Entro il 2050, fino al 45% delle famiglie fornirà attivamente servizi Vehicle to Grid (V2G), secondo gli scenari energetici futuri del National Grid Electricity System Operator (ESO), pubblicati a luglio 2020. Ma sarà il veicolo elettrico medio (EV) il conducente potrà utilizzare la ricarica V2G nei prossimi anni?
La rapida crescita del numero di veicoli elettrici sulle nostre strade significherà una maggiore domanda sulle reti elettriche locali se i veicoli elettrici sono tutti collegati contemporaneamente, ad esempio durante il picco tra le 17:00 e le 19:00 di sera. La ricarica intelligente, o "V1G", che consente la gestione del tempo in cui si verifica la ricarica dei veicoli elettrici, come sperimentato dal progetto originale Electric Nation, aiuterà a evitare questa situazione.
Tuttavia, la ricarica V2G sarà più efficace della ricarica intelligente. Ciò è dovuto alla capacità di collegare insieme i veicoli elettrici e reinserire livelli significativi di energia nella rete nelle ore di punta, come un'enorme centrale elettrica decentralizzata. Il V2G aiuterà quindi a ridurre la necessità della rete di ulteriore generazione di energia, in genere fornita da combustibili fossili nelle ore di punta, nonché a ridurre la domanda sulle reti elettriche e consentendo ai conducenti di veicoli elettrici di utilizzare elettricità più ecologica ed economica.
Tuttavia, al momento, solo i veicoli elettrici a batteria (BEV) Nissan (furgone LEAF e e-NV200) possono utilizzare V2G grazie alla tecnologia di ricarica CHAdeMO. Praticamente tutti gli altri veicoli elettrici utilizzano invece la tecnologia Combined Charging System (CCS); l'ente che promuove CCS, CharIN, ha affermato che passerà il 2025 prima di poter supportare V2G. I produttori di veicoli elettrici devono anche sviluppare i propri prodotti e portarli sul mercato.
Quindi c'è bisogno di V2G, ma c'è anche la potenziale incapacità della maggior parte dei veicoli elettrici di utilizzare la tecnologia di ricarica bidirezionale nel prossimi cinque anni. Pertanto, per cercare di ottenere un quadro più chiaro di ciò che accadrà, Electric Nation ha chiesto a una serie di esperti le loro opinioni sul futuro del V2G.
Gestore del sistema elettrico di rete nazionale (ESO)
Entro il 2050, fino al 45% delle famiglie fornirà attivamente servizi Vehicle to Grid secondo National Grid ESO's Future Energy Scenarios, luglio 2020, e i servizi V2G potrebbero fornire fino a 38 GW di flessibilità da 5,5 milioni di veicoli. Tuttavia, esiste un'ampia gamma di risultati per la tecnologia V2G negli scenari di National Grid ESO, con la stima più bassa per il numero di famiglie che forniscono attivamente veicoli alla rete nel 2050 pari al 4,6%. C'è anche il presupposto che il V2G inizierà lentamente e che ci sarà un ritardo di 5-15 anni tra il possesso di un veicolo elettrico e la partecipazione al V2G.
Marcus Stewart, Principal Advisor, National Grid ESO, commenta:“Il percorso CCS è compreso e non vediamo troppo V2G nella prima parte degli scenari. Nel 2050, l'assorbimento varia dal 5% al 45% in tutti gli scenari, con il 45% che rappresenta la consegna anticipata "Leading the Way" di Net Zero. Gli altri due scenari conformi a Net Zero presuppongono l'11% e il 26% nel 2050. Ciò riflette l'incertezza sull'adozione del V2G".
Kein-Arn Ong, Senior Energy Analyst, National Grid ESO, aggiunge che il 2025, quando CCS dovrebbe supportare il V2G, è molto lontano nel mondo dell'innovazione tecnica e dei cambiamenti politici e legislativi, potenzialmente guidati dalla corsa alla rete Zero: insieme alla domanda dei consumatori potrebbe creare un maggiore senso di urgenza.
