Bidirektionale Wallbox: Preise, Tipps und zukünftige Potenziale

Was wäre, wenn man das E-Auto nicht nur zum Fahren, sondern auch als zusätzlichen Stromspeicher nutzen könnte? Stichwort: Bidirektionales Laden. Mit einer bidirektionalen Wallbox ist das möglich – theoretisch, denn noch steht diese Entwicklung ganz am Anfang. In diesem Beitrag geben wir Ihnen einen Überblick, wie bidirektionale Wallboxen funktionieren und was neben der Wallbox noch nötig ist, um bidirektional laden zu können. 

Was ist eine bidirektionale Wallbox?

Wallboxen als bequeme und sichere Heimladestationen für das E-Auto sind mittlerweile weit verbreitet und bieten insbesondere in der Kombination mit einer PV-Anlage enorme Kostenvorteile im Vergleich zu einer Ladung an einer öffentlichen Ladesäule. Die Wallbox bezieht Strom aus der PV-Anlage oder dem öffentlichen Stromnetz und lädt damit das Auto, welches die gespeicherte Energie ausschließlich zum Fahren verwenden kann. Diese Art von Ladestation wird als unidirektional („in eine Richtung“) bezeichnet. 

Eine bidirektionale Wallbox (bidirektional = „in zwei Richtungen“) ist in der Lage, den Strom nicht nur in das E-Auto zu laden, sondern den in der E-Auto-Batterie gespeicherten Strom auch wieder an das Stromnetz abzugeben. So wird das E-Auto zum mobilen Stromspeicher. Gerade in Kombination mit einer Photovoltaikanlage oder mit einem dynamischen Stromtarif kann die zusätzliche Speicherkapazität nützlich sein, weil auf diese Weise mehr günstiger Strom für die spätere Nutzung im Haushalt gespeichert werden kann. 
 

Welche Unterschiede gibt es bei bidirektionalen Wallboxen? 

Nein, nicht jede Wallbox unterstützt das bidirektionale Laden und auch bei bidirektionalen Wallboxen selbst gibt es große Unterschiede. Der wesentliche Unterschied besteht darin, ob für die Be- und Entladung des Fahrzeugs Wechselstrom (AC) oder Gleichstrom (DC) verwendet wird. 

In jedem Fall muss der Wechselstrom (AC) aus dem Stromnetz in Gleichstrom (DC) umgewandelt werden – denn genau wie alle Batterien arbeiten auch E-Auto-Akkus nur mit Gleichstrom. Die Umwandlung von AC in DC und wieder zurück übernimmt entweder die Wallbox (DC-Wallboxen) oder der im Auto eingebaute Gleichrichter (AC-Wallboxen). 

Im Falle einer AC-Wallbox kann also die vorhandene Technik des Fahrzeugs verwendet werden – bei einer DC-Wallbox muss diese zusätzlich in der Wallbox untergebracht werden. Aus diesem Grund sind DC-Wallboxen deutlich größer, schwerer und teurer als vergleichbare AC-Wallboxen. Hingegen ist die Zertifizierung einer bidirektionalen DC-Wallbox einfacher.

In diesem Zusammenhang ist es wichtig zu wissen, dass eine bidirektionale Wallbox allein nicht ausreicht, damit das E-Auto zum mobilen Stromspeicher wird. Auch das Fahrzeug selbst muss bidirektionales Laden unterstützen. Bisher sind rückspeisefähige E-Autos insbesondere im asiatischen Raum verfügbar, verwenden jedoch den in Europa nicht kompatiblen Ladestandard CHAdeMO. 

In Deutschland sind in 2023 lediglich rund 4% der neu zugelassenen Elektrofahrzeuge theoretisch rückspeisefähig. Erst gegen Ende des Jahrzehnts ist mit einer signifikanten Verfügbarkeit von bidirektional befähigten Fahrzeugen zu rechnen. 

Die größte Hürde für das Auto als mobilen Stromspeicher stellt jedoch die Regulatorik dar. Aktuell ist es aus regulatorischer Sicht nicht erlaubt, Energie aus dem Fahrzeug in das öffentliche Stromnetz zurückzuspeisen. Gleichwohl der Gesetzgeber an den nötigen Rahmenbedingungen arbeitet, wird bis zu einer flächendeckenden Nutzbarkeit von bidirektionalem Laden noch einige Zeit verstreichen.

 

Wo liegen die großen Potenziale einer bidirektionalen Wallbox?

