Fahrzeug zum Netz

Vehicle-to-Grid (V2G) beschreibt ein System, bei dem Plug-In-Elektrofahrzeuge, wie zum Beispiel Batterie-Elektrofahrzeuge (BEV), Plug-In-Hybride (PHEV) oder Wasserstoff-Brennstoffzellen-Elektrofahrzeuge (FCEV), mit dem Stromnetz kommunizieren Demand Response Services zu verkaufen, indem entweder Strom in das Netz zurückgespeist oder die Laderate gedrosselt wird.

Das Fahrzeug-zu-Netz kann mit netzfähigen Fahrzeugen, d. H. Steckbaren Elektrofahrzeugen (BEV und PHEV), mit Netzkapazität verwendet werden. Da zu jeder Zeit 95 Prozent der Autos geparkt werden, könnten die Batterien in Elektrofahrzeugen dazu verwendet werden, Strom vom Auto zum Stromnetz und zurück fließen zu lassen. Dies entspricht einem geschätzten Wert für die Versorger von bis zu 4.000 USD pro Jahr und Auto.

Batterien haben eine begrenzte Anzahl von Ladezyklen sowie eine Haltbarkeit. Daher kann die Verwendung von Fahrzeugen als Netzspeicher die Lebensdauer der Batterie beeinträchtigen. Studien, bei denen die Batterien zwei- oder mehrmals pro Tag gewechselt werden, haben einen starken Abfall der Kapazität und eine stark verkürzte Lebensdauer gezeigt. Die Batteriekapazität ist jedoch eine komplexe Funktion von Faktoren wie Batteriechemie, Lade- und Entladerate, Temperatur, Ladezustand und Alter. Die meisten Studien mit langsameren Entladungsraten zeigen nur wenige Prozent zusätzlicher Degradation, während eine Studie angedeutet hat, dass eine verbesserte Lebensdauer gegenüber Fahrzeugen, die nicht zur Netzspeicherung verwendet wurden, möglich sein könnte.

Manchmal wird die Modulation des Ladens einer Elektrofahrzeugflotte durch einen Aggregator zum Anbieten von Diensten zum Netz, jedoch ohne einen tatsächlichen elektrischen Fluss von den Fahrzeugen zum Netz, als unidirektionales V2G bezeichnet, im Gegensatz zu dem in diesem Artikel allgemein diskutierten bidirektionalen V2G. Die Firma AC Propulsion prägte den Begriff V2G für Vehicle-to-Grid.

Es gibt drei Versionen des V2G

– Ein Verbrennungsfahrzeug (Hybridfahrzeug oder nur mit Kraftstoff angetrieben), das Energie aus gespeichertem Kraftstoff erzeugt, wobei sein Generator zur Erzeugung von Energie verwendet wird, wenn ein sehr großer Bedarf an Elektrizität besteht.
– Ein Fahrzeug mit einer Batterie oder einem Hybrid, das seine überschüssige Energie verbraucht, indem es diese in Zeiten höchster Anforderung an das Netzwerk liefert. Diese Fahrzeuge können in weniger benötigten Stunden zu günstigeren Tarifen aufgeladen werden, um die Stromerzeugung nachts zu absorbieren.
– Ein Solarfahrzeug, das seine überschüssige Energie verwendet, um es an das Netzwerk abzugeben. Solche Systeme werden seit den 1990er Jahren eingesetzt und werden routinemäßig bei großen Fahrzeugen wie Raketen eingesetzt.

Es unterscheidet auch das V2G-System nach der Strömungsrichtung in zwei Arten: Einwegübertragungsfähigkeit der Fahrzeuge (unidirektional) und die Zweiwegeübertragungsfähigkeit der Fahrzeuge (bidirektional).

