IEEE-Websites platzieren Cookies auf Ihrem Gerät, um Ihnen die beste Benutzererfahrung zu bieten.Durch die Nutzung unserer Websites stimmen Sie der Platzierung dieser Cookies zu.Um mehr zu erfahren, lesen Sie unsere Datenschutzrichtlinie.Der größte Fusionsreaktor der Welt, der Kernfusionsreaktor ITER, könnte endlich seine Geldsorgen überwinden.Delegierte der sieben internationalen Partner von ITER einigten sich im Juli auf ein neues Budget für den Bau des Versuchsreaktors.Sie schätzen, dass sich die Gesamtkosten der Maschine und ihrer Einrichtungen, die bis 2019 im südfranzösischen Cadarache fertiggestellt werden sollen, auf etwa 16 Milliarden oder 21 Milliarden US-Dollar belaufen werden.Als die Partner 2006 das ursprüngliche ITER-Abkommen unterzeichneten, schätzten sie die Baukosten – in der Währung von 2010 – auf nur 5,2 Milliarden (6,9 Milliarden US-Dollar).Aber Änderungen am ursprünglichen Reaktordesign, gepaart mit steigenden Preisen für Baumaterialien, haben die Budgetprognosen überhöht und einige Kritik von Wissenschaftlern hervorgerufen, die sagen, dass das Geld besser für die kurzfristige Forschung und Entwicklung grüner Energie ausgegeben werden könnte.Im Rahmen der neuen Haushaltsvereinbarung wird die Europäische Union nicht mehr als 6,6 Milliarden (8,7 Milliarden US-Dollar) zu den Baukosten beitragen.Jedes der sechs anderen Mitgliedsländer wird für die Lieferung von Hardware im Wert von etwa 1,5 Milliarden – Leiter, Spulen, Abschirmungen, Netzteile – anstelle von Bargeld verantwortlich sein.Jetzt, da die Budgetfragen von ITER geklärt sind, können Bauteams damit beginnen, Spitzhacken in den Dreck zu stecken.Utrecht ist weltweit führend bei der Verwendung von Elektrofahrzeugen zur NetzspeicherungDie niederländische Stadt Utrecht setzt auf die Vehicle-to-Grid-Technologie, von der hier ein Beispiel gezeigt wird – ein Elektrofahrzeug, das an ein bidirektionales Ladegerät angeschlossen ist.Die historische Windmühle Rijn en Zon bildet den passenden Hintergrund für diese Szene.Hunderte von Ladestationen für Elektrofahrzeuge säumen das Stadtbild von Utrecht in den Niederlanden wie kleine elektrische Pilze.Im Gegensatz zu denen, an die Sie sich vielleicht gewöhnt haben, laden viele dieser Stationen nicht nur Elektroautos auf – sie können auch Strom von Fahrzeugbatterien an das lokale Versorgungsnetz zur Nutzung durch Haushalte und Unternehmen senden.Debatten über die Machbarkeit und den Wert einer solchen Vehicle-to-Grid-Technologie reichen Jahrzehnte zurück.Diese Argumente sind noch nicht entschieden.Aber große Autohersteller wie Volkswagen, Nissan und Hyundai sind dazu übergegangen, die Art von Autos zu produzieren, die solche bidirektionalen Ladegeräte verwenden können – neben einer ähnlichen Vehicle-to-Home-Technologie, bei der Ihr Auto Ihr Haus, sagen wir, während eines Stromausfalls, wie beworben, mit Strom versorgen kann von Ford mit seinem neuen F-150 Lightning.Angesichts der raschen Verbreitung von Elektrofahrzeugen denken viele Menschen intensiv darüber nach, wie sie die gesamte rollende Batterieleistung am besten nutzen können.Utrecht, eine weitgehend fahrradbetriebene Stadt mit 350.000 Einwohnern südlich von Amsterdam, ist zu einem Testgelände für bidirektionale Ladetechniken geworden, die weltweit auf großes Interesse bei Autoherstellern, Ingenieuren, Stadtverwaltern und Energieversorgern stoßen.Diese Initiative findet in einem Umfeld statt, in dem die Bürger des Alltags reisen möchten, ohne Emissionen zu verursachen, und sich zunehmend des Werts erneuerbarer Energien und der Energiesicherheit bewusst werden.