EU-Projekt EV4EU treibt bidirektionales Laden voran

Das EU-Projekt EV4EU rund um bidirektionales Laden hat nach vier Jahren seine Arbeit abgeschlossen. Die Partner entwickelten unter anderem einen bidirektionalen CCS-Ladeprototyp und Open-Source-Software für Ladepunktbetreiber. Vier Demonstrationsprojekte zeigen, wie E-Autos zur Flexibilisierung des Stromsystems beitragen können.

Bild: Gen-I

Das europäische Forschungsprojekt EV4EU hat nach vier Jahren Laufzeit seine Arbeit abgeschlossen. Ziel war es, Lösungen zu entwickeln und zu erproben, mit denen Elektrofahrzeuge nicht nur Strom aufnehmen, sondern auch als flexible Ressourcen im Energiesystem eingesetzt werden können. Sprich: Bidirektionales Laden. Zu den wichtigsten Ergebnissen zählen ein funktionsfähiger Prototyp einer bidirektionalen Ladestation auf CCS-Basis und frei verfügbare Software für Ladepunktbetreiber. Das von der EU mit rund neun Millionen Euro geförderte Projekt wurde vom portugiesischen Forschungsinstitut INESC-ID koordiniert. Insgesamt waren 16 Projektpartner und sechs assoziierte Partner beteiligt.

Im Mittelpunkt stand das Konzept Vehicle-to-Everything (V2X). Der Oberbegriff umfasst unterschiedliche Möglichkeiten, Energie aus der Fahrzeugbatterie zurückzuführen oder mit anderen Systemen auszutauschen, wie etwa Vehicle-to-Grid (V2G). Dabei speist das Elektroauto Strom ins öffentliche Netz zurück. Das kann beispielsweise helfen, Lastspitzen abzufedern oder überschüssigen Strom aus erneuerbaren Energien zeitversetzt zu nutzen.

Vehicle-to-Home (V2H) bezeichnet die Versorgung eines Hauses mit Energie aus der Fahrzeugbatterie, etwa wenn die eigene Photovoltaikanlage gerade wenig Strom liefert. Bei Vehicle-to-Building (V2B) geht es um gewerbliche oder öffentliche Gebäude. Vehicle-to-Load (V2L) wiederum ermöglicht es, elektrische Geräte direkt aus dem Fahrzeug zu versorgen – etwa Werkzeuge oder Campingausrüstung. V2L ist damit ebenfalls ein Energieaustausch, dient aber nicht automatisch der Netzdienlichkeit.

CCS-Prototyp und offene Software

Ein wesentliches technisches Ergebnis von EV4EU ist die Entwicklung und erfolgreiche Erprobung eines voll funktionsfähigen Prototyps für bidirektionales DC-Laden auf Basis des Combined Charging System (CCS). Damit befasst sich das Projekt mit einem wichtigen Baustein für die breitere Anwendung der Technologie: der Rückspeisung über eine etablierte Gleichstrom-Ladeschnittstelle. Zusätzlich entwickelten die Partner Open-Source-Werkzeuge für Betreiber von Ladepunkten, um die Kommunikation auf Basis von Standards für intelligentes und bidirektionales Laden abzuwickeln.

Auch die Steuerung der verfügbaren Fahrzeugbatterien spielte eine zentrale Rolle. EV4EU untersuchte, wie ein virtuelles Kraftwerk verschiedene flexible Ressourcen bündeln und optimieren kann, um sie an Energiemärkten einzusetzen. „Dieser Ansatz kann zu höheren Einnahmen führen und gleichzeitig direkte Vorteile für die Nutzerschaft mit sich bringen“, sagt Projektkoordinator Hugo Morais. Voraussetzung ist allerdings, dass die Fahrzeuge zum benötigten Zeitpunkt angeschlossen sind und ihre Besitzer ausreichend Spielraum bei Lade- und Entladevorgängen einräumen.

Vier Pilotprojekte in Europa

Die Projektpartner erprobten ihre Ansätze in Portugal, Slowenien, Griechenland und Dänemark. In Portugal wurden unidirektionale und bidirektionale Ladepunkte unter anderem in Wohngebäuden und öffentlichen Einrichtungen integriert. Der Demonstrator zeigte eine durchschnittliche Verringerung der Ladekosten privater Haushalte um 8,6 Prozent sowie eine um bis zu 21,9 Prozent höhere Integration erneuerbarer Energien.

In Slowenien standen virtuelle Kraftwerke und lokale Marktplattformen in Büro- und Schulgebäuden im Fokus. Die Versuche bestätigten den zusätzlichen Nutzen von V2X gegenüber rein intelligentem Laden, bei dem lediglich der Zeitpunkt des Strombezugs gesteuert wird. Im griechischen Athen erprobten die Partner flexible Kapazitätsverträge und dynamische Preissignale, um Überlastungen und hohe Leistungsanforderungen an öffentlichen Ladeorten zu begrenzen. Der dänische Demonstrator wiederum steuerte Ladegruppen auf Parkplätzen. Regelalgorithmen sollten dabei Phasenunsymmetrien verringern und die lokale Nutzung erneuerbarer Energien verbessern.

Nutzerakzeptanz bleibt entscheidend

Neben der technischen Machbarkeit untersuchte EV4EU auch Geschäftsmodelle, regulatorische Rahmenbedingungen und die Bedürfnisse der Fahrzeugnutzer. Denn bidirektionales Laden funktioniert nur dann als Flexibilitätsoption, wenn die gewünschte Mobilität der Nutzer gewährleistet bleibt und die Batteriealterung berücksichtigt wird. Entsprechende Steuerungsalgorithmen können Lade- und Entladevorgänge so optimieren, dass zusätzliche Belastungen für die Batterie begrenzt werden.

Die Ergebnisse zeigen, dass V2X über einzelne Fahrzeug- und Ladetechnologien hinausgeht: Benötigt werden abgestimmte Kommunikation, geeignete Marktmodelle und Anreize für die Beteiligten. Das Projekt liefert dafür erprobte technische Ansätze und praktische Erkenntnisse. Der nächste Schritt besteht darin, solche Lösungen in größerem Maßstab und unter den jeweiligen nationalen Netz- und Marktbedingungen umzusetzen.