Bedienung und Details
Die Idee stammt ua von Willet Kempton und seinem Team an der University of Delaware. Studien zeigen, dass von den Millionen von Autos in den Industrieländern etwa 95% der gesamten Nutzungsdauer nicht bewegt werden können und daher als Speicher genutzt werden könnten, wenn sie entsprechend leistungsstarke Akkumulatoren hätten und über die Ladestationen in die Netze zurückspeisen es ist möglich. In Zeiten schwacher Nachfrage günstig belastet, würden sie das Netzwerk zu Spitzenlastzeiten als schnell verfügbare Puffer unterstützen. Ein solches Konzept bietet eine wesentliche Basis für den weiteren Ausbau, insbesondere für die Windenergie, die in ihrer Leistung stark schwankt. Am 21. September 2009 hat der Bundesstaat Delaware, der erste Staat der Welt, ein Gesetz verabschiedet, das den Eigentümern von Elektrofahrzeugen eine Entschädigung für die Energie liefert, die sie basierend auf dem Stromtarif für die Tageszeit zurückspeisen. Dadurch kann der Fahrzeughalter mit dem notwendigen bidirektionalen Stromzähler erstmals praktisch als Energiehändler agieren, indem er seine Batterien mit einem günstigen Nachtstrom auflädt und dieser entlädt sich wieder auf Verbrauchsspitzen. Der deutsche Windenergieverband in Deutschland fordert außerdem den Ausbau von V2G zur Unterstützung der Windenergie.

Vehicle-to-Grid-Ansätze basieren auf der Tatsache, dass die meisten Fahrzeuge fast den ganzen Tag geparkt sind. Beispielsweise werden die meisten privaten Fahrzeuge in Deutschland weniger als 2 Stunden am Tag bewegt, sodass der Großteil des Tages für V2G-Anwendungen zur Verfügung steht. Da die Ladezeit in der Regel viel geringer ist als die tatsächliche Lebensdauer, kann die Ladezeit der Batterien an die jeweiligen Anforderungen im Stromnetz angepasst werden und die Elektroautos werden somit zum Lastmanagement genutzt. Unter der Annahme, dass 70% der Fahrzeuge eine Batteriegröße von 20 kW haben und die Batterie zu 50% aufgeladen ist, könnten eine Million Elektroautos 7 GWh zusätzliche Speicherkapazität bieten. Selbst wenn alle Fahrzeuge in einer Phase über normale Haushaltssteckdosen von 3 kW an das Netz angeschlossen wären, wäre eine Steuerleistung von 2,1 GW verfügbar. Wenn jedoch 90% aller Autos in Deutschland wie oben beschrieben auf Elektrofahrzeuge umgerüstet würden, könnten sie 277 GWh elektrische Energie speichern und 83 GW Ausgleichsenergie bereitstellen, was über der gesamten deutschen Spitzenlast liegt, jedoch ab 2018 Da die Rückführung von Strom ins Netz teuer ist, ist es derzeit angebracht, das Lastmanagement auf ein flexibles Laden zu beschränken und in Ausnahmefällen tatsächlich Energie in das Netz zurückzuspeisen.

Bei diesen Überlegungen darf nicht vergessen werden, dass die meisten Fahrzeugbatterien eine zyklusabhängige Lebensdauer haben. Für ein effektives und effizientes Funktionieren des V2G-Konzepts muss der Fahrzeughalter dem Netzbetreiber eine zentrale Kontrolle über die Lade- und Entladeprozesse geben. In diesem Fall beeinflusst der Betrieb V2G die Garantiebedingungen des Herstellers, da V2G die Lebensdauer der Batterie herunterfährt.

“Vehicle to Grid” erfordert technisch eine Ladesituation für Elektroautos. IEC 61851-1 “Mode 4” – Schnellladung durch ein externes Ladegerät (bidirektionaler Gleichstromzugriff der Ladestation auf die Batterie des Elektrofahrzeugs).

In Deutschland wurden bereits Lösungen implementiert, bei denen ein Hausbesitzer mit Solarsystem die Batterie seines Elektroautos als Energiespeicher nutzt. Auch Nissan bietet unter dem Namen e8energy DIVA ein solches System an.

Der Mitsubishi i-MiEV beherrscht das bidirektionale Laden, um die Batterie des Autos als Energiespeicher für ein Haus bereitzustellen. Ab 2018 soll das auch Peugeot iOn können.

Lastkurvenausrichtung
Das Konzept des V2G-Systems ermöglicht es den Kunden, auf die Nachfrage zu reagieren (Kraftwerkslastplanung), den Verbrauch bei niedriger Last (nachts) zu erhöhen und die Spitzenlast des Kraftwerks zu unterstützen (morgens und tagsüber). Sie trägt auch dazu bei, die ungleichmäßige Produktion erneuerbarer Energiequellen zu glätten. Wenn die Energieproduktion die Nachfrage übersteigt, wird sie verschwendet. Das V2G-System könnte Energie sparen, die während der Produktion mit Batterien erzeugt wird.