„Wir wollten etwas ändern“, sagt Eelco Eerenberg, einer der stellvertretenden Bürgermeister von Utrecht und Schöffe für Entwicklung, Bildung und öffentliche Gesundheit.Und ein Teil der Änderung besteht darin, das EV-Ladenetz der Stadt zu erweitern.„Wir wollen vorhersagen, wo wir die nächste E-Ladestation bauen müssen.“Es ist also ein guter Moment, darüber nachzudenken, wo Vehicle-to-Grid-Konzepte zuerst entstanden sind, und in Utrecht zu sehen, wie weit sie gekommen sind.Es ist 25 Jahre her, dass der Energie- und Umweltexperte Willett Kempton von der University of Delaware und der Energieökonom vom Green Mountain College, Steve Letendre, skizzierten, was sie als „aufkommende Wechselwirkung zwischen Fahrzeugen mit Elektroantrieb und dem Stromversorgungssystem“ ansahen.Dieses Duo legte neben Timothy Lipman von der University of California, Berkeley, und Alec Brooks von AC Propulsion den Grundstein für Vehicle-to-Grid Power.Der Wechselrichter wandelt beim Laden des Fahrzeugs Wechselstrom in Gleichstrom um und umgekehrt, wenn er Strom ins Netz einspeist.Das ist gut für das Netz.Warum das gut für den Fahrer ist, muss sich noch zeigen.Ihre ursprüngliche Idee war, dass Garagenfahrzeuge eine computergesteuerte Zwei-Wege-Verbindung zum Stromnetz haben würden, die Strom vom Fahrzeug empfangen und ihm Strom zuführen könnte.Der Artikel von Kempton und Letendre aus dem Jahr 1997 in der Zeitschrift Transportation Research beschreibt, wie der Batteriestrom von Elektrofahrzeugen in den Häusern der Menschen während eines Notfalls oder Stromausfalls in das Stromnetz eingespeist wird.Mit Ladegeräten auf der Straße bräuchten Sie nicht einmal das Haus.Beim bidirektionalen Laden wird ein etwa brotkorbgroßer Wechselrichter verwendet, der sich entweder in einer speziellen Ladebox oder im Auto befindet.Der Wechselrichter wandelt beim Laden des Fahrzeugs Wechselstrom in Gleichstrom um und umgekehrt, wenn er Strom ins Netz einspeist.Das ist gut für das Netz.Warum das gut für den Fahrer ist, muss sich noch zeigen.Dies ist eine ärgerliche Frage.Autobesitzer können etwas Geld verdienen, indem sie zu günstigen Zeiten ein wenig Energie ins Netz zurückgeben, ihre Stromrechnung sparen oder auf diese Weise den Betrieb ihres Autos indirekt subventionieren.Aber seit Kempton und Letendre das Konzept skizzierten, befürchteten potenzielle Benutzer auch, Geld durch Batterieverschleiß zu verlieren.Das heißt, würde der Batteriewechsel mehr als nötig das Herz des Autos vorzeitig beeinträchtigen?Diese anhaltenden Fragen machten unklar, ob sich Vehicle-to-Grid-Technologien jemals durchsetzen würden.Marktbeobachter haben eine Parade von "so ungefähr da"-Momenten für die Vehicle-to-Grid-Technologie gesehen.In den Vereinigten Staaten unterzeichneten die University of Delaware und der in New Jersey ansässige Energieversorger NRG Energy 2011 einen Technologielizenzvertrag für den ersten kommerziellen Einsatz der Vehicle-to-Grid-Technologie.Ihre Forschungspartnerschaft lief über vier Jahre.In den letzten Jahren haben diese Pilotprojekte in ganz Europa und den Vereinigten Staaten sowie in China, Japan und Südkorea zugenommen.Im Vereinigten Königreich finden jetzt Experimente in Vorstadthäusern statt, bei denen außen an der Wand montierte Ladegeräte verwendet werden, die gemessen werden, um den Fahrzeugbesitzern eine Gutschrift auf ihren Stromrechnungen im Austausch für das Hochladen von Batteriesaft während der Stoßzeiten zu gewähren.Weitere