Secondo l'Agenzia Internazionale per l'Energia (IEA)*, entro il 2030 ci saranno nel mondo tra 200 e 300 milioni di veicoli elettrici sulle strade – con una tendenza al rialzo. Di conseguenza il loro ruolo nelle reti elettriche intelligenti – i cosiddetti Smart Grid – diventa sempre più significativo. I veicoli elettrici non possono solo assorbire energia, ma anche immagazzinarla e reinietrarla in rete quando necessario. In tal modo fungono da depositi tampone decentralizzati, per compensare le fluttuazioni nell'integrazione di energie rinnovabili e aumentare la stabilità della rete. La base tecnologica per questo scambio di energia bidirezionale (Vehicle-to-Grid, abbreviato V2G) è il protocollo di comunicazione ISO 15118.
ISO 15118: abilitante tecnologico per la ricarica bidirezionale e intelligente
Come standard trasversale tra i produttori, ISO 15118 definisce la comunicazione tra veicolo elettrico, infrastruttura di ricarica e – se presenti – backend come piattaforme di gestione dell'energia. Come parte del Combined Charging System (CCS), il protocollo utilizza la Powerline Communication (PLC) sulla linea di ricarica, per consentire una trasmissione dati sicura e senza intoppi durante la ricarica.
Con ISO 15118-20 la ricarica bidirezionale è per la prima volta completamente supportata. I veicoli elettrici possono così essere integrati in modo flessibile come accumulatori energetici decentralizzati nella rete elettrica. Nel cosiddetto modo V1G (supportato da ISO 15118-2) – cioè durante la ricarica pianificata unidirezionale – la procedura di ricarica può, ad esempio, essere spostata in finestre temporali meno onerose per la rete e convenienti dal punto di vista economico. In tal modo il sistema reagisce dinamicamente a segnali quali prezzi dell'energia, livello di carico della rete o preferenze degli utenti.
Il modo V2G fa un passo in avanti: qui sono possibili anche operazioni di scarica. Sistemi esterni di gestione dell'energia possono prendere decisioni in base alle condizioni di rete attuali e previste su quando e quanta energia caricare o reiniettare nella rete. Gli operatori di infrastrutture
e gli operatori di rete ottengono così uno strumento nuovo per controllare il carico di rete – ad esempio riducendo la potenza di carica in modo mirato o immettendo energia nelle ore di punta.
Nuovi modelli di business per le flotte
Per gli operatori di flotte nel settore logistico o nel trasporto pubblico locale, ciò apre nuove opportunità di business: la capacità di batteria dei veicoli non utilizzati può essere temporaneamente messa a disposizione della rete e commercializzata come servizio di flessibilità.
Inoltre ISO 15118 consente comunicazioni criptate e autenticazione automatizzata standardizzata – la base per pratiche di Plug & Charge comode presso le stazioni di ricarica pubbliche.
Standard comuni creano una vera interoperabilità V2G
Per una implementazione scalabile del V2G è necessario che tutti gli attori coinvolti collaborino strettamente: costruttori di veicoli, operatori di punti di ricarica (CPO), gestori di rete e fornitori di servizi di mobilità. La base tecnica è costituita da standard interoperabili che, sull'intera architettura di sistema, consentono una comunicazione uniforme.
Tre protocolli centrali svolgono qui un ruolo chiave:
ISO 15118: regola la comunicazione tra veicolo (EV) e punto di ricarica (EVSE), inclusi Plug & Charge e trasferimento di energia bidirezionale.
OCPP 2.x (Open Charge Point Protocol): regola l'interfaccia tra punto di ricarica (EVSE) e il backend del CPO, e funge quindi da una lingua universale per la gestione delle stazioni di ricarica. Con la versione OCPP 2.1 prevista per il 2025 saranno supportate anche ISO 15118-20 e funzionalità V2X avanzate come l'integrazione di fonti di energia distribuite (DER) e lo scambio di batterie.
OCPI (Open Charge Point Interface): standardizza la comunicazione tra CPO e fornitori di servizi di mobilità elettrica (EMSP) – ad esempio per roaming e fornitura di servizi oltre i confini di rete.
Una vera funzionalità V2G può essere implementata in modo economicamente e tecnicamente sensato solo se tutti e tre i protocolli sono
integrati. Solo l'implementazione comune da parte di OEM, CPO e EMSP crea la necessaria interoperabilità per una rete energetica scalabile e intelligente. In qualità di partner esperto di ingegneria software, Intellias supporta le aziende lungo l'intera catena del valore – dalla conformità agli standard allo sviluppo di soluzioni backend intelligenti per Smart Charging e V2G.