Neue Händler am Strommarkt
Durch das V2G-System würden Fahrzeugbesitzer am bidirektionalen Energiehandel beteiligt, im Wesentlichen ein Mikroprozessor, von dem die feste oder versteigerte Energie des Netzbetreibers bezogen werden könnte. Aufgrund des Batterieverbrauchs und anderer persönlicher Vorlieben können Besitzer von V2G-Fahrzeugen ihre eigenen Parameter für das Laden oder Entladen einstellen. Gegenwärtig sind die meisten verwendeten Batterien nicht beständig gegen kontinuierliches Laden und Entladen. Die Anzahl der Batterieladezyklen gewinnt jedoch zunehmend an Bedeutung in ihrer Parametertabelle. Daher sind in Zukunft Akkus mit einer zunehmenden Anzahl von Ladezyklen zu erwarten, die derzeit eines der Anliegen des V2G-Systems sind.

Anwendungen

Spitzenlastnivellierung
Das Konzept ermöglicht es V2G-Fahrzeugen, Energie bereitzustellen, um die Last durch “Talfüllung” (Aufladung in der Nacht bei niedrigem Bedarf) und “Peak Shaving” (Rückspeisung des Stroms bei hohem Bedarf, siehe Entenkurve) zu unterstützen. Mit dem Peak-Load-Leveling können Versorgungsunternehmen neue Möglichkeiten zur Bereitstellung von Regelungsdiensten (Spannungsstabilität und Frequenzstabilität erhalten) und Durchlaufreserven (plötzliche Leistungsanforderungen) bereitgestellt werden. In der zukünftigen Entwicklung wurde vorgeschlagen, dass ein derartiger Einsatz von Elektrofahrzeugen erneuerbare Energiequellen wie Windkraft puffern kann, indem beispielsweise überschüssige Energie, die in windigen Zeiten erzeugt wird, gespeichert und in Zeiten hoher Last wieder in das Netz eingespeist wird, wodurch eine effektive Stabilisierung erreicht wird die intermittency der Windenergie. Einige sehen in dieser Anwendung der Fahrzeug-zu-Netz-Technologie einen Ansatz für erneuerbare Energien, der in den Basismarkt für Elektrizität vordringen kann.

Es wurde vorgeschlagen, dass öffentliche Versorgungsbetriebe nicht so viele Erdgas- oder Kohlekraftwerke bauen müssen, um die Spitzennachfrage zu decken oder eine Versicherung gegen Stromausfälle zu leisten. Da der Bedarf durch eine einfache Frequenzmessung lokal gemessen werden kann, kann bei Bedarf eine dynamische Lastnivellierung bereitgestellt werden. Carbitrage, ein Begriff aus “Auto” und “Arbitrage”, wird manchmal verwendet, um den Mindestpreis für Strom anzugeben, zu dem ein Fahrzeug seine Batterie entladen würde.

Notstromversorgung
Moderne Elektrofahrzeuge können im Allgemeinen ihren täglichen Energiebedarf eines durchschnittlichen Haushalts in ihren Batterien speichern. Selbst ohne die Gaserzeugungskapazitäten eines PHEV könnte ein solches Fahrzeug für mehrere Tage als Notstrom verwendet werden (z. B. Beleuchtung, Haushaltsgeräte usw.). Dies wäre ein Beispiel für eine Fahrzeug-zu-Haus-Übertragung (V2H). Als solche können sie als ergänzende Technologie für intermittierende erneuerbare Energiequellen wie Wind- oder Solarstrom betrachtet werden. Wasserstoff-FCEVs mit Tanks mit bis zu 5,6 kg Wasserstoff können mehr als 90 kWh Strom liefern.

