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, an andere Geräte oder zurück ins öffentliche Stromnetz. So würde 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 45 Minuten pro Tag. Das bedeutet, dass abertausende Pkw im Schnitt ganze 23 Stunden und 15 Minuten des Tages ungenutzt herumstehen. Im Falle von E-Autos bedeutet das eine gewaltige Verschwendung von Potenzial. Denn jedes elektrisch fahrende Auto beherbergt einen großen Akku, sogar weitaus größer als hochpreisige PV-Speicher für den Heimgebrauch. 

Stromspeicher sind für Privathaushalte der Schlüssel zur optimalen Ausnutzung 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 PV-Anlage 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.

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, es lädt auf – 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:

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 Infrastruktur.

• 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 kommen moderne Smart Meter ins Spiel.

• 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.

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.

• Das Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) regelt die Einspeisung 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.

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, könnten sie in großem Umfang zur Stabilisierung der Netze beitragen – und damit zu einer zuverlässigen Energieversorgung für alle.

Für dich als Fahrzeugbesitzerin oder -besitzer eröffnen sich dadurch völlig neue Möglichkeiten: von der Reduzierung der Stromkosten durch das Einspeisen von teurem Spitzenlaststrom bis hin zur (Not-)Stromversorgung des eigenen Hauses. Diese Technologie ist somit ein entscheidender Schlüssel für eine höhere Energieautonomie und Effizienz.

Obwohl technische und regulatorische Standards noch weiterentwickelt werden müssen, 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.