Da die Hersteller neue Modelle von Elektrofahrzeugen einführen, wächst die Nachfrage danach stetig. Neue EV-Verkäufe in den USA 2021 etwa verdoppelt und könnte sich 2022 noch einmal verdoppeln, ab 600,000 zu 1.2 Millionen. Führende Vertreter der Autoindustrie erwarten, dass Elektrofahrzeuge dafür verantwortlich sein könnten mindestens die Hälfte aller Neuwagenverkäufe in den USA bis zum Ende des Jahrzehnts.

Elektrofahrzeuge sprechen unterschiedliche Kunden auf unterschiedliche Weise an. Viele Käufer wollen helfen, die Umwelt zu schützen; andere wollen benzin sparen bzw Probieren Sie die neueste, coolste Technologie aus.

In Bereichen wie Kalifornien und Texas die in den letzten Jahren große wetterbedingte Stromausfälle erlitten haben, beginnen die Verbraucher, Elektrofahrzeuge auf eine neue Art und Weise in Betracht zu ziehen: als potenzielle Stromquelle, wenn die Lichter ausgehen. Ford hat die Notstromversorgung zu einem Verkaufsargument für seinen elektrischen Pickup F-150 Lightning gemacht, der irgendwann im Frühjahr 2022 in die Ausstellungsräume kommen soll. Das Unternehmen sagt, dass der Truck das kann Ein durchschnittliches Haus drei Tage lang mit einer einzigen Ladung voll mit Strom versorgen.

Bisher jedoch Nur wenige Fahrzeuge können ein Haus auf diese Weise aufladen, und es erfordert eine spezielle Ausrüstung. Vehicle-to-Home Charging, kurz V2H, stellt Versorgungsunternehmen ebenfalls vor Herausforderungen. Hier sind einige der wichtigsten Probleme, die damit verbunden sind, V2H in den Mainstream zu bringen. Benzin kann nur in eine Richtung fließen, von der Zapfsäule zum Auto, aber mit einigen technischen Fortschritten werden Elektrofahrzeuge bald in der Lage sein, Strom zurück in die Haushalte zu schicken.

Das ABC von V2H

Die wichtigsten Faktoren bei der Verwendung eines Elektrofahrzeugs zur Stromversorgung eines Haushalts sind die Größe der Fahrzeugbatterie und ob sie für „bidirektionales Laden“ eingerichtet ist. Fahrzeuge mit dieser Kapazität können ihre Batterien mit Strom aufladen und Strom von einer geladenen Batterie an ein Haus senden.

Es gibt zwei Möglichkeiten zu beurteilen, wie „groß“ eine Batterie ist. Der erste ist die Gesamtmenge an elektrischem Kraftstoff, die in der Batterie gespeichert ist. Dies ist die am weitesten verbreitete Zahl von EV-Herstellern, da sie bestimmt, wie weit das Auto fahren kann.

Batterien für elektrische Limousinen wie das Tesla Model S oder der Nissan Leaf können möglicherweise 80 bis 100 Kilowattstunden elektrischen Kraftstoff speichern. Als Referenz reicht 1 Kilowattstunde Energie aus, um einen typischen Kühlschrank fünf Stunden lang zu betreiben.

Ein typischer US-Haushalt rund 30 Kilowattstunden pro Tag, abhängig von seiner Größe und den verwendeten Geräten. Dies bedeutet, dass eine typische EV-Batterie genug elektrischen Kraftstoff speichern kann, um den gesamten Energiebedarf eines typischen Haushalts für ein paar Tage zu decken.

Die andere Möglichkeit, die Kapazität einer EV-Batterie zu beurteilen, ist ihre maximale Ausgangsleistung im Notstrommodus. Dies stellt die größte Menge an elektrischem Brennstoff dar, die zu einem bestimmten Zeitpunkt an das Netz oder ein Haus geliefert werden könnte. Ein Elektrofahrzeug, das im Backup-Modus betrieben wird, hat typischerweise eine geringere maximale Ausgangsleistung als im Fahrmodus. Die Notstromkapazität ist wichtig, da sie angibt, wie viele Geräte eine EV-Batterie gleichzeitig mit Strom versorgen könnte.

Diese Zahl ist nicht für alle Elektrofahrzeuge so weit verbreitet, zum Teil, weil das Laden von Fahrzeugen zu Hause noch nicht weit verbreitet ist. Ford hat angekündigt, dass sein elektrischer F-150 eine maximale V2H-Leistung von haben würde 2.4 Kilowatt, potenziell aufrüstbar auf 9.6 Kilowatt – ungefähr das gleiche wie ein einzelnes High-End Tesla Powerwall Energiespeicher für Zuhause.