Effizienz
Jede Energieumwandlung hat Verluste aufgrund der Gesetze der Thermodynamik. Geringere Verluste bedeuten eine höhere Energieumwandlungseffizienz. Die meisten modernen Batterie-Elektrofahrzeuge verwenden Lithium-Ionen-Zellen, die einen Round-Trip-Wirkungsgrad von mehr als 90% erreichen können. Die Effizienz der Batterie hängt von Faktoren wie Laderate, Ladezustand, Batteriezustand und Temperatur ab.

Die meisten Verluste beziehen sich jedoch auf andere Systemkomponenten als die Batterie. Leistungselektronik wie Wechselrichter dominieren typischerweise die Gesamtverluste. In einer Studie wurde festgestellt, dass die Effizienz der Hin- und Rückfahrt für das V2G-System im Bereich von 53% bis 62% liegt. Eine andere Studie berichtet von einer Effizienz von etwa 70%. Die Gesamteffizienz hängt jedoch von mehreren Faktoren ab und kann stark variieren.

Umsetzung nach Land
Eine Studie des Idaho National Laboratory [dead link] aus dem Jahr 2012 ergab folgende Einschätzungen und Zukunftspläne für V2G in verschiedenen Ländern. Es ist wichtig anzumerken, dass dies schwer zu quantifizieren ist, da sich die Technologie noch in der Entwicklung befindet und es daher schwierig ist, die weltweite Einführung der Technologie zuverlässig vorauszusagen. Die folgende Liste soll nicht erschöpfend sein, sondern eher eine Vorstellung vom Umfang der Entwicklung und des Fortschritts in diesen Bereichen auf der ganzen Welt geben.

Vereinigte Staaten
PJM Interconnection hat den Einsatz von Lastwagen, Schulbussen und Müllfahrzeugen der US Postal Service in Betracht gezogen, die über Nacht für den Netzanschluss ungenutzt bleiben. Dies könnte zu Millionenbeträgen führen, da diese Unternehmen dabei helfen, einen Teil der Energie des nationalen Stromnetzes zu speichern und zu stabilisieren. Die Vereinigten Staaten hatten voraussichtlich zwischen 2015 und 2019 eine Million Elektrofahrzeuge auf der Straße. Studien zufolge werden bis 2020 160 neue Kraftwerke gebaut werden müssen, um Elektrofahrzeuge zu kompensieren, wenn die Netzintegration nicht voranschreitet.

Japan
Um das Ziel von 2030 zu erreichen, dass 10 Prozent der japanischen Energie aus erneuerbaren Quellen erzeugt werden, sind für die Modernisierung der bestehenden Netzinfrastruktur Kosten in Höhe von 71,1 Milliarden US-Dollar erforderlich. Der japanische Markt für Ladeinfrastruktur wird zwischen 2015 und 2020 voraussichtlich von 118,6 Millionen US-Dollar auf 1,2 Milliarden US-Dollar anwachsen. Ab 2012 plant Nissan, ein mit dem LEAF EV kompatibles Kit auf den Markt zu bringen, mit dem ein japanisches Zuhause wieder mit Strom versorgt werden kann. Derzeit wird ein Prototyp in Japan getestet. Durchschnittlich japanische Haushalte verbrauchen 10 bis 12 KWh / Tag, und mit der 24 KWh-Batteriekapazität des LEAF könnte dieses Kit bis zu zwei Tage Strom liefern. Die Produktion in weiteren Märkten wird folgen, wenn Nissan Anpassungen ordnungsgemäß abschließen kann.

Dänemark
Dänemark ist derzeit [wann?] Weltweit führend in der Windenergieerzeugung. Zunächst ist es das Ziel Dänemarks, 10% aller Fahrzeuge durch PEVs zu ersetzen, wobei das endgültige Ziel eines vollständigen Ersatzes folgen soll. Das Edison-Projekt implementiert eine Reihe neuer Ziele, mit denen ausreichend Turbinen gebaut werden können, um bei Verwendung von V2G 50% der Gesamtleistung aufzunehmen, um negative Auswirkungen auf das Netz zu verhindern. Wegen der Unvorhersehbarkeit des Windes plant das Edison-Projekt, PEVs zu verwenden, während sie an das Netz angeschlossen sind, um zusätzliche Windenergie zu speichern, die das Netz nicht bewältigen kann. In Spitzenzeiten des Energieverbrauchs oder bei Windstille wird die in diesen PEVs gespeicherte Leistung wieder in das Netz eingespeist. Um die Akzeptanz von Elektrofahrzeugen zu unterstützen, wurden Richtlinien durchgesetzt, die eine steuerliche Differenz zwischen Nullemissionsfahrzeugen und herkömmlichen Kraftfahrzeugen schaffen. Es wird erwartet, dass der dänische PEV-Marktwert zwischen 2015 und 2020 von 50 auf 380 Millionen US-Dollar ansteigt. Durch den Fortschritt der PEV-Entwicklung und Fortschritte bei der Nutzung erneuerbarer Energiequellen wird Dänemark in Bezug auf V2G-Innovationen zum Marktführer (ZigBee 2010).