Il ruolo potenziale dei veicoli elettrici come partecipanti attivi alla stabilizzazione della rete e come depositi energetici decentralizzati è evidente – e la base tecnologica per ciò è ampiamente disponibile. Ma come si traduce nella pratica nell'industria?
V2G nel mondo: strategie regionali e sfide
Sempre più costruttori di automobili equipaggiano i loro veicoli elettrici con ISO 15118, tra cui soprattutto le generazioni di modelli più recenti. La capacità V2G diventa quindi un nuovo standard. Tuttavia nell'implementazione si evidenziano differenze regionali:
Europa: qui le normative legislative spingono lo sviluppo del V2G – ad esempio attraverso il pacchetto «Fit for 55», la Alternative Fuels Infrastructure Regulation (AFIR) o i requisiti UE per la rete transeuropea dei trasporti (TEN-V). I progetti pilota nei Paesi Bassi, Danimarca, Francia e Regno Unito stanno attualmente testando l'attuabilità tecnica ed economica.
USA: Il mercato è organizzato in modo decentralizzato. Singoli stati, fornitori o aziende avviano progetti. Programmi di sovvenzione per veicoli elettrici e infrastrutture di ricarica in alcuni stati rendono V2G economicamente più attraente – nonostante l'assenza di una regolamentazione a livello federale.
Cina: in quanto il più grande mercato di veicoli elettrici al mondo, la Cina adotta un approccio guidato dallo Stato e orientato alla tecnologia. L'obiettivo è utilizzare la flotta nazionale di veicoli elettrici per la stabilizzazione della rete, soddisfare la domanda energetica in crescita e integrare le energie rinnovabili. È stato definito un chiaro piano per il V2G, supportato da una stretta collaborazione tra governo, gestori di rete statali e l'industria locale di veicoli e batterie.
Nonostante approcci differenti, tutti
i mercati si fronteggiano con sfide simili: costi elevati per i caricabatterie bidirezionali, preoccupazioni sulla degradazione delle batterie e la necessità di interfacce di comunicazione sicure e robuste.
L'infrastruttura come collo di bottiglia
L'infrastruttura di ricarica resta un ostacolo centrale: mentre la parte veicolo si aggiorna rapidamente, gran parte delle stazioni di ricarica attualmente installate continuano a utilizzare sistemi più vecchi e incompatibili. Sebbene alcuni componenti possano essere aggiornati tramite aggiornamenti software, in molti casi sarà necessario sostituire l'hardware – con conseguenti esigenze di investimento e tempi.
Solo pochi produttori – tra cui Siemens e ABB – offrono attualmente soluzioni di ricarica con pieno supporto ISO-15118. Anche se standard aperti come OCPP e OCPI si evolvono, il percorso verso una integrazione V2G su vasta scala è ancora lungo.
Approfondimenti pratici: progetti V2G in tutto il mondo
- Numerosi attori stanno già testando V2G in condizioni reali. Tre esempi mostrano la varietà delle possibili applicazioni:
- A Utrecht (Paesi Bassi) una flotta di 500 Renault 5 con la tecnologia Mobilize-V2G è impiegata in un modello di car sharing – una prima europea.
- Nel Massachusetts, un distretto scolastico utilizza caricabatterie bidirezionali per attenuare i picchi di domanda durante l'estate e generare entrate.
- E Ford consente con il F-150 Lightning tramite “Intelligent Backup Power” già V2H. GM ha in programma di introdurre V2H entro il 2026 per tutti i veicoli EV Ultium. Nissan continua a puntare sul V2G e nel 2024 ha certificato un caricatore bidirezionale di Fermata Energy.
Cosa significa questo?
Il V2G è visto a livello mondiale come un'opportunità e viene già implementato in progetti iniziali. Ora serve accelerare la definizione delle condizioni quadro e delle norme necessarie affinché i soggetti coinvolti possano finalmente andare oltre i progetti pilota – per questo però tutti devono remare nella stessa direzione!
https://www.iea.org/reports/global-ev-outlook-2024/outlook-for-electric-mobility
La ricerca sull'argomento è stata condotta per noi da Volodymyr Zavadko, Delivery Director, Transportation