CHAdeMO
La ricarica da Vehicle to Grid è attualmente possibile solo con la tecnologia di ricarica CHAdeMO. CHAdeMO ha definito le specifiche, i criteri di prova e ha istituito un sistema di certificazione. I suoi membri hanno sviluppato una varietà di prodotti sul mercato, prontamente in grado di V2G, sia dal lato caricabatterie che dal lato EV.
CHAdeMO ha assicurato la compatibilità con le versioni precedenti per i suoi prodotti e continuerà a farlo. Ciò significa che gli attuali caricatori/veicoli CHAdeMO saranno compatibili con i caricatori/veicoli CHAdeMO esistenti e futuri. Ciò include lo standard di ricarica ad altissima potenza di nuova generazione (CHAdeMO 3.0), noto come "ChaoJi", sviluppato in collaborazione dal China Electricity Council (CEC) e dalla CHAdeMO Association. Questa ultima versione del protocollo CHAdeMO consente la ricarica CC con potenza superiore a 500 kW.
CCS
Il sistema di ricarica combinata (CCS) non abilita attualmente il V2G, sebbene l'ente che promuove il CCS, CharIN, abbia una tabella di marcia per l'implementazione del Vehicle to Home (V2H) e quindi del V2G nello standard CCS entro il 2025. CharIN afferma che CCS con ISO 15118 è il fattore chiave dell'integrazione della rete e della prontezza per V2G.
Anche una volta finalizzato/pubblicato lo standard, in genere occorrono 4-5 anni prima che i prodotti arrivino sul mercato, in particolare sul lato dei veicoli, che ha un ciclo di pianificazione/progettazione più lungo.
Ci sono molti problemi da superare per ottenere il V2G, inclusa la capacità della rete di gestire e controllare il veicolo verso la rete o la casa (V2X) in modo sicuro. Ciò significa che è necessario concordare una serie di standard internazionali, quindi integrarli nell'hardware e nel software di comunicazione delle automobili, dei caricabatterie e della rete.
Nissan
Nissan è attualmente l'unica casa automobilistica nel Regno Unito che offre la tecnologia di ricarica CHAdeMO sui veicoli elettrici, il Nissan LEAF e il furgone Nissan e-NV200, che sono quindi gli unici veicoli elettrici che possono utilizzare la ricarica V2G.
Il SUV Nissan Ariya recentemente presentato, in vendita nella seconda metà del 2021, presenterà la tecnologia di ricarica CCS anziché CHAdeMO. Nissan afferma che la ricarica bidirezionale verso rete o casa non sarà disponibile su questo veicolo in Europa al momento del lancio, ma la società sta valutando come implementarla in futuro, poiché rimane parte della sua strategia e offre ancora vantaggi al cliente.
Nissan aggiunge che la ricarica bidirezionale è fondamentale per sbloccare il pieno potenziale dei veicoli elettrici ed è importante che tutte le organizzazioni, inclusi gli operatori di rete e le società di punti di ricarica, abilitino questa tecnologia. Nissan rileva inoltre che la ricarica bidirezionale tramite CCS è allo studio.
Nissan afferma che continuerà a offrire prodotti CHAdeMO in futuro e al momento non è previsto il passaggio di LEAF o e-NV200 a CCS.
BMW
BMW sta sviluppando una tecnologia di ricarica bidirezionale e sta conducendo uno studio nell'ambito di un consorzio in Germania. L'azienda prevede di fornire 50 veicoli BMW i3 dotati di tecnologia di ricarica bidirezionale per le prove su strada a partire dall'inizio del 2021. Una volta avviata, la prova di gestione della ricarica bidirezionale (BCM) è inizialmente prevista per un anno.
BMW afferma che integrare il maggior numero possibile di veicoli elettrici nella rete elettrica in questo modo richiede una serie di innovazioni in termini di tecnologia del veicolo, hardware di ricarica, gestione della ricarica, interfacce di comunicazione con le parti interessate del settore energetico e parametri legali.
Al momento non è stato fissato alcun calendario per l'implementazione di questa tecnologia a livello internazionale oltre il periodo di prova iniziale.
Audi
Audi sta portando avanti un progetto di ricerca sui veicoli elettrici e la ricarica bidirezionale con l'obiettivo di aumentare la stabilità della rete, abbassare i costi dell'elettricità e contribuire alla salvaguardia del clima.
