Bidirektionales Laden

Beim birektionalen Laden kann die elektrische Energie wahlweise in eine der beiden Richtungen fließen: Vom Stromnetz in die Akkumulatoren im Elektroauto oder bei Bedarf auch wieder zurück aus den Akkumulatoren vom Elektroauto zurück in das Wechselstromnetz. Dazu nötig sind neben einem Laderegler für das Laden der Akkumulatoren ein Wechselrichter, welcher bei der Rückspeisung die Gleichspannung des Batteriespeichers für die Einspeisung in das Stromnetz in Wechselspannung umrichtet.^[1] Hierzu kann entweder der eingebaute Wechselrichter im Fahrzeug selbst dienen (AC-Laden) oder ein zusätzlicher Wechselrichter in der Wallbox (DC-Laden).

Als technische Infrastruktur bei bidirektionalem Lademanagement (BDL) sind folgende Komponenten beteiligt:

• Elektroautos und Hybridfahrzeuge
• Ladeinfrastruktur und in Kombination mit Wechselrichtern
• Energiesysteme wie das Stromnetz, bestehend aus Haus-/Gebäudenetz, externe Stromverbraucher

Die Norm ISO 15118 legt die Kommunikationsschnittstelle zwischen Fahrzeugen und Ladestation fest, darin ist auch ein Abschnitt zu bidirektionellem Laden vorgesehen damit die verschiedenen Komponenten reibungslos zusammenarbeiten können. Dieser soll ab 2028 auch die Einspeisung in das öffentliche Netz ermöglichen.

Es gibt für bidirektionellem Laden unter anderem zwei netzparallele Anwendungen:

1. englisch Vehicle to Home (V2H)
2. englisch Vehicle to Grid (V2G)

In beiden Fällen wird über die Ladeinfrastruktur entweder in das Stromnetz (V2G) oder in das Hausnetz (V2H) zurückgespeist. Eine Sondervariante ist die Versorgung einzelner oder mehrerer Verbraucher (V2L), hierbei handelt es sich um Inselnetze. Beispiele dafür sind Anwendungen im Bereich Camping oder bei Baustellen.

Eine Unterscheidung in den Anwendungen beim netzparallelen Betrieb besteht auch in der Frage ob Schnittstelle zum Fahrzeug mit Wechselspannung oder mit Gleichspannung betrieben wird.

Bei Wechselspannung muss das Ladegerät im Fahrzeug die Leistung an das Netz abgeben können. Dies bedeutet, das der Kfz-Hersteller das Ladegerät als Einheit nach der DIN-VDE-AR 4105:2026-03 zertifiziert. Bei Gleichspannung hingegen muss nur die fest installierte Ladeinfrastruktur ohne Fahrzeug zertifiziert werden.

Es gibt verschiedene Konzepte des bidirektionalen Ladens.^[5] Diese können nach dem Erlösort des Mehrwerts gruppiert werden und werden zusammenfassend als Vehicle-to-X (V2X) bezeichnet:

• Vehicle to Load (V2L) auch Vehicle-to-Utility (V2U)^[6] ermöglicht die Stromversorgung einzelner Geräte (Campingausrüstung, Laden von e-Bikes etc.). Einige Elektroautos unterstützen diese Funktion bereits, etwa durch eingebaute 230V-Schuko-Steckdosen (Honda e bis 1500 W) oder durch Adapter am Typ-2-Ladeport (Hyundai Ioniq 5/Kia EV6 mit bis zu 3500 W).
• Vehicle to Home (V2H) bezeichnet die Versorgung eines Hauses mit Strom aus dem Akku eines Elektrofahrzeugs.
• Vehicle to Grid (V2G) bezeichnet die normgerechte Anbindung an das öffentliche Stromnetz, wie etwa bei Photovoltaik-Anlagen. Dies wird in Studien erforscht und im neu entstehenden Stadtteil von Utrecht („Cartesius“) als Praxismodell erprobt.^[7] In der Schweiz ist es bereits erlaubt, bidirektionale Ladestationen zu installieren und zu betreiben. Benötigt wird lediglich die Zustimmung des lokalen Verteilnetzbetreibers. Nach erteilter Genehmigung wird der dem Auto entnommene Strom jenem aus einem herkömmlichen Speicher gleichgesetzt und auch zu denselben Konditionen vergütet.^[8] Studien und Pilotprojekte zeigen, dass V2G-fähige Fahrzeuge als flexible Energiespeicher einen wichtigen Beitrag zur Netzstabilität leisten können. In der Schweiz wird bidirektionales Laden bereits in ersten Praxisprojekten erprobt, unter anderem durch lokale Energieversorger und Forschungsinstitutionen. Dabei dienen Elektrofahrzeuge dazu, Lastspitzen im Stromnetz abzufedern oder überschüssige Energie aus Photovoltaikanlagen ins Netz einzuspeisen. Erste praktische Anwendungen demonstrieren zudem, dass sich die Technologie für Privathaushalte ebenso eignet wie für größere Areale oder Firmenflotten. Durch die Integration in Smart-Grid-Konzepte kann bidirektionales Laden langfristig helfen, den Ausbau erneuerbarer Energien effizienter zu gestalten.^[9]
• Vehicle to Building (V2B): Bei Vehicle to Building versorgen mehrere Fahrzeuge oder ganze Flotten große Gebäude mit mehreren Parteien mit Strom oder decken Lastspitzen ab (peak shaving).
• Vehicle-to-Vehicle (V2V): bezeichnet das Laden anderer E-Autos oder zum Beispiel auch das Laden von Booten oder Campingfahrzeugen.^[6]

