Secondo l'Agenzia Internazionale dell'Energia (AIE)*, entro il 2030 nel mondo ci saranno tra 200 e 300 milioni di veicoli elettrici sulle strade, con una tendenza al rialzo. Di conseguenza il loro ruolo nelle reti energetiche intelligenti – i cosiddetti Smart Grids – diventa sempre più rilevante. I veicoli elettrici non solo possono assorbire energia, ma anche immagazzinarla e, se necessario, reiniettarla nella rete elettrica. Essi fungono quindi da accumulatori decentralizzati per bilanciare le fluttuazioni nell'iniezione di energia rinnovabile e aumentare la stabilità della rete. La base tecnica per questo scambio di energia bidirezionale (Vehicle-to-Grid, abbreviato V2G) è il protocollo di comunicazione ISO 15118.
ISO 15118: Abilitatore tecnologico per la ricarica bidirezionale e intelligente
In quanto standard intersettoriale tra costruttori, ISO 15118 definisce la comunicazione tra veicolo elettrico, infrastruttura di ricarica e – se presenti – sistemi di backend come piattaforme di gestione dell'energia. Come parte del Combined Charging System (CCS), il protocollo utilizza la Powerline Communication (PLC) attraverso il cavo di ricarica per consentire una trasmissione dati sicura e senza intoppi durante la fase di ricarica.
Con ISO 15118-20 viene supportata per la prima volta la ricarica bidirezionale in modo completo. I veicoli elettrici possono così essere integrati come accumulatori energetici decentralizzati nella rete. Nella cosiddetta modalità V1G (supportata da ISO 15118-2) – ovvero durante la ricarica pianificata unidirezionale – la procedura di ricarica può essere spostata in finestre temporali favorevoli dal punto di vista della rete e a basso costo. Il sistema reagisce in modo dinamico a segnali quali prezzi dell'energia, carico di rete o preferenze degli utenti.
La modalità V2G va un passo avanti: qui sono anche consentite operazioni di scarica. Sistemi esterni di gestione dell'energia possono, sulla base delle condizioni di rete attuali e previste, decidere quando e quanta energia caricare o restituire verso la rete. Gli operatori di infrastrutture e di
reti hanno così a disposizione uno strumento per controllare il carico della rete, ad esempio riducendo miratamente la potenza di ricarica o immettendo energia durante i picchi di domanda.
Nuovi modelli di business per flotte
Per gli operatori di flotte nel settore logistico o nel trasporto pubblico locale, ciò apre nuove opportunità di business: la capacità delle batterie dei veicoli non utilizzati può essere messa temporaneamente a disposizione della rete e commercializzata come servizio di flessibilità.
Inoltre ISO 15118 consente comunicazione cifrata nonché autenticazione automatica standardizzata – la base per pratiche di Plug & Charge comode presso le stazioni di ricarica pubbliche.
Gli standard comuni creano una vera interoperabilità V2G
Per una realizzazione scalabile del V2G tutti gli attori coinvolti devono collaborare strettamente: produttori di veicoli, operatori di punti di ricarica (CPO), gestori di rete e fornitori di servizi di mobilità. La base tecnica è data da standard interoperabili che consentono una comunicazione uniforme su tutto l'ecosistema.
Tre protocolli centrali giocano 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): definisce l'interfaccia tra punto di ricarica (EVSE) e il sistema backend del CPO – e quindi funge da linguaggio universale per la gestione delle stazioni di ricarica. Con la versione OCPP 2.1 prevista per il 2025 saranno supportati anche ISO 15118-20 nonché funzionalità V2X avanzate quali l'integrazione di fonti energetiche decentralizzate (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.
La vera funzionalità V2G può essere implementata in modo economicamente e tecnicamente sensato solo se tutti e tre i protocolli sono integrati. Solo
l'implementazione congiunta da parte di OEM, CPO e EMSP crea l'interoperabilità necessaria per una rete energetica scalabile e intelligente. In qualità di partner esperto di ingegneria del 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 accumulatori energetici decentralizzati è evidente – e la base tecnologica per questo è ampiamente disponibile. Ma come si sta traducendo in pratica l'implementazione nell'industria?
V2G a livello mondiale: Strategie regionali e sfide
Sempre più costruttori di automobili dotano i loro veicoli elettrici di ISO 15118, in particolare le generazioni di modelli più recenti. L'abilità V2G diventa così un nuovo standard. Tuttavia nell'attuazione emergono differenze regionali:
Europa: Qui gli obblighi legislativi guidano lo sviluppo del V2G – ad esempio tramite il pacchetto “Fit for 55”, la Regulation sull'infrastruttura dei carburanti alternativi (AFIR) o le norme UE per la rete transeuropea dei trasporti (TEN-T). Progetti pilota nei Paesi Bassi, Danimarca, Francia e Regno Unito stanno attualmente testando la fattibilità tecnica ed economica.
USA: Il mercato è organizzato in modo decentrato. Singoli stati, fornitori o aziende avviano progetti. Programmi di incentivi per veicoli elettrici e infrastrutture di ricarica in alcuni stati rendono V2G economicamente attraente – nonostante l'assenza di una regolamentazione a livello federale.
Cina: In quanto il più grande mercato di veicoli elettrici al mondo, segue un approccio guidato dallo Stato e tecnologicamente orientato. L'obiettivo è utilizzare la flotta nazionale di veicoli elettrici per la stabilizzazione della rete, soddisfare la domanda energetica in crescita e integrare fonti rinnovabili. È stato definito un chiaro piano per il V2G – supportato dalla stretta collaborazione tra governo, gestori di rete statali e l'industria locale di veicoli e batterie.
Nonostante approcci differenti, tutti
i mercati si trovano ad affrontare sfide simili: alti costi per caricabatterie bidirezionali, preoccupazioni riguardo alla degradazione delle batterie e la necessità di interfacce di comunicazione sicure e robuste.
Infrastruttura come collo di bottiglia
L'infrastruttura di ricarica resta un ostacolo centrale: mentre il lato veicolo si aggiorna rapidamente, gran parte delle stazioni di ricarica installate oggi si basa ancora su sistemi più vecchi e incompatibili. Sebbene alcune componenti possano essere aggiornate con un aggiornamento software, in molti casi sarà necessario sostituire l'hardware – con conseguenti costi di investimento e tempi.
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 diffusa è ancora lungo.
Punti di vista pratici: progetti V2G nel mondo
Numerosi attori stanno già testando V2G in condizioni reali. Tre esempi mostrano la varietà di possibili applicazioni:
Ad Utrecht (Paesi Bassi) una flotta di 500 Renault 5 dotata di tecnologia Mobilize-V2G è impiegata in un modello di car sharing – una prima europea.
Nel Massachusetts un distretto scolastico usa caricabatterie bidirezionali per attenuare i picchi di domanda estivi e generare entrate.
E Ford permette con l’F-150 Lightning, tramite “Intelligent Backup Power”, già V2H. GM prevede di introdurre V2H entro il 2026 per tutti i veicoli Ultium EV. Nissan continua a puntare su V2G e nel 2024 ha certificato un caricatore bidirezionale di Fermata Energy.
Cosa significa questo?
Il V2G è visto come un'opportunità a livello globale e in progetti iniziali viene attuato. Ora è necessario accelerare l'adozione delle condizioni quadro e degli standard necessari affinché i partecipanti ai progetti vadano oltre i pilota – ma a tale scopo 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 da Volodymyr Zavadko, Delivery Director, Head of Transportation