Nach dem Edison-Projekt wurde das Nikola-Projekt gestartet, bei dem die V2G-Technologie in einem Labor am Risø-Campus (DTU) demonstriert wurde. Die DTU ist neben Nuvve und Nissan Partner. Das Nikola-Projekt läuft 2016 aus und bildet die Grundlage für Parker, die eine Flotte von Elektrofahrzeugen einsetzen wird, um die Technologie in einer realen Umgebung zu demonstrieren. Dieses Projekt wird von DTU, Insero, Nuvve, Nissan und Frederiksberg Forsyning (dänische DSO in Kopenhagen) unterstützt. Das Projekt soll nicht nur die Technologie demonstrieren, sondern auch den Weg für die V2G-Integration mit anderen OEMs ebnen und den Geschäftsfall für verschiedene V2G-Typen berechnen, beispielsweise für adaptives Laden, Überlastschutz, Peak-Shaving, Notfall-Backup und Frequenzausgleich. Das Projekt beginnt im August 2016 und hat eine Laufzeit von 2 Jahren. Weitere bemerkenswerte Projekte in Dänemark sind das Projekt SEEV4-City Interreg, das V2G in einer Carsharing-Flotte im Nordhafen von Kopenhagen demonstrieren wird, und das ECOGrid 2.0, das keine Elektrofahrzeuge umfasst, sondern die Aggregatsoftware entwickelt, um sie vollständig in den dänischen Strom zu integrieren Märkte.

Großbritannien
Der V2G-Markt in Großbritannien wird durch aggressive Smart-Grid- und PEV-Rollouts stimuliert. Ab Januar 2011 wurden Programme und Strategien zur Unterstützung von PEV implementiert. Das Vereinigte Königreich hat begonnen, Strategien zu entwickeln, um die Akzeptanz von Elektrofahrzeugen zu beschleunigen. Dazu gehört die Bereitstellung eines universellen Hochgeschwindigkeits-Internets für den Einsatz mit intelligenten Netzzählern, da die meisten V2G-fähigen PEVs nicht ohne das größere Netz koordiniert werden können. Laut “Electric Delivery Plan for London” werden bis 2015 500 Ladestationen auf der Straße zur Verfügung stehen. 2.000 Off-Road-Stationen in Parkhäusern; und 22.000 Stationen in Privatbesitz installiert. Lokale Umspannstationen müssen für Fahrer, die nicht auf ihrem eigenen Grundstück parken können, aufgerüstet werden. Bis 2020 wird in Großbritannien jedem Wohnhaus ein intelligenter Stromzähler angeboten werden, und etwa 1,7 Millionen PEVs sollten unterwegs sein. Der Marktwert des britischen Elektrofahrzeugs wird voraussichtlich zwischen 2015 und 2020 von 0,1 auf 1,3 Milliarden US-Dollar steigen (ZigBee 2010).

