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Bidirektionales Laden - Die Zukunft der Elektromobilität?

Eine E-Auto-Ladestation mit mehreren Steckern.
Bidirektionales Laden - essenziell für E-Mobility

Das eigene Elektroauto als Stromspeicher nutzen, das Schweizer Stromnetz stabilisieren, den Eigenverbrauch der eigenen Solaranlage erhöhen und Stromkosten einsparen. Das ist die Grundidee hinter dem Prinzip und der noch recht jungen Technik «bidirektionales Laden».

Noch sind damit ausgestattete E-Autos und Ladestationen wenig verbreitet und teuer, im Vergleich zu unidirektionalen Ladestationen. Auch die technische und regulatorische Infrastruktur in der Schweiz steht einer weiten Verbreitung noch im Weg. Das soll sich jedoch ändern. Wir erklären, wie bidirektionales Laden funktioniert, welche Vorteile und Nachteile es Ihnen und dem Stromnetz bieten kann, und geben Aussicht auf den Status Quo sowie die mögliche Zukunft.


Auf dieser Seite


Was ist bidirektionales Laden?

Offenliegende E-Auto-Ladebuchse mit vielen technischen Elementen.
Strom aus E-Autos zurück ins Netz einspeisen

Bidirektionales Laden ermöglicht Elektrofahrzeugen nicht nur Energie aufzunehmen, sondern auch wieder in das Stromnetz zurückzuspeisen. Damit können Elektroautos sowohl als Energieverbraucher als auch als Energiequelle fungieren.

Die Technologie ist auch unter anderen Namen bekannt, die jeweils leicht unterschiedliche Bedeutungen haben und Dinge beschreiben. Als Oberbegriff wird oft Vehicle-to-X (V2X) verwendet, also Einspeisung aus dem Fahrzeug zu einem anderen Verbraucher.

Hier wird jedoch noch einmal zwischen verschiedenen Unterbegriffen unterschieden. Als Vehicle-to-Grid (V2G) wird die Einspeisung des Stroms aus dem Akku eines E-Fahrzeugs ins öffentliche Stromnetz bezeichnet. Wird der Strom ins private Hausnetz eingespeist und dort verbraucht, spricht man von Vehicle-to-Home (V2H). Bei Vehicle-to-Building (V2B) versorgen meist mehrere Fahrzeuge grössere Gebäude.

Vehicle-to-Utility (V2U) beschreibt die Stromversorgung anderer Geräte aus dem Akku des Fahrzeugs heraus. Einzelne E-Autos unterstützen die Funktion bereits, sodass man beispielsweise E-Bikes, Camping-Equipment und dergleichen mit eingebauten 230V-Schuko-Steckdosen oder Adaptern am Typ-2-Ladeport mit Strom versorgen kann.

Viele Faktoren spielen eine Rolle, wenn es darum geht, welche Funktionalitäten im konkreten Fall möglich sind. Je nach Modell und Software-Ausstattung des jeweiligen E-Autos, der verbundenen Ladestation, der dahinterliegenden Infrastruktur und eines eventuellen Energiemanagementsystems sind alle, nur einige oder keine der V2X-Funktionen möglich.



Wie funktioniert bidirektionales Laden?

Elektrofahrzeuge, die mit bidirektionalen Ladefunktionen ausgestattet sind, können über einen bidirektionalen Wechselrichter, üblicherweise als Bestandteil einer Ladestation oder Wallbox, an das Stromnetz angeschlossen werden. Bei Bedarf kann der Stromfluss so gesteuert werden, dass diese Energie auch wieder in das Netz zurückfliesst.

Neben dem bidirektionalen Wechselrichter ist in erster Linie die richtige Software-Ausstattung Voraussetzung. Immer mehr moderne Elektrofahrzeuge und Wallboxen haben diese an Bord, damit sie «miteinander sprechen» und so den Stromfluss steuern können. Das ist wichtig, damit es nicht zu Überlastungen kommt. Doppelt wichtig wird das bei V2G – ein Ungleichgewicht im öffentlichen Stromnetz kann gefährliche Folgen haben.


Vorteile von bidirektionalem Laden

Ein Stecker wird in ein E-Auto eingesteckt.
Wichtige Vorzüge bidirektionalen Ladens

Geld sparen: Fahrzeugbesitzer können durch den Verkauf von überschüssiger Energie im Akku des E-Autos an die Energieversorger des öffentlichen Netzes zusätzliches Einkommen erzielen. Eingespeister Strom wird üblicherweise per Einspeisevergütung vergolten.

Erhöhter Solar-Eigenverbrauch: Besonders attraktiv ist die Nutzung des eigenen E-Autos als Stromspeicher für Betreiber von Photovoltaikanlagen. PV-Anlagen produzieren über den Tag meist mehr Solarenergie, als im Haushalt oder Gebäude verbraucht werden kann. Grosse Teile dieses Stroms bleiben ungenutzt. Zwar kann auch dieser gegen Einspeisevergütung verkauft werden, der Gewinn ist hier jedoch geringer als die Einsparung durch den Eigenverbrauch hoch wäre.