Versuche umfassen gewerbliche Autoflotten, eine Reihe von Lieferwagen in Kopenhagen, zwei elektrische Schulbusse in Illinois und fünf in New York.Diese Pilotprogramme sind jedoch genau das geblieben – Piloten.Keiner entwickelte sich zu einem groß angelegten System.Das könnte sich bald ändern.Die Bedenken hinsichtlich des Batterieverschleißes nehmen ab.Im vergangenen Jahr modellierten Heta Gandhi und Andrew White von der University of Rochester die Fahrzeug-zu-Netz-Ökonomie und stellten fest, dass die Batteriedegradationskosten minimal sind.Gandhi und White stellten auch fest, dass die Kapitalkosten für Batterien im Laufe der Zeit deutlich gesunken sind und von weit über 1.000 US-Dollar pro Kilowattstunde im Jahr 2010 auf etwa 140 US-Dollar im Jahr 2020 gefallen sind.Da die Vehicle-to-Grid-Technologie machbar wird, ist Utrecht einer der ersten Orte, der sie vollständig annimmt.Die Hauptkraft hinter den Veränderungen, die in dieser windgepeitschten niederländischen Stadt stattfinden, ist nicht ein globaler Markttrend oder die Reife der technischen Lösungen.Es sind motivierte Leute, die auch zur richtigen Zeit am richtigen Ort sind.Einer ist Robin Berg, der 2016 von seinem Zuhause in Utrecht aus ein Unternehmen namens We Drive Solar gründete. Es hat sich zu einem Carsharing-Flottenbetreiber mit 225 Elektrofahrzeugen verschiedener Marken und Modelle entwickelt – hauptsächlich Renault Zoes, aber auch Tesla Model 3s. Hyundai Konas und Hyundai Ioniq 5s.Berg hat unterwegs Partner hinzugezogen und Wege ausgearbeitet, um bidirektionales Laden in die We Drive Solar-Flotte zu bringen.Sein Unternehmen verfügt jetzt über 27 Fahrzeuge mit bidirektionalen Fähigkeiten, weitere 150 sollen in den kommenden Monaten hinzukommen.Im Jahr 2019 leitete Willem-Alexander, König der Niederlande, die Installation einer bidirektionalen Ladestation in Utrecht.Hier ist der König [Mitte] mit Robin Berg [links], Gründer von We Drive Solar, und Jerôme Pannaud [rechts], General Manager von Renault für Belgien, die Niederlande und Luxemburg, zu sehen. Patrick van Katwijk/Getty ImagesDiese Flotte aufzubauen war nicht einfach.Die beiden bidirektionalen Renault Zoe von We Drive Solar sind Prototypen, die Berg durch eine Partnerschaft mit dem französischen Autohersteller erhalten hat.Produktions-Zoes, die bidirektional aufladen können, müssen noch herauskommen.Im vergangenen April lieferte Hyundai 25 bidirektional fähige Langstrecken-Ioniq 5 an We Drive Solar.Dabei handelt es sich um Serienautos mit modifizierter Software, die Hyundai in kleinen Stückzahlen herstellt.Es ist geplant, die Technologie in einem kommenden Modell serienmäßig einzuführen.Die 1.500 Abonnenten von We Drive Solar müssen sich keine Gedanken über Batterieverschleiß machen – das ist das Problem des Unternehmens, wenn es eines ist, und Berg glaubt nicht, dass es eines ist.„Wir gehen nie an die Ränder der Batterie“, sagt er, was bedeutet, dass die Batterie niemals in einen Ladezustand versetzt wird, der hoch oder niedrig genug ist, um ihre Lebensdauer wesentlich zu verkürzen.We Drive Solar ist kein frei fließender, Pick-up-by-App-and-Drop-where-you-want-Service.Autos haben eigene Parkplätze.Abonnenten reservieren ihre Fahrzeuge, holen sie ab und bringen sie am selben Ort zurück und fahren damit, wohin sie wollen.An dem Tag, an dem ich Berg besuchte, fuhren zwei seiner Autos bis in die Schweizer Alpen und eines nach Norwegen.Berg möchte, dass seine Kunden bestimmte Autos (und die dazugehörigen Parkplätze) als ihre eigenen