Können kalifornische Elektroautos das Stromnetz einspeisen?

Zusammenfassend

Durch bidirektionales Laden können Besitzer von Elektroautos Energie an das Netz verkaufen oder damit ihr Zuhause mit Strom versorgen. Doch wird sich die kostspielige Technologie durchsetzen?

Als im vergangenen Sommer eine historische zehntägige Hitzewelle in ganz Kalifornien zu Stromausfällen führte, leistete ein kleiner Schulbezirk im San Diego County seinen Beitrag: Er entnahm überschüssigen Strom aus seinen elektrischen Schulbussen und leitete ihn zurück an das überlastete Stromnetz des Staates.

Die sieben Schulbusse versorgten während der Hitzewelle jeden Tag 452 Haushalte mit Strom und die Busse wurden nur außerhalb der Geschäftszeiten aufgeladen, wenn das Netz nicht überlastet war.

Die kalifornischen Energiebehörden hegen große Hoffnungen, dass diese neue Energiequelle, die so genannte bidirektionale Aufladung, die Stromversorgung Kaliforniens verbessern wird, während das Land seine ehrgeizige Agenda zur Elektrifizierung seiner Autos, Lastwagen und Busse vorantreibt und gleichzeitig auf 100 % saubere Energie umsteigt.

Gouverneur Gavin Newsom nannte die Zwei-Wege-Ladetechnologie einen „Game Changer“ und sagte in einer Rede im vergangenen September, etwa eine Woche nach dem Ende der Hitzewelle, „das ist die Zukunft“.

In diesem Jahr sieht ein vom Senat des Bundesstaats bereits mit 29 zu 9 Stimmen angenommener Gesetzentwurf vor, dass bis 2030 alle in Kalifornien verkauften neuen Elektroautos mit bidirektionaler Technologie ausgestattet sein müssen. In der Versammlung haben zwei Ausschüsse den Gesetzentwurf Anfang des Monats angenommen, und das ist auch der Fall wird derzeit von einem Drittel geprüft.

Dieses bidirektionale Laden hat großes Potenzial – steht aber auch vor großen Hindernissen. Bis 2035 wird Kalifornien voraussichtlich 12,5 Millionen Elektroautos auf der Straße haben, aber es ist eine offene Frage, inwieweit sich Kalifornien darauf verlassen kann, dass sie das Stromnetz einspeisen. Autohersteller sagen, dass die Technologie die Kosten eines Elektroautos um Tausende von Dollar erhöhen würde, und die kalifornischen Energieversorger überlegen immer noch, wie sie die Tarifzahler für den Verkauf der Kilowattstunden bezahlen sollen.

Die Möglichkeit, Elektroautos, LKWs und Busse zur Energierückspeisung ins Netz einzusetzen, wäre besonders in Spitzenzeiten des Energieverbrauchs, etwa bei Hitzewellen, hilfreich. Aber sich auf Fahrzeuge als ganzjährige Energiequelle zu verlassen, ist möglicherweise nicht praktikabel – zumindest noch nicht.

„Vom Konzept her ist es eine großartige Idee … aber wir hatten nicht die Zeit, die Details zu konkretisieren, die passieren müssen, damit Kalifornien in der Lage ist, sich selbst mit Elektrofahrzeugen zu versorgen“, sagte Orville Thomas, staatlicher Politikdirektor von CALSTART, einem nachhaltigen Unternehmen gemeinnützige Energiegesellschaft.

„Es sollte auf der Speisekarte der Optionen stehen, die Kalifornien bietet. Wird es die Option Nummer eins sein? Definitiv nicht."

„Vom Konzept her ist es eine großartige Idee … aber wir hatten nicht die Zeit, die Details zu konkretisieren, was passieren muss, damit Kalifornien in der Lage ist, sich selbst mit Elektrofahrzeugen zu versorgen.“

Bisher war seine Verwendung in Kalifornien begrenzt. Pacific Gas and Electric hat ein Pilotprogramm – das erste im Land –, das es bis zu 1.000 Privatkunden mit bidirektionalen Ladegeräten ermöglicht, Strom an den Energieversorger zurückzuverkaufen. Auch einige Schulbezirke experimentieren damit.