Auch wenn bidirektionale Wallboxen derzeit noch nicht praxistauglich sind, bietet die Technologie großes Potenzial – insbesondere für E-Auto-Besitzer*innen, die eine Photovoltaikanlage und ein Heim-Energiemanagementsystem (HEMS) haben. Die wichtigsten Vorteile einer bidirektionalen Wallbox sind: 

• Zusätzliche Speicherkapazität für selbst erzeugten Solarstrom, dadurch flexiblere Nutzung und gesteigerter Eigenverbrauch.
   
• Die Möglichkeit, Stromkosten zu senken, indem man zum Beispiel immer dann gespeicherten Strom aus dem E-Auto nutzt, wenn Netzstrom gerade teuer ist. 
   
• Stabilisierung der Stromnetze, wenn in Zeiten großer Netzbelastung die E-Auto-Batterie als Pufferspeicher genutzt wird. 

Nicht zuletzt kann eine bidirektionale Wallbox den eigenen strombezogenen CO2-Fußabdruck verbessern. Denn je flexibler Sie Ihren sauberen Photovoltaikstrom speichern, desto weniger konventionellen Netzstrom müssen Sie beziehen – und desto nachhaltiger versorgen Sie sich mit Energie. 
 

Preise: Was kostet eine bidirektionale Wallbox?

Grundsätzlich gilt: Eine bidirektionale Wallbox ist teurer als eine unidirektionale Wallbox – auch, weil die Technologie noch relativ neu ist. Während man bei einer normalen Wallbox mit Anschaffungskosten ab 800 Euro rechnen sollte , kosten bidirektionale AC-Wallboxen ab 2.000 Euro, DC-Wallboxen ab 4.000 Euro aufwärts. Dazu kommen Installationskosten ab etwa 600 Euro plus eventuelle Kosten für die bauliche Vorbereitung des Carports oder der Garage.

Es ist davon auszugehen, dass die derzeitigen Mehrkosten für eine bidirektionale Wallbox sinken werden, wenn sich die Technologie etabliert hat und die regulatorischen Voraussetzungen geschaffen sind, um bidirektionales Laden flächendeckend zu ermöglichen. Für E-Autofahrer*innen, die einen variablen Stromtarif nutzen und insbesondere für solche, die eine PV-Anlage besitzen, kann eine bidirektionale Wallbox helfen, Stromkosten zu sparen. Auf diese Weise macht sich die Investition schneller bezahlt. 

Ob und wann sich eine bidirektionale Wallbox lohnt, ist aber individuell unterschiedlich. Daher sollten Sie sich in jedem Fall von einem Fachbetrieb beraten lassen. 
 

Installation der bidirektionalen Wallbox: Was ist zu beachten?

Die Installation einer Wallbox sollte grundsätzlich ein Fachbetrieb übernehmen. Theoretisch ist jeder Elektroinstallationsbetrieb für die Installation qualifiziert – dennoch sollten Sie sich für ein Unternehmen entscheiden, das Erfahrung mit Wallboxen und idealerweise auch mit dem von Ihnen gewählten Hersteller hat.

Wichtig: Wer eine Wallbox ohne die entsprechende Qualifikation oder Zertifizierung selbst installiert, riskiert nicht nur Kurzschlüsse oder Brände, er oder sie hat im Schadensfall in der Regel auch keinen Garantie- oder Versicherungsanspruch.

Voraussetzungen für die Installation der bidirektionalen Wallbox sind: 

• ein geeigneter Standort, idealerweise in der Garage, im Carport oder an der Außenfassade
• ein Starkstromanschluss, möglichst in der Nähe des Wallbox-Standorts
• ausreichend Leistungsreserve im Hausstromnetz 
• Genehmigung durch den Netzbetreiber
• Smart Meter mit Smart Meter Gateway
• ein leistungsfähiges Heim-Energiemanagementsystem (HEMS)

Sind diese Voraussetzungen erfüllt, dauert die Installation der Wallbox durch einen Elektroinstallationsbetrieb maximal einen halben Tag.
 

Sind alle E-Autos mit einer bidirektionalen Wallbox kompatibel?  

