La ricarica da Vehicle to Grid (V2G) è considerata una delle prossime grandi evoluzioni nel modo in cui gestiamo non solo il modo in cui utilizziamo i veicoli elettrici, ma anche il modo in cui utilizziamo l'energia in generale. Effettivamente un'interfaccia bidirezionale tra la rete elettrica e la batteria di un veicolo elettrico, è un enorme passo avanti verso una gestione intelligente dell'energia che ci consentirà di utilizzare meno energia, oltre a ridurre le emissioni di carbonio.
In sostanza è ciò che suggerisce il nome:un mezzo attraverso il quale un veicolo elettrico è collegato alla rete elettrica.
Tradizionalmente, il flusso di energia era unidirezionale, da fonti generate centralmente e scorreva nella batteria di un EV collegato. Come qualsiasi altro apparecchio o gadget che richiede la ricarica, i veicoli elettrici assorbono semplicemente energia fino a quando non sono completamente spremuti, a quel punto la gestione della ricarica a bordo interrompe automaticamente l'assunzione di energia. La batteria dell'auto immagazzina quindi l'energia che ha assorbito per essere utilizzata esclusivamente per alimentarla.
V2G consente il flusso di potenza bidirezionale. I veicoli elettrici possono sia prelevare energia dalla rete per caricarla sia scaricarla nuovamente nella rete quando necessario. Ciò potrebbe verificarsi quando la domanda complessiva di energia dalla rete è elevata o quando le energie rinnovabili come il solare o l'eolico non generano la stessa quantità di energia normale a causa delle condizioni meteorologiche.
Attualmente l'offerta e la domanda di energia in entrata e in uscita dalla rete è gestita su larga scala. La quantità di energia richiesta viene alimentata da centrali elettriche, parchi eolici, solari e così via, e la rete nazionale può "alzare il gas" quando la domanda di energia aumenta o abbassarla quando diminuisce. Questi picchi e depressioni sono ampiamente noti, ma attualmente la loro gestione viene effettuata con misure di mitigazione molto ampie, piuttosto che fini, che sono molto meno efficienti di quanto potrebbero essere. Ciò comporta costi significativi in termini di spreco di energia ed emissioni.
La necessità della tecnologia V2G è molteplice. In primo luogo, con l'aumento del numero di veicoli elettrici sulle strade, la domanda sulla rete aumenterà. Gli studi hanno dimostrato che la rete può tenere il passo con la domanda, ma questo non vuol dire che sarà efficiente nel farlo nella sua forma attuale. E il fatto è che per quanto i veicoli elettrici stiano potenzialmente creando un problema, possono anche essere fondamentali per risolverlo.
La tecnologia V2G significa che l'energia immagazzinata nella batteria di un veicolo elettrico collegato può essere reimmessa nella rete quando è necessario e reintegrata quando la rete ha una domanda minore. Il prelievo di energia da un veicolo elettrico potrebbe essere necessario quando la produzione di verde è bassa perché non è una giornata di sole particolarmente ventosa perché le turbine eoliche o i pannelli solari si dimostrino efficaci. Potrebbe anche attenuare il picco serale quando le persone tornano a casa e collegano auto e telefoni e accendono il bollitore. L'alimentazione può quindi essere reinserita nei veicoli elettrici quando la domanda è inferiore, ad esempio durante la notte.
V2G aiuta a smussare i picchi e gli avvallamenti della domanda e dell'offerta senza che la rete debba aumentare la produzione centralizzata ad alta intensità di carbonio. Costituirà inoltre un elemento centrale nel passaggio alla tecnologia delle reti intelligenti, in cui la gestione dell'energia può essere effettuata su scala molto localizzata per la massima efficienza.
In una parola, sì. Ma per aggiungere dettagli a questo, nonostante sia stato testato nel 2015 nel Regno Unito, sta ancora accadendo solo su scala molto limitata.
Il più grande sito di prova V2G del mondo ha sede a Londra attorno alla flotta di autobus elettrici di TfL, la più grande flotta di questo tipo al mondo. Il progetto Bus2Grid utilizza l'energia immagazzinata nelle batterie di un massimo di 28 autobus elettrici quando sono collegati al deposito nel nord della città. Se necessario, possono restituire alla rete più di 1 megawatt, contribuendo a stabilizzarla.
