Autos, die nicht nur fahren, sondern aktiv am Energiemarkt teilnehmen und zu einem ausgeglichenen, stabilen Stromnetz beitragen. In den kommenden Jahren wird die Zahl der Elektrofahrzeuge in Deutschland und Europa weiter steigen – und mit ihr das Potenzial für flexible, dezentrale Stromspeicher. E-Autos bilden so im Zusammenspiel mit Smart Grids, intelligenten, bidirektionalen Wallboxen und flexiblen Stromtarifen eine Säule des neuen, nachhaltigen Energiesystems.

Das alles klingt schon mal super, aber auch etwas allgemein. Darum werfen wir im nächsten Kapitel einen Blick auf die konkreten Potenziale des bidirektionalen Ladens mit E-Autos.

Im Jahr 2025 sind in Deutschland rund 1,7 Millionen Elektroautos zugelassen – Tendenz steigend. Die durchschnittliche Batteriekapazität eines modernen E-Autos liegt bei etwa 50 bis 70 Kilowattstunden (kWh). Zusammengenommen ergibt das bereits heute eine beeindruckende potenzielle Gesamtspeicherkapazität im zweistelligen Gigawattstunden-Bereich. Zum Vergleich: Das ist mehr als viele große Pumpspeicherkraftwerke in Deutschland leisten können.

Je mehr flexible Speicher im System sind, desto leichter lassen sich Schwankungen bei der Einspeisung erneuerbarer Energien ausgleichen. Das erhöht die Versorgungssicherheit, hält die Netzfrequenz stabil bei 50 Hertz, reduziert die Gefahr von Stromausfällen und kann sogar dazu beitragen, Strompreise zu stabilisieren oder zu senken. Denn E-Auto-Batterien nehmen überschüssigen Strom auf, wenn das Angebot hoch und der Preis dementsprechend niedrig ist. Sie geben ihn wieder ab, wenn die Nachfrage steigt und die Preise sonst nach oben schnellen würden. Das federt Preisspitzen am Strommarkt ab und senkt das allgemeine Preisniveau.

Auch wenn die Technik für das bidirektionale Laden immer besser wird, entscheidet am Ende oft der rechtliche Rahmen darüber, wie schnell sich diese Innovation im Alltag durchsetzt. In Deutschland gibt es dabei noch einige Hürden – aber auch spannende Entwicklungen. Ein Blick ins Ausland zeigt außerdem, wie es anders (und oft schneller) gehen kann.

Damit das bidirektionale Laden von E-Autos in Deutschland Alltag werden kann, braucht es nicht nur die passende Technik, sondern auch einen klaren rechtlichen Rahmen. In den letzten Jahren hat sich in Deutschland einiges getan. Verschiedene Gesetze wurden angepasst, um die Diversifizierung der Teilhabe am Strommarkt zu regeln und letztlich auch die Integration von E-Autos ins Stromnetz zu erleichtern:

• Das Energiewirtschaftsgesetz (EnWG) schafft die rechtlichen Rahmenbedingungen für einen sicheren und effizienten Betrieb des Stromnetzes und fördert die Integration dezentraler Energiequellen wie E-Autos. Mit der EnWG-Novelle wurde zuletzt der Weg für V2G geebnet, insbesondere mit dem Wegfall der Netzentgelte für rückgespeisten Strom.

• Das Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) regelt die Netzeinspeisung von Strom aus erneuerbaren Quellen und sorgt dafür, dass auch eingespeister Strom aus E-Auto-Batterien vergütet werden kann.

• Das Messstellenbetriebsgesetz bildet die Grundlage für den Einsatz moderner, intelligenter Messsysteme (Smart Meter), die eine transparente Abrechnung und Steuerung des bidirektionalen Ladens ermöglichen.

• Mit der internationalen Norm ISO 15118-20 existiert seit 2023 ein verbindlicher Standard, der die Kommunikation zwischen E-Auto, Wallbox und Energiemanagementsystem regelt. Damit ist es grundsätzlich möglich, verschiedene Fahrzeuge und Ladelösungen kompatibel miteinander zu betreiben.