Den Eigenverbrauch zu optimieren, ist also stets wirtschaftlich klug, da es Stromkosten spart und so stark zur Amortisation der Startinvestition in die Anlage(n) beiträgt. Je nach Grösse der Solaranlage empfiehlt sich häufig ohnehin die Installation eines Solarspeichers. Ein bidirektional ladefähiges E-Auto plus passende Ladestation kann diesen ersetzen – oder zusätzliche Speicherkapazität darüber hinaus zur Verfügung stellen. Die Kombination aus PV-Anlage und Ladestation lohnt sich also auf jeden Fall.

Netzstabilisierung: Sofern Vehicle-to-Grid möglich ist, können Elektrofahrzeuge als Puffer für erneuerbare Energien dienen und so zur Stabilisierung des Stromnetzes beitragen. Einerseits können die aufgeladenen E-Auto-Akkus angezapft werden, um eventuelle Lastspitzen im Netz auszugleichen, sodass weniger Strom aus dem Ausland importiert werden muss. Erste zertifizierte Lösungen hierfür gibt es bereits – darunter die Smart-Charging-App von CKW.

Besonders im Hinblick auf die Zukunft nachhaltiger Energiequellen vielversprechend ist die Möglichkeit, die mobilen Stromspeicher mit erneuerbarem Strom zu befüllen, der sonst das öffentliche oder hauseigene Stromnetz überlasten würde. Nicht selten stehen beispielsweise Windräder still, weil der durch sie produzierte Strom sonst das Netz aus dem Gleichgewicht bringen würde. Auch die Leistung von Balkonkraftwerken wird aus diesem Grund per Wechselrichter limitiert.

Die entsprechende Verbreitung und Infrastruktur vorausgesetzt, kann dieser überschüssige Strom in einer grossen Flotte E-Autos Platz finden. Als mobile Stromspeicher können die Elektrofahrzeuge so einen wichtigen Beitrag zur Infrastruktur und zum Fortschritt in Sachen erneuerbare Energien leisten.

Notstromversorgung: Im Falle eines Stromausfalls können E-Autos mit bidirektionalem Laden als mobile Stromquelle für Haushalte oder öffentliche Einrichtungen dienen. In den meisten Fällen ist dafür derzeit noch ein Stromspeicher mit Notstrom- oder Ersatzstrom-Funktion notwendig.


Nachteile von bidirektionalem Laden

Techniker bauen einen E-Auto-Akku zusammen.
Bidirektionales Laden ist derzeit noch teilweise unattraktiv

Hohe Kosten: Die Integration bidirektionaler Ladetechnologie in Fahrzeuge und Infrastruktur erfordert komplexe Lösungen, die entsprechende Kosten mit sich bringen. Ladestationen, die bidirektionales Laden unterstützen, sind zurzeit noch nicht breit am Markt verfügbar und teuer – mit Preisen ab etwa CHF 10’000 aufwärts. Eins der wenigen in der Schweiz zugelassenen Modelle, die «Two-Way-Digital»-Ladestation von sun2wheel, kostet rund CHF 14’000.

In ausgewählten Schweizer Kantonen werden Geräte zwar mittlerweile finanziell gefördert. Die nötige Investition ist derzeit jedoch noch hoch und daher wahrscheinlich nur für wenige Endanwender stemmbar. Vergleicht man diese Kosten jedoch etwa mit einem LINKstationären Stromspeicher plus monodirektionaler Wallbox, ist der Unterschied nicht allzu gross. Wer sich ohnehin einen (Solar-)Speicher zulegen möchte, hat bei nahezu gleichem Preis also die freie Wahl.

Verschleiss: Regelmässiges Laden und Entladen beeinträchtigt die Lebensdauer von Batterien und Akkus. Aus diesem Grund sollte man eigentlich übermässige Ladezyklen vermeiden. Das gilt auch und besonders für die in E-Autos verbauten Akkus – einer der Hauptgründe für die verhältnismässig hohen Kaufpreise bei Elektrofahrzeugen.

Wenn E-Autos durch bidirektionales Laden häufiger geladen und entladen werden, verschleissen ihre Energiespeicher schneller. Durchschnittliche E-Auto-Akkus überstehen zwischen 500 und 3’000 Ladezyklen, ehe sie zu schwach für den täglichen Gebrauch werden. Das entspricht normalerweise einer Lebensdauer von 5 bis 20 Jahren und etwa 50’000 bis 300’000 gefahrenen Kilometern. Die häufigeren Ladezyklen durch bidirektionales Laden können unter Umständen die Lebensdauer der Speicher senken.

Die Verschleiss-Bedenken sollte man jedoch nicht zu hoch hängen. Jüngste Erkenntnisse bei der Batterieforschung sprechen dafür, dass die Lebensdauer der Akkus bei sinnvoll und nachhaltig verwalteten Ladezyklen nicht verkürzt, gegebenenfalls sogar begünstigt wird. Ausserdem: E-Autos durchlaufen während der Gesamtbetriebsdauer durchschnittlich etwa 1’500 Ladezyklen – deutlich weniger, als viele Akkus mittlerweile verkraften.