Forschung

Edison
Das dänische Edison-Projekt, eine Abkürzung für “Elektrofahrzeuge in einem verteilten und integrierten Markt mit nachhaltiger Energie und offenen Netzwerken”, war ein teilweise staatlich finanziertes Forschungsprojekt auf der Insel Bornholm in Ostdänemark. Das Konsortium von IBM, Siemens, der Hardware- und Softwareentwickler EURISCO, Dänemarks größtes Energieunternehmen Ørsted A / S (vormals DONG Energy), das regionale Energieunternehmen Østkraft, die Technische Universität von Dänemark und der Dänische Energieverband untersuchten, wie das Unvorhersehbare auszugleichen ist Stromlasten, die von vielen Windparks in Dänemark erzeugt werden, die derzeit etwa 20 Prozent der gesamten Stromproduktion des Landes erzeugen, indem sie Elektrofahrzeuge (EV) und ihre Akkumulatoren verwenden. Ziel des Projekts ist es, eine Infrastruktur zu entwickeln, die es EV ermöglicht, auf intelligente Weise mit dem Netz zu kommunizieren, um zu bestimmen, wann geladen und letztendlich entladen werden kann. In dem Projekt wird mindestens ein V2G-fähiger Toyota Scion verwendet. Das Projekt ist von zentraler Bedeutung für Dänemarks Ambitionen, die Windenergieerzeugung bis 2020 auf 50% auszubauen. Laut einer britischen Zeitung The Guardian wurde zuvor in dieser Größenordnung noch nie versucht. Das Projekt wurde 2013 abgeschlossen.

Southwest Research Institute
Im Jahr 2014 entwickelte das Southwest Research Institute (SwRI) das erste Vehicle-to-Grid-Aggregationssystem, das vom Electric Reliability Council of Texas (ERCOT) zertifiziert wurde. Das System ermöglicht Eigentümern von elektrischen Lieferwagenflotten, durch die Verwaltung der Netzfrequenz Geld zu verdienen. Wenn die Frequenz des elektrischen Netzes unter 60 Hertz fällt, unterbricht das System die Aufladung des Fahrzeugs, wodurch das Netz entlastet wird und die Frequenz auf ein normales Niveau ansteigt. Das System ist das erste seiner Art, da es autonom arbeitet.

Das System wurde ursprünglich als Teil des SPIDERS-Programms (SPIDERS) für Smart Power Infrastructure Demonstration für Energiezuverlässigkeit und -sicherheit (SPIDERS) entwickelt, das von Burns und McDonnell Engineering Company, Inc., geleitet wird. Die Ziele des SPIDERS-Programms sind die Erhöhung der Energiesicherheit im Fall von Stromausfall aufgrund einer physischen oder Cyber-Störung, Bereitstellung von Notstrom und effizienteres Netzmanagement. Im November 2012 erhielt SwRI vom US Army Corps of Engineers einen Auftrag über 7 Millionen US-Dollar, um die Integration von Fahrzeug-zu-Netz-Technologien als Notstromquelle in Fort Carson, Colorado, zu demonstrieren. Im Jahr 2013 testeten die SwRI-Forscher fünf DC-Schnellladestationen auf dem Armeeposten. Das System hat den Integrations- und Abnahmetest im August 2013 bestanden.

Delft University of Technology
Prof. Dr. Ad van Wijk, Vincent Oldenbroek und Dr. Carla Robledo, Forscher an der Technischen Universität Delft, haben im Jahr 2016 die V2G-Technologie mit Wasserstoff-FCEVs erforscht. Sowohl experimentelle Arbeiten mit V2G-FCEVs als auch technoökonomische Szenariostudien für 100% erneuerbare integrierte Energie- und Verkehrssysteme werden durchgeführt, wobei nur Wasserstoff und Strom als Energieträger verwendet werden. Sie haben einen Hyundai ix35 FCEV zusammen mit Hyundai R & D modifiziert, so dass er bis zu 10 kW DC-Strom liefern kann, während er den Straßenzugriff erlaubt. Sie entwickelten zusammen mit der Firma Accenda bv eine V2G-Einheit, die den Gleichstrom des FCEV in einen dreiphasigen Wechselstrom umwandelt und in das niederländische Stromnetz einspeist. Die Future Energy Systems-Gruppe hat kürzlich auch mit ihren V2G-FCEV getestet, ob sie Frequenzreserven anbieten kann. Basierend auf dem positiven Ergebnis der Tests wurde eine MSc-Dissertation veröffentlicht, in der die technische und wirtschaftliche Machbarkeitsbewertung eines auf Wasserstoff und FCEV basierenden Parkhauses als Kraftwerk mit Frequenzreserven untersucht wurde.