betrachten und regelmäßig dasselbe Fahrzeug nutzen, um ein Gefühl der Eigenverantwortung für etwas zu bekommen, das sie überhaupt nicht besitzen.Dass Berg den Sprung ins EV Ride-Sharing und insbesondere in Power-Networking-Technologien wie bidirektionales Laden gewagt hat, ist nicht verwunderlich.In den frühen 2000er Jahren gründete er einen lokalen Dienstanbieter namens LomboXnet und installierte frei sichtbare WLAN-Antennen auf einem Kirchturm und auf dem Dach eines der höchsten Hotels der Stadt.Als der Internetverkehr sein funkbasiertes Netzwerk zu füllen begann, verlegte er Glasfaserkabel.Im Jahr 2007 erhielt Berg einen Auftrag zur Installation einer Solaranlage auf dem Dach einer örtlichen Schule mit der Idee, ein Mikronetz einzurichten.Er verwaltet jetzt 10.000 Dachpaneele von Schulhäusern in der ganzen Stadt.Eine Sammlung von Stromzählern säumt seinen Flurschrank und sie überwachen die Sonnenenergie, die teilweise zu den Elektroautobatterien seiner Firma fließt – daher der Firmenname We Drive Solar.Berg erfuhr nichts über bidirektionales Laden durch Kempton oder einen der anderen frühen Champions der Vehicle-to-Grid-Technologie.Er hörte davon wegen der Atomkraftwerkskatastrophe von Fukushima vor einem Jahrzehnt.Er besaß damals einen Nissan Leaf und las, wie diese Autos in der Region Fukushima Notstrom lieferten.„Okay, das ist eine interessante Technologie“, erinnert sich Berg."Gibt es eine Möglichkeit, es hier zu vergrößern?"Nissan erklärte sich bereit, ihm ein bidirektionales Ladegerät zu liefern, und Berg rief die Stadtplaner von Utrecht an und sagte, er wolle ein Kabel dafür installieren.Daraus ergaben sich weitere Kontakte, unter anderem zum Betreiber des lokalen Niederspannungsnetzes Stedin.Nachdem er sein Ladegerät installiert hatte, wollten die Ingenieure von Stedin wissen, warum sein Messgerät manchmal rückwärts lief.Später bekam Irene ten Dam von der regionalen Entwicklungsagentur Utrecht Wind von seinem Experiment und war fasziniert und wurde eine Verfechterin des bidirektionalen Ladens.Berg und die Mitarbeiter der Stadt, die Spaß an seiner Arbeit hatten, gewannen weitere Partner, darunter Stedin, Softwareentwickler und einen Hersteller von Ladestationen.Bis 2019 leitete Willem-Alexander, König der Niederlande, die Installation einer bidirektionalen Ladestation in Utrecht.„Das Tolle ist, dass sowohl die Stadt als auch der Netzbetreiber immer nach Möglichkeiten zur Skalierung suchen“, sagt Berg.Sie wollen nicht nur ein Projekt machen und darüber berichten, sagt er.Sie wollen unbedingt den nächsten Schritt machen.Diese nächsten Schritte vollziehen sich in immer schnellerem Tempo.Utrecht verfügt jetzt über 800 bidirektionale Ladegeräte, die vom niederländischen Ingenieurbüro NieuweWeme entwickelt und hergestellt wurden.Die Stadt braucht bald viele mehr.Die Zahl der Ladestationen in Utrecht ist in den letzten zehn Jahren stark gestiegen.„Die Leute kaufen immer mehr Elektroautos“, sagt Stadtrat Eerenberg.Stadtbeamte bemerkten in den letzten Jahren einen Anstieg solcher Käufe, nur um Beschwerden von Utrechtern zu hören, dass sie dann einen langen Antragsprozess durchlaufen mussten, um ein Ladegerät dort installieren zu lassen, wo sie es verwenden konnten.Eerenberg, gelernter Informatiker, arbeitet noch daran, diese Knoten zu lösen.Ihm ist klar, dass die Stadt schneller werden muss, wenn sie den Auftrag der niederländischen Regierung erfüllen will, alle Neuwagen in acht Jahren emissionsfrei zu fahren.Die Menge an Energie, die zum Laden von