Die meisten Diskussionen über vehicle-to-grid setzen beim öffentlichen Netz an und arbeiten sich von dort nach innen vor. Ein deutsches Forschungskonsortium hat drei Jahre lang dafür argumentiert, dass die interessante Grenze sehr viel näher liegt: beim Gleichstromnetz innerhalb einer Fabrik.
DCI4Charge — industrieller Gleichstrom fürs Laden — ist nun abgeschlossen, und die Partner sagen, sie verfügten über ein praxiserprobtes Konzept, um industrielles Gleichstromnetz, Ladeinfrastruktur und Elektrofahrzeuge zu einem einzigen integrierten Energiesystem zusammenzuführen.
Die Umwandlungsverluste, die niemand mitzählt
Immer mehr Industriestandorte betreiben bereits interne Gleichstromnetze, weil vieles von dem, was dort steht, von Haus aus mit Gleichstrom arbeitet: Antriebe, Roboter, Photovoltaik, Batteriespeicher. Ein herkömmlicher Ladepunkt ignoriert das alles. Er bezieht Wechselstrom aus dem Gebäude und wandelt ihn für das Auto in Gleichstrom um — während der Standort zuvor in der Regel bereits Gleichstrom in Wechselstrom umgewandelt hat, um ihn überhaupt einzuspeisen.
„Wenn wir die Ladeinfrastruktur direkt an das unternehmensinterne Gleichstromnetz anschließen, vermeiden wir diese Umwege”, sagt Dietmar Hölderle von Fraunhofer IPA. Dieselbe Verbindung funktioniert dann auch in umgekehrter Richtung — erklärtes Ziel des Projekts ist es, „die Speicherkapazität der Fahrzeugbatterien als virtuelle Batterie zu nutzen und Verbrauchsspitzen zu glätten”.
Diese Umkehrung ist die wirtschaftlich interessante Hälfte. Ein Firmenparkplatz ist eine Flotte großer Batterien, die den ganzen Tag stillsteht — genau dann, wenn sich am Industriestandort die Leistungspreise entscheiden.
Was tatsächlich gebaut wurde
Das Konsortium hat vier miteinander verbundene Bausteine geliefert:
- Ein elektrisches Modell des Gleichstromnetzes samt Ladeinfrastruktur
- Ein softwarebasiertes Energiemanagementsystem, das Laden und Entladen einplant
- Eine sekundäre Spannungsregelung, die das Gleichstromnetz stabil hält, während Fahrzeuge kommen und gehen
- DC/DC-Wandler von Fraunhofer IISB, die die Spannung des Unternehmensnetzes auf das Niveau bringen, das eine Fahrzeugbatterie benötigt, und dabei für eine sichere galvanische Trennung zwischen beiden sorgen
Die Anforderung an die Trennung ist die unspektakuläre Ingenieurarbeit im Kern des Ganzen. Eine Autobatterie ohne galvanische Trennung an das Stromnetz einer Fabrik zu hängen, überlebt keine Sicherheitsbetrachtung.
Wer beteiligt war
| Rolle | Organisation |
|---|---|
| Koordination | Technische Hochschule Ostwestfalen-Lippe |
| Forschung | Fraunhofer IPA, Fraunhofer IISB |
| Industriepartner | Ambibox, Eaton, Weidmüller und weitere |
| Förderung | Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz, Förderkennzeichen 01MV23005A-E |
Das Projekt lief von 2023 bis 2026.
Was sich damit für europäische Flotten ändert
Das Laden im Depot und am Arbeitsplatz ist derzeit der Punkt, an dem die Elektrifizierung europäischer Flotten teuer wird — und der Kostentreiber ist selten der Strom. Es ist der Netzanschluss: Ein Standort, der über Nacht dreißig Transporter laden will, braucht oft mehr Leistung als sein eigener Produktionsprozess, und der Ausbau wird nicht nur in Euro, sondern auch in Jahren beziffert.
Bidirektionales Laden innerhalb des Standorts greift dieses Problem von der anderen Seite an. Wenn abgestellte Fahrzeuge die Spitze tragen können, muss es der Anschluss nicht. Damit ist DCI4Charge weniger eine V2G-Geschichte als eine Frage der Investitionskosten.
Der regulatorische Rahmen bewegt sich parallel dazu. Deutschland schreibt die Netzregeln für Ladehubs und bidirektionales Laden neu, und man sollte ehrlich sagen: Ob ein Unternehmen das tun darf, entscheiden derzeit die Regeln, nicht die Wandler. Ein demonstriertes Konzept ist kein Produkt, und das Konsortium hat keines angekündigt.