V2H und V2B können bei V2S (Vehicle-to-Site) integriert werden, bei der eine PV-Anlage dann nicht mittelbar über das Gebäude, sondern direkt am Umrichter des Ladeparks angeschlossen ist, der die Ladepunkte versorgt. Im Bereich der Elektro-Lkw entsteht dabei ein Anwendungsfall aller V2X-Lösungen beim Depotladen, sodass lokal erzeugter PV-Strom in einer Fahrzeugbatterie zwischengespeichert werden kann, und per V2V andere Fahrzeuge laden kann. Dies vermeidet den Einkauf vom Elektroenergie beim Netzbetreiber. Dies wurde 2026 demonstriert.^[10]

Neben technischen sind insbesondere regulatorische Schwierigkeiten zu lösen, welche mit Stand 2024 bestehen:

• Garantiebedingungen von Akkus von Elektrofahrzeugen: Um die Garantiebedingungen der Autohersteller von Akkus nicht zu verletzen, kann eine Beschränkung des bidirektionalen Betriebs vorgesehen werden.
• Erweiterung / Harmonisierung von Gesetzen / Vorgaben (Deutschland)
  • In der Ladesäulenverordnung fehlen die Definitionen oder technische Voraussetzungen des bidirektionalen Ladens.
  • Im Elektromobilitätsgesetz fehlt die Definition der verschiedenen Rückspeisungsmöglichkeiten oder die Kennzeichnung von bidirektionalen Ladesäulen.
  • Das Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) berücksichtigt Elektrofahrzeuge weder als mobile Speicher noch generell zur Energiespeicherung.
  • Das Energiewirtschaftsgesetz (EnWG) und das EEG besitzen unterschiedliche Definitionen des Letztverbrauchers.
• Politische Vorgaben: Im Masterplan Ladeinfrastruktur der deutschen Bundesregierung^[11] werden keine Vorgaben gemacht, ob und wie viele Elektrofahrzeuge das bidirektionale Laden unterstützen und welche Ladesäulen den Stromfluss in beide Richtungen unterstützen sollen.
• Steuerrechtliche Fragen: Die Fragestellungen (u. a. Betreiber wird zu Unternehmer mit Gewinnerzielungsabsicht) des bidirektionalen Ladens können mit der steuerliche Behandlung von PV-Anlagen verglichen werden.
• doppelte Netzentgelte bei Be- und beim Entladen sowie einem teureren Messkonzept durch den notwendigen zweiten Zähler und dem schleppenden Smart-Meter-Rollout samt dem dazugehörigen Prozessen^[12]

Bei den Anwendungsmöglichkeiten sind unterschiedlich viele Marktteilnehmer beteiligt, die damit regulatorisch unterschiedlich komplex sind:

• Bei V2L sind nur die Automobilhersteller involviert und diese erfüllen die technischen und regulatorischen Voraussetzungen. Einige Automobilhersteller bieten V2L in ihren Fahrzeugen bereits an.
• Bei V2H sind neben Automobilherstellern auch Wallboxhersteller, PV Anlagenhersteller, Smart Home Hersteller und Elektroinstallateure beteiligt.
• Bei V2G kommen zusätzlich Netzbetreiber und Bundesnetzagentur hinzu.

Bei V2H bestehen keine regulatorischen Hürden, vgl. hierzu Drucksache 20/14985 vom 14.2.2025, 3. Seite – Mitte: Zitat: "Für V2H sind keine verbleibenden regulatorischen Hürden bekannt."

Regulatorisch komplexer ist V2G, womit V2H schneller marktreif wird als V2G. Im Positionspapier zu notwendigen regulatorischen Anpassungen im Kontext des bidirektionalen Ladens^[13] werden regulatorische Hemmnisse und Handlungsempfehlungen genannt.

• Marco Jung: Multifunktionales bidirektionales Laden. In: Handbuch Elektromobilität 2015. / Reiner Korthauer (Hrsg.). EW Medien und Kongresse, Frankfurt a. M., Berlin, Essen 2015, ISBN 978-3-8022-1132-4, S. 182–198.
• Marco Jung et al.: Kabelgebundenes und kabelloses bidirektionales Laden von Elektrofahrzeugen. In: Elektrik/Elektronik in Hybrid- und Elektrofahrzeugen und elektrisches Energiemanagement VI.: [4th Conference "Electric & Electronic Systems in Hybrid and Electric Vehicles and Electrical Energy Management" organized by Haus der Technik e. V. Essen April 22nd and 23rd, 2015, in Bad Boll; EEHE] / Carsten Hoff; Ottmar Sirch (Hrsg.). expert-Verl., Renningen 2015, ISBN 978-3-8169-3311-3, S. 459–481.
• Adrian Ostermann, Matthias Müller, Sebastian Faller: Bidirectional charging management – Developing a measurement concept for pilot operation in Germany. In: NEIS 2020: Conference on Sustainable Energy Supply and Energy Storage Systems, Hamburg, 14-15 September 2020. [8th NEIS Conference]. / Detlef Schulz (ed.) VDE-Verl., Berlin [2020], ISBN 978-3-8007-5359-8, S. 155–160.
• Marek Mägi: Analysis of distribution substation topologies for energy exchanging between EV and utility networks. In: 11th International Symposium "Topical problems in the field of electrical and power engineering". Doctoral school of energy and geotechnology II: Pärnu, Estonia, January 16-21, 2012. / J. Zakis (ed.). Tallinn University of Technology, Faculty of Power Engineering; Elektriajam, Tallinn 2012, ISBN 978-9985-69-051-2, S. 158–167 (PDF).
• Deutscher Bundestag, Drucksache 20/14985 20. Wahlperiode, 14.02.2025 Zukunft des bidirektionalen Ladens (PDF; 0,2 MB)

Commons: Bidirektionales Laden – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

• Marktübersicht bidirektionaler Ladestationen bei bidirektionale-wallboxen.de