Derzeit sind nur etwa ein halbes Dutzend Elektroautomodelle mit bidirektionalen Funktionen ausgestattet, darunter der Hyundai Ioniq 5, der Nissan Leaf und der Ford F-150 Lightning. Tesla hat kürzlich angekündigt, dass alle seine Modelle bis 2025 damit ausgestattet sein werden.

Elektrofahrzeuge wandeln eine Energieart, den Wechselstrom, in einen anderen, den Gleichstrom, um, der in einer Batterie gespeichert wird. Bidirektionales Laden bedeutet, dass ein Elektrofahrzeug die in seiner Batterie gespeicherte Energie umwandeln und an andere Quellen, beispielsweise Haushaltsgeräte oder zurück ins Netz, senden kann.

Willett M. Kempton, Professor an der University of Delaware, der sich seit mehr als zwei Jahrzehnten mit bidirektionalem Laden befasst, sagte, dass ein Fahrzeug die meiste Zeit geparkt sei und keinen Strom verbrauche.

„Fünf Prozent der Zeit, in der Sie das Auto benutzen, möchten Sie genug Energie – Strom oder Benzin – haben, um an Ihr Ziel und zurück zu gelangen. Aber die meiste Zeit bleibt es einfach da und es könnte eine andere Verwendung daraus gemacht werden“, sagte er.

Kempton sagte, dass diese Fahrzeuge bei ordnungsgemäßer Verwaltung als Reserveenergiequellen dienen und Backup-Quellen ersetzen könnten, die fossile Brennstoffe verbrennen.

Gregory Poilasne, Mitbegründer und CEO der Nuvve Holding Corp., die Ladedienste für Elektroflotten verkauft, sagte, eine große Herausforderung bestehe darin, dass Autos unzuverlässige Energieanlagen seien. „Jederzeit könnte jemand reinkommen und das Auto ausstecken“, sagte er. Er fügte jedoch hinzu, dass die Anzahl bidirektionaler Autos und Flotten zunehmen dürfte, da die Technologie zuverlässiger und erschwinglicher werde.

In Dänemark verdiene das bidirektionale Laden Besitzern von Elektrofahrzeugflotten, die jährlich Strom an das Stromnetz verkaufen, 3.000 US-Dollar pro Fahrzeug, sagte Poilasne und fügte hinzu, dass dies die durchschnittlichen Gesamtkosten für den Besitz von Elektroautos um etwa 40 % reduziere.

Unter Berufung auf die hohen Kosten lehnen Autohersteller jedoch den Gesetzentwurf des Senats ab, der die Einführung von Ladegeräten für alle in Kalifornien bis 2030 verkauften Neuwagen vorschreiben würde. Dies würde die durchschnittlichen Kosten eines Elektroautos um 3.700 US-Dollar erhöhen, heißt es in einem Einspruchsschreiben von Curt Augustine von der California State University Alliance for Automotive Innovation, die General Motors, Ford und andere große Automobilunternehmen vertritt.

„Nicht alle Kunden werden einen Vorteil des bidirektionalen Ladens sehen und sollten daher nicht mehr für eine Technologie bezahlen müssen, die sie nicht nutzen.“

Etwa 3.000 US-Dollar dieser Kosten entfallen auf die Erweiterung der Batteriekapazität zur Erfüllung der Garantieanforderungen, während andere Kosten für Hardware und Software anfallen.

„Diese Technologie ist eine Wettbewerbssache zwischen Fahrzeugherstellern und das sollte auch so bleiben“, schrieb Augustine. „Nicht alle Kunden werden einen Vorteil des bidirektionalen Ladens sehen und sollten daher nicht mehr für eine Technologie bezahlen müssen, die sie nicht nutzen.“

Thomas von CALSTART stimmte zu und sagte, es sollte optional sein.