Trotz dieser lobenswerten Fortschritte gibt es in Deutschland allerdings noch viele bürokratische Hürden:

Einige Länder sind beim bidirektionalen Laden schon deutlich weiter als Deutschland. Asiatische Fahrzeuge sind bereits mehrheitlich mit einem sogenannten CHAdeMO-Stecker ausgestattet und werksseitig für V2H und V2G vorbereitet. Insbesondere Japan gilt als Vorreiter: Hier wird das bidirektionale Laden staatlich gefördert und ist bereits seit Jahren im Einsatz, vor allem als Notstromlösung nach Naturkatastrophen. Erdbeben und Stromausfälle sind in Japan keine Seltenheit; vor allem aber verdeutlichte die Reaktorkatastrophe von Fukushima 2011 die Dringlichkeit für eine Flexibilisierung der Energieversorgung.

Auch in den USA, in Schweden und den Niederlanden gibt es Pilotprojekte. Insbesondere die Niederlande zeigen einen erfrischend praktischen Pioniergeist: In dem Projekt „Living Lab for Smart Charging“ wird einfach das ganze Land als Testgelände für intelligentes Laden genutzt, mit dem Schwerpunkt auf bidirektionale Technologien und einer maximierten Ausnutzung erneuerbarer Energien. Dabei setzen unsere Nachbarn stark auf offene Standards und eine enge Zusammenarbeit zwischen Herstellern, Netzbetreibern und Politik.

Vielleicht fragst du dich, ob das häufigere Be- und Entladen beim bidirektionalen Betrieb deiner E-Auto-Batterie schadet. Schließlich ist die Batterie eine der teuersten Komponenten deines Fahrzeugs – und niemand möchte riskieren, dass sie schneller verschleißt. Die gute Nachricht: Aktuelle Erkenntnisse und Erfahrungen geben Entwarnung.

Jede Batterie unterliegt einem natürlichen Alterungsprozess, den vorrangig Lade- und Entladevorgänge vorantreiben. Je tiefer und häufiger die Batterie entladen wird, desto stärker wirkt sich das auf ihre Lebensdauer aus. Allerdings überstehen moderne, softwareseitig geschützte Lithium-Ionen-Batterien einige tausend Ladezyklen problemlos.

Das bidirektionale Laden – egal ob V2L, V2H oder V2G – beansprucht die Batterien zwar öfter, aber in der Regel innerhalb eines moderaten Ladefensters. Die Batterie wird nicht komplett entleert oder vollgeladen, sondern bewegt sich im optimalen Bereich. Das schont die Zellen und minimiert den Verschleiß.

Aktuelle Studien und Pilotprojekte zeigen, dass smart gemanagtes bidirektionales Laden kaum negative Auswirkungen auf die Lebensdauer der Batterie hat. Es kann sogar der gegenteilige Fall eintreten: Mit einem smarten Energiemanagement verlängert das bidirektionale Laden die Lebensdauer einer E-Fahrzeugbatterie. So erläuterte bereits 2024 Dirk Uwe Sauer, Leiter des Lehrstuhls für Elektrochemische Energiewandlung und Speichersystemtechnik an der RWTH Aachen, dass die Batterie davon profitiert, wenn sie immer nur kurze Zeit im vollgeladenen Zustand bleibt.

Hersteller und Forschungsinstitute berichten, dass die Kapazität der Batterien nach mehreren Jahren bidirektionaler Nutzung meist noch über 80 Prozent liegt – ein Wert, der für die Fahrzeugnutzung vollkommen ausreichend ist. Viele Automobilhersteller geben auf ihre Batterien Garantien von acht Jahren oder mehr – häufig mit einer Mindestkapazität von 70 bis 80 Prozent nach Ablauf der Garantiezeit. Wichtig ist: Es kommt auf die spezifischen Garantiebedingungen jedes individuellen Herstellers an, denn nicht jeder schließt bidirektionales Laden über Wallbox und Co. ein. Die Anbieter dürften aber zunehmend das Potenzial erkennen und ihre Garantien aufgrund der Attraktivität für Endnutzende entsprechend anpassen.