Universität von Delaware
Dr. Willett Kempton, Dr. Suresh Advani und Dr. Ajay Prasad sind die Forscher der US-amerikanischen Universität von Delaware, die derzeit Forschungen zur V2G-Technologie durchführen. Dr. Kempton ist der Leiter des Projekts. Dr. Kempton hat eine Reihe von Artikeln zur Technologie und zum Konzept veröffentlicht, von denen viele auf der V2G-Projektseite zu finden sind. Die Gruppe ist an der Erforschung der Technologie selbst sowie ihrer Leistung im Netz beteiligt. Neben der technischen Forschung hat das Team mit Dr. Meryl Gardner, einem Marketing-Professor am Alfred Lerner College of Business and Economic an der University of Delaware, zusammengearbeitet, um Marketingstrategien für die Übernahme von Privat- und Firmenflotten zu entwickeln. Ein Toyota Scion xB aus dem Jahr 2006 wurde für den Test im Jahr 2007 modifiziert.

Lawrence Berkeley National Laboratory
Dr. Samveg Saxena fungiert derzeit am Lawrence Berkeley National Laboratory als Projektleiter für den Vehicle-to-Grid-Simulator (V2G-Sim). V2G-Sim ist ein Simulationsplattform-Tool zur Modellierung des räumlichen und zeitlichen Fahr- und Ladeverhaltens einzelner Plug-in-Elektrofahrzeuge im Stromnetz. Seine Modelle werden verwendet, um die Herausforderungen und Chancen von V2G-Diensten zu untersuchen, wie z. B. die Modulation der Ladezeit und der Laderate für die Spitzenbedarfsantwort und die Frequenzregulierung. V2G-Sim wurde auch verwendet, um das Potenzial von Plug-In-Elektrofahrzeugen für die Integration erneuerbarer Energien zu erforschen. Vorläufige Ergebnisse bei der Verwendung von V2G-Sim haben gezeigt, dass ein kontrollierter V2G-Dienst Spitzenleistungen für das Rasieren und Abfüllen des Tals bietet, um die tägliche elektrische Last auszugleichen und die Entenkurve zu mildern. Im Gegenteil wurde gezeigt, dass unkontrollierte Aufladung von Fahrzeugen die Entenkurve verschlimmert. Die Studie ergab auch, dass EV-Batterien selbst bei 20 Prozent weniger Kapazität immer noch den Anforderungen von 85 Prozent der Fahrer entsprachen.

In einer anderen Forschungsinitiative des Lawrence Berkeley Lab mit V2G-Sim wurde gezeigt, dass V2G-Dienste bei Elektrofahrzeugen im Vergleich zu Fahrradverlusten und der Alterung des Kalenders geringere Auswirkungen auf die Batterie haben. In dieser Studie wurden drei Elektrofahrzeuge mit unterschiedlichen täglichen Fahrrouten über einen Zeithorizont von zehn Jahren mit und ohne V2G-Dienste modelliert. Bei einem täglichen V2G-Service von 7:00 Uhr bis 21:00 Uhr bei einer Ladegeschwindigkeit von 1,440 kW betrugen die durch V2G verursachten Kapazitätsverluste der Elektrofahrzeuge über 10 Jahre 2,68%, 2,66% und 2,62%.

Nissan und Enel
Im Mai 2016 kündigten Nissan und Enel Power Company ein gemeinsames V2G-Testprojekt in Großbritannien an, das erste seiner Art in Großbritannien. Die Testversion umfasst 100 V2G-Ladegeräte, die von den Anwendern von Nissan Leaf und e-NV200 Elektrofahrzeugen verwendet werden. Das Projekt behauptet, dass Besitzer von Elektrofahrzeugen gespeicherte Energie gewinnbringend an das Netz verkaufen können.

Ein bemerkenswertes V2G-Projekt in den Vereinigten Staaten ist an der University of Delaware, wo ein V2G-Team unter der Leitung von Dr. Willett Kempton fortlaufend forscht. Eine frühzeitige operative Umsetzung in Europa wurde über das von der Bundesregierung finanzierte Projekt MeRegioMobil am “KIT Smart Energy Home” des Karlsruher Instituts für Technologie in Zusammenarbeit mit Opel als Fahrzeugpartner und Energieversorger der EnBW mit Netzexpertise durchgeführt. Ziel ist es, die Öffentlichkeit über die ökologischen und wirtschaftlichen Vorteile von V2G zu informieren und den Produktmarkt zu verbessern. Weitere Ermittler sind die Pacific Gas and Electric Company, Xcel Energy, das National Renewable Energy Laboratory und im Vereinigten Königreich die University of Warwick.