„Es könnte eine Situation geben, in der es Leute gibt, die das machen wollen und für ein bidirektionales Auto etwas mehr bezahlen, aber es wird auch Leute geben, die ein Fahrzeug nur zum Fahren nutzen wollen“, sagte er. „Erhöhen wir den Preis für Elektrofahrzeuge für alle?“

Aber Senatorin Nancy Skinner, eine Demokratin aus Oakland und Autorin von SB 233, sagte, sie wolle sicherstellen, dass Autohersteller die Technologie nicht nur ihren High-End-Modellen vorbehalten. Sie sagte, da es im relativ erschwinglichen Nissan Leaf vorhanden sei, könne es überall erhältlich sein.

Skinner sagte, alle Verbraucher würden von der Technologie profitieren, indem sie Energie an das Netz verkaufen oder die Energie in Notfällen nutzen würden. Sie sagte jedoch, ein weiterer wichtiger Grund sei, dass dadurch die Abhängigkeit von Dieselgeneratoren bei Stromnotfällen wie Waldbränden beendet werden könne.

„Wenn Sie ein Elektrofahrzeug haben, brauchen Sie diesen Dieselgenerator nicht“, sagte Skinner. „Warum sollten wir Dieselgeneratoren fördern wollen? Sie sind extrem umweltschädlich.“

Staatssenat, Distrikt 9 (Oakland)

Staatssenat, Distrikt 9 (Oakland)

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Senatorin Nancy Skinner hat seit ihrer Wahl in die Legislative mindestens 1,6 Millionen US-Dollar aus dem Arbeitssektor abgezogen. Das entspricht 26 % ihrer gesamten Wahlkampfspenden.

Jeffrey Lu, ein Luftverschmutzungsspezialist bei der Fahrzeug-Netz-Integrationseinheit der California Energy Commission, sagte, der Staat arbeite mit den Eigentümern zusammen, um die besten Ladezeiten – sogenanntes intelligentes Laden – zu ermitteln, um das Netz zu schützen. Bidirektionales Laden gehe das Konzept noch einen Schritt weiter, sagte er.

Die Energiekommission kann noch nicht sagen, wie abhängig Kalifornien von bidirektionalem Laden sein wird, um ausreichend Strom bereitzustellen und das staatliche Mandat für kohlenstofffreien Strom bis 2045 zu erfüllen.

„Wir sind ziemlich früh in diesem Prozess. Kalifornien ist der Lastflexibilität im Großen und Ganzen sehr verpflichtet, aber wo genau kommt diese Lastflexibilität her, wie viele Megawatt oder Gigawatt kommen aus einer bestimmten Art von Ressource? Daran arbeiten wir“, sagte er.

Die kalifornischen Energieversorger führen Pilotprojekte durch und untersuchen, wie bidirektionales Laden funktionieren könnte und wie Besitzer von Elektroautos für den Verkauf von Energie an das Netz entschädigt werden könnten.

„Indem wir es wieder ans Netz verkaufen, wenn unsere Tarife teurer sind, trägt das tatsächlich dazu bei, die Energierechnungen der Kunden zu senken.“

Die California Public Utilities Commission untersucht das Thema seit mehr als einem Jahrzehnt, sagte Sprecherin Terrie D. Prosper, einschließlich der Finanzierung von Pilotprojekten und der Einrichtung von zwei Arbeitsgruppen.

Im vergangenen Jahr unterzeichneten viele Versorgungsunternehmen eine Absichtserklärung „Vehicle to Everything“ mit Automobilherstellern, staatlichen Behörden, der Bundesregierung und anderen, um alle Aspekte des bidirektionalen Ladens zu beschleunigen.

Southern California Edison, das rund 5 Millionen Unternehmen und Haushalte beliefert, möchte bidirektionales Laden nicht nur als Notfalllösung nutzen.

Chanel Parson, Edisons Direktor für Elektrifizierung, sagte, der Energieversorger arbeite an einem Tarifprogramm, das es Kunden ermöglichen würde, ihren Strom an jedem Tag des Jahres an das Netz zurückzuverkaufen.

