Secondo l'Agenzia Internazionale dell'Energia (IEA)*, entro il 2030 nel mondo tra 200 e 300 milioni di veicoli elettrici saranno sulle strade – tendenza in crescita. Di conseguenza il loro ruolo nelle reti elettriche gestite in modo intelligente – i cosiddetti Smart Grids – diventa sempre più significativo. I veicoli elettrici non possono solo assorbire energia, ma anche immagazzinarla e reinietrarla nella rete quando necessario. Essi fungono quindi da accumulatori di buffer decentralizzati per compensare 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, abbreviazione V2G) è il protocollo di comunicazione ISO 15118.
ISO 15118: abilitante tecnologico per la ricarica bidirezionale e intelligente
In quanto standard comune tra produttori, ISO 15118 definisce la comunicazione tra veicolo elettrico, infrastruttura di ricarica e – se presente – sistemi di backend come piattaforme di gestione dell'energia. In quanto 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 interruzioni durante la fase di ricarica.
Con ISO 15118-20 viene per la prima volta supportato pienamente la ricarica bidirezionale. I veicoli elettrici possono quindi essere integrati in modo flessibile come accumulatori energetici decentralizzati nella rete elettrica. Nella cosiddetta modalità V1G (supportata da ISO 15118-2) – cioè durante la ricarica unidirezionale pianificata – la fase di ricarica può essere spostata, ad esempio, in finestre temporali di rete meno onerose. Il sistema reagisce in modo dinamico ai segnali come prezzi dell'energia, carico della rete o preferenze dell'utente.
La modalità V2G va oltre: qui sono possibili anche processi di scarica. I sistemi di gestione energetica esterni possono, sulla base delle condizioni di rete attuali e previste, decidere quando e quanta energia caricare o restituire alla rete. Gli operatori di infrastrutture e di rete ottengono così
uno strumento nuovo per controllare il carico della rete – ad esempio riducendo miratamente la potenza di ricarica o l'immissione di energia durante i periodi di picco.
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 della batteria di veicoli non utilizzati può essere temporaneamente messa a disposizione della rete e commercializzata come servizio di flessibilità.
Inoltre ISO 15118 consente comunicazioni cifrate nonché autenticazione automatica standardizzata – la base per pratiche di Plug & Charge comode presso le stazioni di ricarica pubbliche.
Standard comuni creano 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 costituita da standard interoperabili che, sull'intera architettura di sistema, consentono una comunicazione uniforme.
Tre protocolli centrali giocano qui un ruolo chiave:
ISO 15118: regola la comunicazione tra veicolo elettrico (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 sistema backend del CPO, e funge quindi da lingua 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 funzioni V2X estese come l'integrazione di fonti energetiche decentralizzate (DER) e lo scambio delle 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 efficace 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 back-end intelligenti per Smart Charging e V2G.
Il potenziale ruolo dei veicoli elettrici come partecipanti attivi alla stabilizzazione della rete e come accumulatori energetici decentralizzati è ovvio – e la base tecnologica per ciò è ampiamente presente. Ma come sta la realizzazione pratica nell'industria?
V2G nel mondo: strategie regionali e sfide
Sempre più produttori di automobili equipaggiano i loro veicoli elettrici con ISO 15118, tra cui soprattutto le generazioni di modelli più recenti. La capacità V2G diventa così lo standard. Ma nell'attuazione emergono differenze regionali:
Europa: Qui le norme legislative spingono lo sviluppo della V2G – ad esempio attraverso il pacchetto „Fit for 55“, la Regulatione sull'infrastruttura per i carburanti alternativi (AFIR) o le norme UE per la rete transeuropea dei trasporti (TEN-V). I 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 decentralizzato. Singoli stati, fornitori di servizi pubblici o aziende avviano progetti. I programmi di sostegno per i veicoli elettrici e le infrastrutture di ricarica in alcuni stati rendono V2G economicamente più attraente – nonostante la mancanza di regolamentazione a livello federale.
Cina: In quanto il mercato EV più grande al mondo, la Cina adotta un approccio guidato dallo Stato e focalizzato sulla tecnologia. L'obiettivo è utilizzare la flotta nazionale di EV per la stabilizzazione della rete, soddisfare la domanda energetica in crescita e integrare le energie rinnovabili. È stato definito un chiaro piano per V2G – supportato da una stretta collaborazione tra governo, gestori di rete statali e l'industria locale di veicoli e
batterie.
Nonostante approcci diversi, tutti i mercati si confrontano con sfide simili: costi elevati per i caricabatterie bidirezionali, preoccupazioni riguardo alla degradazione delle batterie e la necessità di interfacce di comunicazione sicure e robuste.
L'infrastruttura come collo di bottiglia
La rete di ricarica resta un ostacolo centrale: mentre il lato veicolo si aggiorna rapidamente, gran parte delle stazioni di ricarica attualmente installate continua a basarsi su sistemi più vecchi e incompatibili. Sebbene alcuni componenti possano essere aggiornati tramite software, in molte aree sarà necessario sostituire l'hardware — con conseguenti investimenti 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 cammino verso una integrazione V2G su vasta scala è ancora lungo.
Spunti pratici: progetti V2G a livello globale
Numerosi attori testano già V2G in condizioni reali. Tre esempi mostrano la varietà delle possibili applicazioni:
Ad Utrecht (Paesi Bassi) viene utilizzata una flotta di 500 Renault 5 con tecnologia Mobilize-V2G in un modello di car sharing – una prima europea.
Nel Massachusetts, un distretto scolastico utilizza 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 Ultium-EV. Nissan continua a puntare su V2G e nel 2024 ha certificato un caricabatterie bidirezionale di Fermata Energy.
Cosa significa?
Il V2G è visto in tutto il mondo come un'opportunità e viene implementato in progetti iniziali. Ora l'obiettivo è predisporre rapidamente le condizioni quadro e le norme necessarie affinché i partecipanti ai progetti vadano finalmente oltre i piloti – ma per questo tutti devono remare dalla stessa parte!
https://www.iea.org/reports/global-ev-outlook-2024/outlook-for-electric-mobility
La ricerca sull'argomento operativo è stata affidata a Volodymyr Zavadko, Delivery Director, Head of Transportation
