Dass bidirektionales Laden von E-Lkw technisch bereits heute möglich ist, hat ein Forschungsprojekt unter Beteiligung des Fraunhofer-Instituts für Energiewirtschaft und Energiesystemtechnik gezeigt. Wie das Fraunhofer IEE mitteilte, hat das Projekt SPIRIT-E die Rückspeisung aus dem Speicher mit bis zu 350 Kilowatt (kW) in lokale Energienetze und das öffentliche Stromnetz demonstriert.

Unter der Konsortialführung der Technischen Universität München (TUM) untersuchten acht Projektpartner das bidirektionale Laden von Elektro-Lkw. Sie erprobten die Technologie im Reallabor bei der Spedition Schmid in Regensburg.

Im Projekt entwickelten und testeten die Partner bidirektionale Ladefunktionen für Fahrzeuge sowie mobile und stationäre Ladesysteme des Projektpartners SBRS. Sie stimmten die Schnittstellen zwischen Fahrzeug, Ladeinfrastruktur, Steuerungssoftware, Energiemanagement, Stromvermarkter und Netzbetreiber ab.

Erprobung unter neuer bidirektionaler Norm

Ein Schwerpunkt war die Umsetzung der ISO 15118-20. Der internationale Standard regelt die Kommunikation zwischen Fahrzeug und Ladeinfrastruktur beim Laden und Entladen.

Im Reallabor speiste ein MAN eTGX mit 480 Kilowattstunden (kWh) nutzbarer Energie über eine bidirektionale DC-Ladestation mit bis zu 350 kW Strom in ein lokales Energienetz und das öffentliche Stromnetz zurück.

Die Partner erprobten drei Anwendungsfälle: das Laden anderer Fahrzeuge aus der Lkw-Batterie (Vehicle-to-Vehicle), die Stromversorgung des Betriebsgeländes (Vehicle-to-Site) und die Einspeisung ins öffentliche Netz (Vehicle-to-Grid). Laden und Entladen ließen sich herstellerübergreifend steuern.

Darüber hinaus untersuchte SPIRIT-E die Nutzung der Lkw-Batterien am Strommarkt und zur Entlastung der Netze. Über das Virtuelle Kraftwerk EnergyConnect des Fraunhofer IEE sei in einer Testumgebung des Softwareanbieters PowerBot der Handel am kurzfristigen Strommarkt simuliert worden.

Dabei ging es darum, Strom bei niedrigen Preisen zu laden und bei höheren Preisen wieder einzuspeisen. Über die europäische Plattform EQUIGY testeten die Partner außerdem, wie Elektro-Lkw Netzbetreiber bei der Reduzierung von Engpässen unterstützen können.

Die Projektergebnisse zeigen nach Angaben der Partner, dass sich Elektro-Lkw als flexible Speicher in das Energiesystem einbinden lassen. Besonders das Laden im Depot lasse sich gut planen. Mit wachsenden Flotten steige damit das Potenzial, Flexibilität für Strommarkt und Netz bereitzustellen.

Wirtschaftlichkeit hängt von Einsatzprofil und Infrastruktur ab

Ob sich bidirektionales Laden für eine Spedition rechne, hänge unter anderem von Einsatzprofil, Fahrleistung, Standzeiten, Batteriegröße, Strompreisen und Netzentgelten ab. Auch eine eigene Stromerzeugung, etwa durch Photovoltaik, die verfügbare Anschlussleistung und Vermarktungsmöglichkeiten spielten eine Rolle.

Besonders attraktiv sei die Technologie für Elektro-Lkw mit regelmäßigen Depotstandzeiten und weniger als 100.000 km Jahresfahrleistung, beispielsweise im Regionalverkehr. Vor allem Vehicle-to-Site- und Vehicle-to-Vehicle-Anwendungen könnten Einsparungen ermöglichen.

Laut Projektangaben entsprechen rund zehn Prozent geringere Stromkosten bei 100.000 km Jahresfahrleistung rechnerisch etwa 10.000 km ohne zusätzliche Energiekosten.

Für den breiten Einsatz sehen die Projektpartner vor allem Herausforderungen beim Netzanschluss, bei Standards und Interoperabilität, bei Software und Geschäftsmodellen sowie beim Know-how der Speditionen.

Hohe Ladeleistungen überstiegen häufig die vorhandenen Anschlusskapazitäten. Flexible Netzanschlussverträge in Kombination mit Batteriespeichern, gemeinsam genutzte Ladeinfrastruktur und Ladelösungen bei Kunden für wiederkehrende Touren könnten den klassischen Netzausbau ergänzen.

Für die Vermarktung der Flexibilität von Elektro-Lkw fehle bislang ein einheitlicher Standard. Ansätze wie Flex-Matrix oder Flexband werden derzeit erprobt. Zudem setzen viele Anbieter noch auf inkompatible Lösungen. Die beteiligten Branchen sollen deshalb gemeinsame Schnittstellen schaffen.

Touren mit Stromhandel koppeln

Touren- und Ladeplanung sollten künftig mit dem Ein- und Verkauf von Strom verknüpft werden. Rollen, Margen und Erlösverteilung zwischen Fahrzeugherstellern, Stromvermarktern und weiteren Anbietern sind allerdings noch offen.

Gerade kleinere Logistikunternehmen benötigen nach Einschätzung der Projektpartner Planungswerkzeuge, Checklisten sowie Beratungs- und Bildungsangebote, um ihre Standorte eigenständig zu elektrifizieren.

Daniel Zahn, Produktverantwortlicher für das Virtuelle Kraftwerk EnergyConnect am Fraunhofer IEE, sieht in wachsenden bidirektional ladenden Flotten ein zunehmendes Potenzial für Strommarkt und Netz. Für den breiten Einsatz seien jedoch standardisierte Schnittstellen und Prozesse sowie passende Geschäftsmodelle erforderlich.

Am Projekt waren die Technische Universität München (TUM) als Konsortialführer, das Fraunhofer IEE, die Forschungsstelle für Energiewirtschaft (FfE), SBRS (Shell), TenneT, Hubject, Consolinno Energy sowie MAN Truck & Bus beteiligt.

Das Reallabor befand sich am Standort der Spedition Schmid in Regensburg. Das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWE) förderte das Projekt aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages. Der DLR Projektträger betreute es. SPIRIT-E lief von August 2023 bis Oktober 2026.

Quelle: Fraunhofer IEE | www.solarserver.de © Solarthemen Media GmbH