„Indem wir es wieder an das Netz verkaufen, wenn unsere Tarife teurer sind, trägt das tatsächlich dazu bei, die Energierechnungen der Kunden zu senken. Und es könnte wirtschaftlich so attraktiv sein, dass sie tatsächlich Geld verdienen“, sagte sie.

„Fünf Jahre sind definitiv in Reichweite. Die Technologie schreitet ziemlich schnell voran.“

Pacific Gas and Electric, das 5,5 Millionen Stromkunden in Nordkalifornien beliefert, gab an, intensiv an der Entwicklung einer sogenannten robusten Fahrzeug-Netz-Integration zu arbeiten. Das Unternehmen unterhält Partnerschaften mit BMW of North America, der Ford Motor Company und General Motors, die bidirektionales Laden untersuchen.

Der Energieversorger startete im vergangenen Jahr das landesweit erste Pilotprojekt zum bidirektionalen Laden, das Privatkunden zur Verfügung steht und bis zu 1.000 Kunden 2.500 US-Dollar für die Anmeldung und bis zu 2.175 US-Dollar zusätzlich, abhängig von ihrer Teilnahme, bietet.

Das Los Angeles Department of Water and Power führt ebenfalls ein Pilotprojekt mit einer kleinen Flotte seiner Nissan Leafs durch. Der Energieversorger hofft, dass die Technologie irgendwann auch zu Spitzenlastzeiten Strom liefern kann.

„Fünf Jahre sind definitiv in Reichweite“, sagte José María Paz, Projektmanager des Energieversorgers für die Fahrzeug-Netz-Integration. „Die Technologie schreitet ziemlich schnell voran.“

Die elektrischen Schulbusse im Cajon Valley Union School District im San Diego County gehören zu mehreren Pilotprojekten des Schulbezirks in Kalifornien. Experten sehen Schulbusse als eine gute Option für das Zwei-Wege-Laden, da sie festgelegte Routen haben und häufig zu Spitzenlastzeiten zwischen 16 und 21 Uhr geparkt werden

Landesweit hat Nuvve rund 350 Schulbusse an seine Plattform angeschlossen.

Laut Nuvve haben im Bezirk Cajon Valley während der Hitzewelle zwischen dem 17. August und dem 9. September sieben Elektrobusse 767 Kilowattstunden Strom zurück ins Netz eingespeist.

Durch die Zusammenarbeit mit Nuvve werden die Busse dann eingeschaltet, wenn die Energiekosten günstiger sind, sagte Tysen Brodwolf, der Verkehrsdirektor des Bezirks. Brodwolf sagte, es gebe immer noch einige Macken, darunter, dass die Ladegeräte nicht richtig mit dem Stromnetz kommunizieren oder jemand einen Bus falsch anschließt.

„Aber wir kommen jeden Tag dorthin“, sagte Brodwolf. „Wir arbeiten an all diesen Hürden, und wenn man ein Pilotprojekt in Angriff nimmt, muss man natürlich berücksichtigen, dass die Dinge nicht unbedingt reibungslos verlaufen werden.“

Ein Blick in die Fabrik, in der Fords Elektro-Pickup F-150 montiert wird. Da die Branche 40 Milliarden US-Dollar in neue Elektroautowerke in den USA investiert, wirft der rasante Wandel Arbeits- und Lieferkettenprobleme auf. Autohersteller sagt: „Wir sind voll dabei.“

Obwohl bis 2035 mit 12,5 Millionen Elektroautos gerechnet wird, bestehen die kalifornischen Behörden darauf, dass das Stromnetz ausreichend Strom liefern kann. Aber das basiert auf mehreren Annahmen – einschließlich der Tatsache, dass Solar- und Windkraftanlagen fast fünfmal so schnell gebaut werden wie im letzten Jahrzehnt –, die möglicherweise nicht realistisch sind.

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Mary, Walnuss

Ausgewähltes CalMatters-Mitglied

Alejandro ist ein Klimareporter, der zuvor für das Team von California Divide über Ungleichheitsthemen berichtet hat. Zu CalMatters kam er vom Wall Street Journal, wo er acht Jahre lang über die Westküste berichtete... Mehr von Alejandro Lazo