In Zukunft werden Hybridwechselrichter, die sowohl das Speichern der Energie als auch die Umwandlung von PV-Strom ermöglichen, effizienter und kosteneffektiver werden. Durch die Nutzung des E-Autos als Energiespeicher kann auf ein zusätzliches Speichersystem verzichtet werden. Unternehmen wie Hager haben bereits 2024 erste Systeme vorgestellt und arbeiten weiter an entsprechenden Lösungen. 

Hersteller setzen inzwischen sowohl auf DC- als auch auf AC-Wallboxen. Während DC-Wallboxen derzeit noch im höheren Preissegment von etwa 3.500 bis über 5.000 € liegen, sind AC-Wallboxen bereits deutlich günstiger zu haben – aktuell für rund 1.500 €. Ein Experte des Verbands der Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik e.V. (VDE) schätzt die jährlichen Einsparpotenziale des bidirektionalen Ladens auf 200 bis 300 €. In einer gemeinsamen Studie verschiedener Fraunhofer-Institute wird sogar von 1.000 bis 1.500 € vor Abgaben und Steuern (netto etwa die Hälfte) gesprochen.

Insbesondere im privaten Bereich gewinnen AC-Wallboxen an Bedeutung. Sie sind nicht nur günstiger, sondern lassen sich auch leichter installieren und besser ins Stromnetz integrieren. Im Detail bedeutet das:

• Geringere Anschaffungskosten: AC-Wallboxen sind im Vergleich zu DC-Geräten deutlich günstiger.

• Bessere Verfügbarkeit und Netzverträglichkeit: Jede AC-Wallbox könnte theoretisch das bidirektionale Laden unterstützen, wenn Fahrzeug und Software darauf ausgelegt sind. Damit ließe sich die bestehende Infrastruktur an AC-Wallboxen nutzen, von denen es im privaten Bereich deutlich mehr gibt.

• Einfache Installation und kompakte Bauweise: AC-Wallboxen lassen sich leichter an das Hausnetz anschließen, lassen sich schneller installieren und nehmen weniger Platz in Anspruch.

Bidirektionales Laden hebt die Rolle von Elektrofahrzeugen auf eine neue Stufe: von reinen Verbrauchern zu aktiven, dezentralen Speichereinheiten im Stromnetz. Mit ihrer Fähigkeit, Energie nicht nur zu beziehen, sondern bei Bedarf auch zurückzuspeisen, können E-Autos künftig einen wichtigen Beitrag zur Stabilisierung der Netze leisten – und damit zu einer zuverlässigen Energieversorgung beitragen.

Für dich als Fahrzeugbesitzerin oder -besitzer eröffnen sich dadurch völlig neue Möglichkeiten: von der Reduzierung der Stromkosten über eine intelligentere Nutzung von Solarstrom bis hin zur (Not-)Stromversorgung des eigenen Hauses. Gleichzeitig richtet sich die Industrie zunehmend auf diese neue Rolle des E-Autos aus: Hersteller entwickeln effizientere Systeme, bei denen das Fahrzeug perspektivisch einen stationären Stromspeicher teilweise ersetzen kann.

Obwohl technische und regulatorische Voraussetzungen noch weiterentwickelt werden müssen und heutige Batterien keine unbegrenzte Nutzung als Netzspeicher erlauben, ist das Potenzial unbestreitbar. Bidirektionales Laden ist nicht weniger als ein Paradigmenwechsel, der die Sektoren Energie und Mobilität intelligent miteinander verknüpft und den Weg für ein resilienteres, kostengünstigeres und grüneres Energiesystem der Zukunft ebnet.