Universität von Warwick
WMG und Jaguar Land Rover arbeiteten mit der Gruppe Energie und Elektrik der Universität zusammen. Dr. Kotub Uddin analysierte Lithium-Ionen-Batterien aus kommerziell erhältlichen Elektrofahrzeugen über einen Zeitraum von zwei Jahren. Er erstellte ein Modell für die Verschlechterung der Batterie und entdeckte, dass einige Muster der Fahrzeug-zu-Netz-Speicherung die Lebensdauer der Fahrzeugbatterie gegenüber herkömmlichen Ladestrategien signifikant erhöhen und sie auf normale Weise fahren ließen.

Skepsis
Es gibt einige Skepsis unter Experten bezüglich der Machbarkeit von V2G. Ein Vertreter der Abteilung Umweltverteidigung erklärte im Jahr 2007: “Es ist schwer, die Versprechungen für Plug-in-Hybride mit einer rein elektrischen Reichweite von 48 Meilen (48 km) oder jede ernsthafte V2G-Anwendung in naher Zukunft ernst zu nehmen. Sie befindet sich noch im Stadium des wissenschaftlichen Projekts. ” Der größte Teil der Skepsis ergibt sich aus den Kosten des Batteriezyklus und der zweifelhaften Wirtschaftlichkeit von V2G.

Je öfter ein Akku verwendet wird, desto eher muss er ausgetauscht werden. Die Ersatzkosten betragen etwa 1/3 der Kosten des Elektroautos. Die Lebensdauer ihrer Batterien nimmt mit zunehmender Kapazität, Zykluslebensdauer und Sicherheit aufgrund chemischer Veränderungen der Elektroden nach und nach ab. Der Kapazitätsverlust / -schwund wird als Prozentsatz der Anfangskapazität nach einer Anzahl von Zyklen ausgedrückt (z. B. 30% Verlust nach 1.000 Zyklen). Der Verlust beim Radfahren hängt von der Nutzung ab und hängt sowohl vom maximalen Ladezustand als auch von der Entladetiefe ab. JB Straubel, CTO von Tesla Inc., gewährt V2G Preisnachlässe, da der Verschleiß der Batterie den wirtschaftlichen Nutzen überwiegt. Er zieht es auch vor, das Recycling dem Stromnetz vorzuziehen, wenn die Batterien das Ende ihrer Lebensdauer erreicht haben. Eine Studie von 2017 ergab eine abnehmende Kapazität und eine Hybrid-EV-Studie von 2012 stellte einen geringen Nutzen fest.

Ein weiterer häufiger Kritikpunkt bezieht sich auf die allgemeine Effizienz des Prozesses. Das Laden eines Batteriesystems und die Rückführung dieser Energie von der Batterie in das Netz, was das “Invertieren” der Gleichstromleistung in Wechselstrom einschließt, führt unweigerlich zu einigen Verlusten. Dies muss im Hinblick auf mögliche Kosteneinsparungen und erhöhte Emissionen berücksichtigt werden, wenn die ursprüngliche Energiequelle auf fossilen Quellen basiert. Dieser Zyklus der Energieeffizienz lässt sich mit dem Wirkungsgrad von 70–80% der Pumpspeicherkraftwerke vergleichen, die jedoch durch die Geographie, die Wasserressourcen und die Umwelt begrenzt sind.

Fahrzeuge
Es gibt mehrere Elektrofahrzeuge, die modifiziert wurden oder mit V2G kompatibel sind. Hyundai ix35 FCEV von der Delft University of Technology wird mit einer 10 kW DC-V2G-Leistung modifiziert. Zu den Fahrzeugen mit V2G-Funktion zählen der REV 300 ACX, die Boulder Electric Vehicle 500 und 1000 Series Trucks, der ACPropulsion T-Zero, die E-Box und der MINI-E, der Nissan Leaf und der Nissan E-NV200. Der Mitsubishi Outlander PHEV verfügt in Japan über ein Vehicle To Home-System, das ebenfalls in Europa eingeführt werden soll.