Infrastruktur: Die breite Verfügbarkeit von bidirektionalen Ladestationen ist noch begrenzt, was die Nutzung der Technologie einschränkt. Neben der tatsächlichen Verbreitung der dafür nötigen Technik geht es hier vor allem auch um regulatorische Hürden sowie die Attraktivität der Technologie für deren Produzenten und Endnutzer.

Angesichts der hohen Kosten und des schnelleren Verschleisses haben Besitzer von E-Autos nur wenig Anreize, ihre Fahrzeuge als mobile Speicher für das öffentliche Stromnetz zur Verfügung zu stellen. Zu gross ist derzeit noch die Sorge, dass das eigene Auto beispielsweise am Morgen auf einmal «leer» dasteht, weil über Nacht Strom abgezapft wurde.

Und auch die erhöhten Kosten durch den früher notwendigen Ersatz eines verschlissenen E-Auto-Akkus oder eine entsprechend teure, bidirektionale Ladestation tragen Endanwender derzeit noch grösstenteils selbst. Erste Fördermassnahmen gibt es jedoch bereits, und zukünftig dürften diese immer breiter verfügbar werden. Ausserdem ebnet das Stromversorgungsgesetz der Schweiz dem bidirektionalen Laden nach und nach den Weg, indem Netznutzungsgebühren für eingespeisten Strom wegfallen.



Aktuelle Situation in der Schweiz

In der Schweiz befindet sich bidirektionales Laden noch in der Entwicklungsphase, ist aber im Kommen. Geräte und Fahrzeuge mit bidirektionaler Ladefunktion sind noch selten und teuer. Entsprechend ausgerüstete Ladestationen kosten ab circa CHF 10’000 aufwärts, während man Wallboxen mit nur einer Laderichtung bereits ab CHF 500-1’000 bekommt. Hinzu kommt vielerorts noch die noch unzureichend ausgestattete Netz-Infrastruktur.

Einer der Hauptfaktoren ist die derzeit noch niedrige Attraktivität für Endanwender. Die nötige Hardware ist teuer, regulatorische Hürden stehen im Weg, manche Autohersteller beschränken eine V2X-Funktion noch künstlich, um die Akku-Lebensdauer zu schonen. Wenn man nicht etwa durch einen erhöhten Solar-Eigenverbrauch profitiert, fehlen vor allem finanzielle Anreize, sich die teure Technik zuzulegen und dann als Stromspeicher dem öffentlichen Stromnetz zur Verfügung zu stellen.

Einige Pilotprojekte testen bereits die Integration von bidirektionalen Ladestationen in das Stromnetz. Die Regierung fördert diese Entwicklung durch verschiedene Initiativen zur Elektromobilität und zur Stärkung der Netzstabilität. Ein weiterer für bidirektionales Laden positiver Schritt wurde ausserdem mit dem in 2024 verabschiedeten Stromversorgungsgesetz getan, mit dem Netznutzungsgebühren für aus Speichern eingespeistem Strom entfallen.

Fördermittel für bidirektionale Ladestationen

Einzelne Kantone wollen bereits jetzt den Einsatz der teuren, bidirektional ladefähigen Ladestationen attraktiver machen und bieten Fördergelder für die Mitfinanzierung an. Für die Anschaffung von bidirektionalen DC-Ladestationen gibt es im Kanton Bern CHF 3'000, in Schaffhausen CHF 2'000, in Thurgau CHF 1'000 und in Uri CHF 2'000 Förderung pro Ladestation.


Fazit und Ausblick

Mehrere Ladestationen mit einem E-Auto davor.
Zukunft der Elektromobilität

Bidirektionales Laden bietet ein enormes Potenzial für die Zukunft der Elektromobilität und der Energieversorgung. Derzeit sind noch einige Herausforderungen zu überwinden: Eine auf die Technik ausgelegte Infrastruktur muss noch aufgebaut werden – und die Technik selbst muss sich noch weiterverbreiten. Für Endanwender müssen derweil mehr Anreize geschaffen werden, die teure Anfangsinvestition zu tätigen.

Trotzdem könnte diese Technologie schon in naher Zukunft einen wichtigen Beitrag zur Netzstabilität, zur Integration erneuerbarer Energien und zur Reduzierung der Energiekosten leisten. Das ist auch und besonders für Endanwender interessant, die viele Vorteile aus der Technik ziehen können. Beispielsweise das Schweizer Stromversorgungsgesetz ebnet dem bidirektionalen Laden den Weg, indem für eingespeiste Energie aus Stromspeichern wie E-Autos die Netznutzungsgebühren erstattet werden.

Mit der grossangelegten Förderung erneuerbarer Energieträger, nicht zuletzt zum Erreichen der Schweizer Klimaziele 2050, ist jedoch anzunehmen, dass sich bidirektionales Laden schon in näherer Zukunft immer grösserer Beliebtheit und Verbreitung erfreuen wird. Erste Förderinitiativen für bidirektionale Ladetechnik gibt es bereits.

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