L'azienda afferma che il progetto richiede un alto livello di intelligenza tecnica e un'interazione coordinata tra i diversi componenti tecnici in termini di infrastruttura e nel veicolo, ma il vantaggio è che la batteria del suo e-tron EV potrebbe fornire una casa unifamiliare con energia per circa una settimana in autonomia.
La ricarica bidirezionale si concentra principalmente sui casi d'uso in cui i proprietari di abitazione utilizzano il proprio sistema fotovoltaico (FV) per beneficiare della ricarica con l'elettricità prodotta a livello nazionale. L'auto elettrica immagazzina l'elettricità in eccesso dall'impianto fotovoltaico che non viene utilizzata dagli elettrodomestici della casa. Se il cliente ha tariffe variabili, l'auto elettrica può rifornire l'intera casa durante le fasi in cui i prezzi dell'energia elettrica sono elevati.
In caso di blackout, il sistema può fornire energia alla casa tramite la batteria o può anche far funzionare un edificio senza una connessione alla rete in modo indipendente.
Audi afferma che le applicazioni di integrazione della rete saranno disponibili dal 2022 e che i diversi casi d'uso, inclusi V2H e V2G, saranno introdotti in un approccio graduale negli anni successivi.
Innovare il Regno Unito
Innovate UK ha sostenuto progetti V2G per un totale di 46 milioni di sterline, con partner tra cui Octopus, OVO e Nissan.
Il Dr. Marco Landi, in precedenza Innovation Lead – Vehicle to Grid &EV Charging presso Innovate UK, spiega che esistono numerosi dettagli tecnici che potrebbero avere un'influenza sul futuro del V2G nel Regno Unito.
Questi includono se lo standard ISO 15118 che consente a V2G di funzionare con CCS - che dovrebbe essere adottato in Europa e nel mondo - sarà supportato nel Regno Unito o se il Regno Unito potrebbe andare in una direzione diversa. Ad esempio, lo smart metering sarà coinvolto nella gestione della ricarica intelligente e del V2G? E per quanto riguarda il livello di controllo da parte degli Operatori della Rete di Distribuzione (DNO)? O saranno gli stessi veicoli elettrici a controllare il V2G?
Supponendo che le sfide tecniche possano essere risolte, un'analisi dell'intero sistema suggerisce che i risparmi relativi al V2G varranno 3,5 miliardi di sterline all'anno entro il 2040 (da "Blueprint for a Post Carbon Society", Imperial College/OVO).
Nazione elettrica
Il progetto Electric Nation V2G è stato realizzato da Western Power Distribution in collaborazione con CrowdCharge. Il progetto sta sperimentando il V2G in anticipo, in modo da poter intraprendere azioni per implementare la tecnologia.
Roger Hey, DSO Systems and Projects Manager di WPD, vede nel V2G un'enorme opportunità per ridurre l'entità, e quindi il costo, degli aggiornamenti della rete elettrica e la costruzione di nuova generazione di elettricità.
Mike Potter, CEO di CrowdCharge, aggiunge:“La ricarica da veicolo a rete ha il potenziale per offrire vantaggi significativi agli operatori di rete elettrica e ai consumatori, anche con il passaggio alla ricarica CCS sulla maggior parte dei nuovi veicoli elettrici. Tuttavia, a meno che il Regno Unito non intervenga a seguito di progetti come Electric Nation che stanno sperimentando e aumentando la consapevolezza del V2G, potremmo rimanere indietro nello sfruttare la tecnologia".
Mike sottolinea anche che Electric Nation è diverso dagli altri progetti V2G perché, per la prima volta, utilizza non uno, ma fino a cinque diversi fornitori di energia. Ciò significa che la prova è una simulazione più realistica di un mondo futuro in cui molte strade avranno un certo numero di veicoli elettrici che utilizzano caricabatterie V2G gestiti in modi diversi da una serie di fornitori di energia. Nella prova V2G di Electric Nation, ogni fornitore utilizzerà i propri gruppi di caricatori per testare i propri servizi energetici, utilizzando la piattaforma di gestione della domanda di CrowdCharge che fornisce sessioni di ricarica ottimizzate.