Das Ziel für die Zukunft ist sicherlich, dass Verbraucher*innen jedes bidirektionale E-Auto mit einer bidirektionalen Wallbox ihrer Wahl kombinieren können. Mit der Veröffentlichung des internationalen Standards ISO 15118-20 für bidirektionales Laden ist seit April 2023 immerhin schon die Kommunikation zwischen E-Auto und Wallbox für das bidirektionale Laden geregelt. Dennoch bereiten insbesondere Regulatorik und die Differenzierung zwischen AC- und DC-bidirektionalem Laden Probleme bei der Kompatibilität. Beispielsweise ist ein E-Auto, welches bidirektionales Laden mit Gleichstrom ermöglicht nicht mit einer bidirektionalen AC-Wallbox kompatibel. 
 

Rechtliche Aspekte des bidirektionalen Ladens 

Auch wenn bidirektionales Laden in Deutschland politisch gewollt ist, fehlt bisher noch der regulatorische Rahmen. So sind unter anderem die Netzbetreiber nicht bereit, bidirektionales Laden zu erlauben, weil E-Fahrzeuge mit bidirektionaler Ladefähigkeit, anderen normativen Richtlinien unterliegen als „normale“ E-Autos. Per Definition werden E-Autos, die Strom an das Haushaltsnetz abgeben, zu einer Erzeugungsanlage, ähnlich wie die PV-Anlage. Da das Auto als „mobiler Stromspeicher“ quasi überall Strom laden und ihn überall wieder einspeisen kann, sind standardisierte Richtlinien im Netz- und Anlagenschutz sowie den technischen Anschlussbedingungen der Netzbetreiber nötig – diese gibt es derzeit nicht. Daher sind bidirektionale Wallboxen in Deutschland noch ein Zukunftsthema.
 

Welche Nachteile hat eine bidirektionale Wallbox? 

Das Potenzial von E-Autos als zusätzliche Stromspeicher ist unbestritten. Aber es gibt auch Kritik an bidirektionalen Wallboxen.

Hohe Belastung der E-Auto-Batterie und der Leistungselektronik: Weder die Akkus noch die Elektronik von E-Autos sind dafür gemacht, ständig mit geringen Mengen be- und entladen zu werden. Die zusätzlichen Ladezyklen durch das bidirektionale Laden können die Zellalterung beschleunigen und daher die Garantiebedingungen für die Batterie ungültig machen. Die Dauerbelastung der Bordelektronik, welche für die Steuerung und Kommunikation des Ladegerätes notwendig ist, kann ebenfalls zu vorzeitigen Ausfällen führen.

Lade- und Entladeverluste: Beim Umwandeln von Wechselstrom (AC) aus dem Netz in Gleichstrom (DC) zum Laden und wieder zurück in Wechselstrom (AC) zum Einspeisen gehen insbesondere bei sehr geringer Leistung bis zu 50 % der Energie verloren. Die ständig aktive Bordelektronik benötigt je nach Fahrzeug zusätzlich bis zu 500 Watt Leistung.

Technik und Regulatorik noch nicht ausgereift: Aktuell ist das bidirektionale Laden nur in Feldversuchen und sehr umständlich möglich. Es gibt noch keine Langzeit-Erkenntnisse zur Funktionalität und zur Wirtschaftlichkeit. Insbesondere ein Handel mit Energie aus dem Stromnetz ist aufgrund von Steuern und Abgaben derzeit sogar defizitär.
 

Ausblick: Welche Rolle spielen bidirektionale Wallboxen in Zukunft?

Die Idee von der bidirektionalen Wallbox ist gut, das steht außer Frage. Aktuell stehen wir allerdings noch ganz am Anfang der Entwicklung. Bidirektionales Laden ist in der Praxis noch nicht möglich.

Schon in wenigen Jahren könnte das allerdings ganz anders aussehen. Die Technologie und Regulatorik entwickelt sich mit hohem Tempo – und mit dem Ausbau der erneuerbaren Energien werden zusätzliche Speicherkapazitäten für Strom aus Photovoltaik und Windkraft immer wichtiger. Sobald ein einheitlicher regulatorischer Rahmen geschaffen und eine Interoperabilität unterschiedlicher Hersteller erreicht werden, können E-Auto-Fahrer*innen bidirektionale Wallboxen nutzen, um Stromkosten zu sparen und die Stromnetze zu entlasten.

Konkrete Handlungsempfehlungen für E-Auto-Fahrer*innen fasst die Forschungsstelle für Energiewirtschaft e. V. (FfE) im Zwischenbericht ihrer vom ADAC in Auftrag gegebenen Studie „Bidirektionales Laden – Anwendungsfälle aus Nutzersicht“ zusammen.