Am unteren Ende reichen 2.4 Kilowatt aus, um acht bis zehn Kühlschränke gleichzeitig zu betreiben, und könnten einen Großteil eines typischen Haushalts einige Tage lang ununterbrochen betreiben – oder viel mehr, wenn der Strom sparsam verwendet wird. Am oberen Ende könnte eine Leistung von 10 Kilowatt mehr oder leistungsstärkere Geräte betreiben, aber diese Nutzung würde die Batterie schneller entladen.

Strom speichern, wenn er günstiger ist

Um Strom aus ihrem Auto zu Hause zu beziehen, benötigen Besitzer von Elektrofahrzeugen ein bidirektionales Ladegerät und ein Elektrofahrzeug, das mit V2H kompatibel ist. Bidirektionale Ladegeräte sind bereits im Handel erhältlich, obwohl einige den Preis des Autos um mehrere tausend Dollar erhöhen können.

Eine begrenzte Anzahl von Elektrofahrzeugen auf dem Markt ist jetzt mit V2H kompatibel, darunter der Ford Lightning, Nissan Leaf und Mitsubishi Outlander. General Motors und Pacific Gas & Electric planen dies Testen Sie das V2H-Laden in Kalifornien Mitte 2022 mit mehreren Elektrofahrzeugen von GM.

Einige Hausbesitzer hoffen vielleicht, ihr Fahrzeug für das zu nutzen, was Versorgungsplaner „Spitzenrasur” – beziehen den Haushaltsstrom tagsüber aus ihrem Elektrofahrzeug, anstatt sich auf das Netz zu verlassen, und reduzieren so ihre Stromkäufe während der Spitzenlastzeiten. Dazu müssen sie möglicherweise spezielle Messgeräte installieren, die sowohl das Entladen der Fahrzeugbatterie als auch den Stromfluss vom Netz zum Haus steuern können.

Peak Shaving ist am sinnvollsten in Gebieten, in denen Versorgungsunternehmen nutzungsabhängige Strompreise haben, wodurch Strom aus dem Netz tagsüber viel teurer wird als nachts. Ein Haushalt mit Lastspitzenverbrauch würde nachts billigen Strom verwenden, um die Batterie des Elektrofahrzeugs aufzuladen, und diesen Strom dann für den Tag speichern, um hohe Strompreise zu vermeiden.

Dienstprogramme und die Zukunft von V2H

Obwohl V2H-Funktionen bereits vorhanden sind, wird es wahrscheinlich noch eine Weile dauern, bis sie eine breite Akzeptanz finden. Der Markt für V2H-kompatible Elektrofahrzeuge muss wachsen und die Kosten für V2H-Ladegeräte und andere Geräte müssen sinken. Wie bei Teslas Powerwall wird der größte Markt für V2H wahrscheinlich Hausbesitzer sein, die Notstrom benötigen, wenn das Netz ausfällt, aber nicht in einen speziellen Generator nur für diesen Zweck investieren wollen.

Hausbesitzern zu ermöglichen, ihre Fahrzeuge als Backup zu verwenden, wenn der Strom ausfällt, würde die sozialen Auswirkungen von großflächigen Stromausfällen verringern. Es würde den Versorgungsunternehmen auch mehr Zeit geben, den Dienst wiederherzustellen – insbesondere wenn es zu erheblichen Schäden an Strommasten und -kabeln kommt, wie es während dieser Zeit aufgetreten ist Hurrikan Ida in Louisiana im August 2021.

Energieunternehmen müssen weiterhin Geld für den Aufbau und die Wartung des Netzes ausgeben, um einen zuverlässigen Service zu bieten. In einigen Gebieten werden diese Netzwartungskosten über Lastspitzengebühren an die Kunden weitergegeben, was bedeutet, dass Menschen ohne V2H – die eher ein geringeres Einkommen haben werden – möglicherweise einen größeren Anteil dieser Kosten tragen als diejenigen mit V2H, die dies tun werden Vermeiden Sie den Bezug von Spitzenstrom aus dem Netz. Dies gilt insbesondere, wenn viele EV-Besitzer Verwenden Sie Sonnenkollektoren auf dem Dach um ihre Autobatterien aufzuladen und diese Fahrzeuge für Spitzenlasten zu nutzen.

Dennoch sind Elektrofahrzeuge selbst mit V2H ein riesiger potenzieller Markt für Energieversorger. Bidirektionales Laden ist auch ein wesentlicher Bestandteil einer umfassenderen Vision für a Stromnetz der nächsten Generation in dem Millionen von Elektrofahrzeugen ständig Strom aus dem Netz nehmen und zurückgeben – ein Schlüsselelement einer elektrifizierten Zukunft. Zunächst müssen Energieplaner jedoch verstehen wie ihre Kunden V2H nutzen und wie sich dies auf ihre Strategien auswirken kann, um das Netz zuverlässig zu halten.

Über den Autor

Seth Blümsack, Professor für Energie- und Umweltökonomie und Internationale Beziehungen, Penn State

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