Elektrofahrzeugen in Utrecht verwendet wird, ist in den letzten Jahren sprunghaft angestiegen.Obwohl ähnliche Mandate, mehr emissionsfreie Fahrzeuge in New York und Kalifornien auf die Straße zu bringen, in der Vergangenheit gescheitert sind, ist der Druck zur Elektrifizierung von Fahrzeugen jetzt höher.Und die Stadtverwaltung von Utrecht möchte der Nachfrage nach umweltfreundlicheren Transportlösungen einen Schritt voraus sein.Dies ist eine Stadt, die gerade eine zentrale Tiefgarage für 12.500 Fahrräder gebaut und Jahre damit verbracht hat, eine Autobahn auszuheben, die durch das Stadtzentrum verlief, und sie im Namen sauberer Luft und eines gesunden städtischen Lebens durch einen Kanal zu ersetzen.Eine treibende Kraft bei der Gestaltung dieser Veränderungen ist Matthijs Kok, Energiewende-Manager der Stadt.Er nahm mich mit auf eine Tour – natürlich mit dem Fahrrad – durch Utrechts neue grüne Infrastruktur und wies auf einige Neuerungen hin, wie eine stationäre Batterie, die Solarenergie aus den vielen Paneelen speichern soll, die für die Installation in einem örtlichen Sozialwohnungsbau vorgesehen sind.Diese Karte von Utrecht zeigt die EV-Ladeinfrastruktur der Stadt.Orange Punkte sind die Standorte bestehender Ladestationen;rote Punkte kennzeichnen in Entwicklung befindliche Ladestationen.Grüne Punkte sind mögliche Standorte für zukünftige Ladestationen.„Deshalb machen wir das alle“, sagt Kok, tritt von seinem aufgerichteten Fahrrad weg und zeigt auf einen Backsteinschuppen, in dem ein 400-Kilowatt-Transformator steht.Diese Transformatoren sind das letzte Glied in der Kette, die von der Stromerzeugungsanlage über die Hochspannungsleitungen bis hin zu Mittelspannungs-Umspannwerken und Niederspannungstransformatoren bis hin zu den Küchen der Menschen reicht.In einer typischen Stadt gibt es Tausende dieser Transformatoren.Wenn zu viele Elektroautos in einem Bereich geladen werden müssen, können solche Transformatoren leicht überlastet werden.Bidirektionales Laden verspricht Abhilfe bei solchen Problemen.Kok arbeitet mit anderen in der Stadtverwaltung zusammen, um Daten zusammenzustellen und Karten zu erstellen, die die Stadt in Stadtteile unterteilen.Jedes ist mit Daten zu Bevölkerung, Haushaltstypen, Fahrzeugen und anderen Daten annotiert.Zusammen mit einer beauftragten Data-Science-Gruppe und mit Beiträgen von Bürgern entwickelten sie einen richtliniengesteuerten Algorithmus, um bei der Auswahl der besten Standorte für neue Ladestationen zu helfen.Die Stadt hat auch Anreize für den Einsatz bidirektionaler Ladegeräte in ihre 10-Jahres-Verträge mit den Betreibern von Fahrzeugladestationen aufgenommen.Also, in diese Ladegeräte ging.Experten erwarten, dass das bidirektionale Laden besonders gut für Fahrzeuge funktioniert, die Teil einer Flotte sind, deren Bewegungen vorhersehbar sind.In solchen Fällen kann ein Bediener leicht programmieren, wann die Batterie eines Autos geladen und entladen werden soll.We Drive Solar verdient sich Kredite, indem es Batteriestrom aus seiner Flotte in Zeiten der Spitzenlast in das lokale Netz einspeist und die Batterien der Autos außerhalb der Spitzenzeiten wieder auflädt.Wenn es so gut läuft, verliert der Fahrer bei der Abholung seines Autos keine Reichweite, die er möglicherweise benötigt.Und diese täglichen Energiegeschäfte tragen dazu bei, die Preise für Abonnenten niedrig zu halten.Die Förderung von Carsharing-Programmen wie We Drive Solar spricht die Beamten von Utrecht wegen des Problems mit dem Parken an – ein chronisches