Riepilogo
La tecnologia Vehicle to Grid può offrire vantaggi significativi per aiutare a ridurre la domanda sulle reti elettriche, oltre a consentire ai conducenti di veicoli elettrici di utilizzare elettricità più ecologica ed economica e aiutare a raggiungere Net Zero. E uno dei principali vantaggi di V2G è che la batteria di accumulo esiste già nel veicolo del consumatore, riducendo la necessità di ulteriori investimenti.
Per garantire che la tecnologia Vehicle to Grid sia disponibile sul mercato in futuro, sono essenziali prove come Electric Nation, che si assume il rischio di possedere i caricabatterie V2G piuttosto che i consumatori. Oltre a dimostrare che la tecnologia V2G funziona, il progetto sta testando cosa accadrà quando saranno coinvolti fino a cinque diversi fornitori di energia.
Oggi, e apparentemente per i prossimi anni, il V2G con BEV nel Regno Unito è possibile solo con Nissan LEAF e il furgone Nissan e-NV200 grazie alla loro tecnologia di ricarica CHAdeMO. E un altro ostacolo da superare è che attualmente i caricabatterie V2G sono costosi. Tuttavia si spera che l'apprendimento di Electric Nation aiuterà i settori automobilistico, della ricarica e dell'energia a portare il V2G sul mercato più rapidamente.
Una soluzione potrebbe arrivare sotto forma di una tecnologia dirompente che non è attualmente sul radar - con aziende come Tesla che hanno un track record dimostrabile in questo settore - e se V2G è standard e facile da usare in un veicolo elettrico, sarà molto più facile per i consumatori accettarlo.
Informazioni su Nazione elettrica
In collaborazione con CrowdCharge, il progetto Electric Nation Vehicle to Grid di WPD sta reclutando 100 proprietari di veicoli elettrici Nissan nelle Midlands, nell'Inghilterra sudoccidentale e nel Galles meridionale per partecipare alla sperimentazione della tecnologia di ricarica intelligente V2G.
Il progetto offre l'installazione gratuita di caricabatterie intelligenti V2G del valore di £ 5.500 per aiutare i DNO e altri a capire come V2G la ricarica potrebbe funzionare con le loro reti elettriche.
Oltre 350 Finora i conducenti di veicoli elettrici hanno presentato domanda per entrare a far parte di Electric Nation, tuttavia il reclutamento rimane aperto per garantire che il progetto assicuri 100 partecipanti che soddisfano tutti i criteri di ammissibilità.
Electric Nation è diverso dagli altri progetti V2G perché utilizza fino a cinque diversi fornitori di energia invece di uno solo. Ciò significa che la prova è una simulazione più realistica di un mondo futuro in cui molte strade avranno un certo numero di veicoli elettrici che utilizzano caricabatterie V2G gestiti da diversi fornitori di energia.
Nella versione di prova V2G di Electric Nation, ogni fornitore utilizzerà i propri gruppi di caricatori per testare i vari servizi energetici utilizzando la piattaforma di gestione della domanda di CrowdCharge, che fornisce sessioni di ricarica ottimizzate.
La prova V2G segue il primo progetto Electric Nation del 2018/19, che all'epoca era la più grande prova di ricarica intelligente per veicoli elettrici al mondo, fornendo informazioni sulla vita reale delle abitudini delle persone durante la ricarica del proprio veicolo. La prova ha fornito i dati di oltre due milioni di ore di ricarica dell'auto, rivelando le abitudini degli utenti sui tempi di ricarica, dove e per quanto tempo, nonché l'impatto delle diverse tariffe.
Collegandosi a orari specifici e reimmettendo energia nella rete, i partecipanti attivi al progetto Electric Nation Vehicle to Grid dovrebbero guadagnare una ricompensa minima fino al valore monetario di £ 120, disponibile durante il periodo di prova di un anno da marzo 2021 a marzo 2022.
Richiedenti la prova:
Sebbene il processo di candidatura per il progetto Electric Nation Vehicle to Grid sia aperto, i tempi per l'installazione dei caricabatterie sono soggetti a conferma sulla base del parere del governo in relazione al COVID-19.
Per ulteriori informazioni e per candidarsi a partecipare al progetto, visitare www.electricnation.org.uk
Immagini per gentile concessione di Nazione elettrica