Leiden, das in den meisten wachsenden Städten üblich ist.Auf einer riesigen Baustelle in der Nähe des Stadtzentrums von Utrecht entstehen bald 10.000 neue Wohnungen.Zusätzliche Wohnungen sind willkommen, aber 10.000 zusätzliche Autos wären es nicht.Die Planer wollen, dass das Verhältnis eher einem Auto pro 10 Haushalte entspricht – und die Anzahl der ausgewiesenen öffentlichen Parkplätze in den neuen Vierteln wird dieses Ziel widerspiegeln.Einige der bei We Drive Solar erhältlichen Autos, einschließlich dieser Hyundai Ioniq 5s, können bidirektional geladen werden. We Drive SolarPrognosen für die groß angelegte Elektrifizierung des Verkehrs in Europa sind entmutigend.Laut einem Bericht von Eurelectric/Deloitte könnte es bis 2030 in Europa 50 bis 70 Millionen Elektrofahrzeuge geben, die mehrere Millionen neue bidirektionale oder andere Ladepunkte erfordern würden.Stromverteilungsnetze werden Hunderte von Milliarden Euro an Investitionen benötigen, um diese neuen Stationen zu unterstützen.Am Morgen, bevor Eerenberg sich mit mir ins Rathaus setzte, um mir Utrechts Planungsalgorithmus für Ladestationen zu erklären, brach in der Ukraine der Krieg aus.Die Energiepreise belasten mittlerweile viele Haushalte bis zum Zerreißen.Benzin hat an einigen Orten in den Vereinigten Staaten 6 $ pro Gallone (wenn nicht mehr) erreicht.In Deutschland musste der Fahrer eines bescheidenen VW Golf Mitte Juni rund 100 Euro für das Tanken bezahlen.In Großbritannien schossen die Stromrechnungen am 1. April im Durchschnitt um mehr als 50 Prozent in die Höhe.Der Krieg hat die Energiepolitik auf dem gesamten europäischen Kontinent und auf der ganzen Welt auf den Kopf gestellt, die Aufmerksamkeit der Menschen auf Energieunabhängigkeit und -sicherheit gelenkt und bereits eingeleitete Maßnahmen wie die Schaffung emissionsfreier Zonen in Stadtzentren und den Ersatz herkömmlicher Autos durch Elektrofahrzeuge verstärkt Einsen.Wie man die erforderlichen Änderungen am besten herbeiführt, ist oft unklar, aber Modellierung kann helfen.Nico Brinkel, der im Photovoltaik-Integrationslabor von Wilfried van Sark an der Universität Utrecht promoviert, konzentriert seine Modelle auf die lokale Ebene.Er rechnet in seinen Berechnungen damit, dass die Verstärkung des Niederspannungsnetzes in und um Utrecht etwa 17.000 Euro pro Transformator und etwa 100.000 Euro pro Kilometer Ersatzkabel kostet.„Wenn wir zu einem vollelektrischen System übergehen, wenn wir viel Windenergie, viel Solarenergie, viele Wärmepumpen, viele Elektrofahrzeuge hinzufügen …“, verstummt seine Stimme.„Dafür ist unser Netz nicht ausgelegt.“Aber die elektrische Infrastruktur muss mithalten.Eine von Brinkels Studien legt nahe, dass solche Kosten überschaubarer verteilt werden könnten, wenn ein guter Teil der EV-Ladegeräte bidirektional sind.„Im Idealfall wäre es meiner Meinung nach am besten, wenn alle neuen Ladegeräte bidirektional wären“, sagt er.„Die Mehrkosten sind nicht so hoch.“Berg muss nicht überzeugt werden.Er hat darüber nachgedacht, was bidirektionales Laden den ganzen Niederlanden bietet.Er schätzt, dass 1,5 Millionen Elektrofahrzeuge mit bidirektionalen Fähigkeiten – in einem Land mit 8 Millionen Autos – das nationale Stromnetz ausgleichen würden.„Mit erneuerbaren Energien konnte man damals alles machen“, sagt er.Angesichts der Tatsache, dass sein Land mit nur Hunderten von Autos beginnt, die bidirektional geladen werden können, sind 1,5 Millionen eine große Zahl.Aber eines Tages könnten die Niederländer tatsächlich dort ankommen.