Al momento lo schema è relativamente su piccola scala ed è stato finanziato dal governo in collaborazione con vari enti tra cui l'Università di Leeds, UK Power Networks, TfL, l'operatore di autobus Go-Ahead London e il produttore di autobus, l'azienda cinese BYD. SSE Enterprise, che gestisce il lato hardware delle cose, ritiene che se l'intera flotta di autobus di Londra fosse convertita all'elettricità, l'aspetto V2G potrebbe bilanciare l'energia per un massimo di 150.000 case.
In tutto il Regno Unito sono in corso anche schemi di prova per le persone che possono beneficiare della tariffazione V2G. Orkney gestisce uno schema di prova su piccola scala dall'inizio del 2019. Chiamato ReFLEX, si basa sulla microgenerazione (il 10% delle case genera la propria elettricità) e utilizza i veicoli elettrici come "coppe di potenza" per bilanciare la rete quando necessario.
Electric Nation, un progetto di Western Power Distribution, ha recentemente reclutato 100 proprietari di veicoli elettrici Nissan compatibili con V2G per partecipare a una prova V2G per testare come può funzionare per le persone. A differenza di molte altre prove di questo tipo, partecipano cinque diversi fornitori di energia elettrica che dovrebbero offrire una migliore diffusione dei dati. Mike Potter, CEO di CrowdCharge (una parte di Electric Nation), ha dichiarato:"La ricarica da veicolo a rete è un ottimo concetto, ma non è stato ancora testato a sufficienza sulle reti elettriche britanniche per consentirne l'implementazione in un paese- ampia base – da qui la necessità di questo progetto. Questa prova studierà gli effetti del V2G nel mondo reale e cercherà di fornire una soluzione intelligente per fornire la gestione della ricarica dei veicoli elettrici".
Parlando di Nissan, è stata in prima linea nello sviluppo del V2G (in parte perché i suoi veicoli elettrici sono costruiti con la tecnologia di ricarica CHAdeMO richiesta – più sotto) lavorando con fornitori di energia come EDF in Europa e più recentemente E.ON qui nel Regno Unito . In collaborazione con E.ON, Nissan GB ha installato 20 caricabatterie V2G presso il suo Centro tecnico europeo di Cranfield. Sta anche cercando di implementare lo schema in modo più ampio.
Infine, Octopus Energy ha già fatto un salto in avanti offrendo un pacchetto V2G completo – Nissan LEAF e tutto il resto – ai clienti qui nel Regno Unito. Lanciato lo scorso agosto, Octopus offriva ai clienti un caricabatterie Wallbox V2G e la nuova Nissan LEAF da 40 kWh per un prezzo ridicolmente ragionevole di £ 299 al mese. L'accordo era che i clienti dovevano lasciare le loro auto collegate tra le 18:00 e le 5:00 almeno 12 volte al mese. Durante quel periodo notturno, Ocotpus poteva trarre energia dalle auto dei clienti, ma in cambio i clienti ricevevano un rimborso di £ 30.
Sebbene la tecnologia per supportare il V2G diffuso esista già, non è coperta da tutti i veicoli elettrici e da tutti i fornitori di energia. La limitazione più fondamentale all'ampio dispiegamento è nel tipo di connessione di ricarica che hanno i veicoli elettrici.
Al momento, la ricarica V2G è possibile solo con la tecnologia di ricarica CHAdeMO. Il suo sviluppo si basa fondamentalmente su una capacità di flusso di energia a due vie ei suoi membri lavorano secondo specifiche definite, criteri di test e certificazioni sia sul lato EV che sul caricatore. Ha anche la compatibilità con le versioni precedenti, quindi i sistemi attuali saranno compatibili con qualsiasi sviluppo fatto in futuro. L'ultima versione della ricarica CHAdeMO può funzionare a velocità CC fino a 500 kW, quindi è decisamente pronta per il futuro.
Qui nel Regno Unito, Nissan è l'unico produttore che offre la ricarica CHAdeMO sui suoi veicoli elettrici.
Il sistema di ricarica combinato (CCS), che è molto più utilizzato, non è attualmente in grado di ricaricare bidirezionale. Tuttavia, sono in corso piani per svilupparlo in modo che la ricarica da veicolo a casa (V2H) e quindi la ricarica V2G siano supportate entro il 2025. Non vi è alcuna garanzia – e in effetti è improbabile – che le attuali auto che utilizzano CCS saranno abilitate V2G su tutta la linea.
Come puoi vedere, il fatto che CCS diventi compatibile con la ricarica bidirezionale è un ostacolo per il lancio diffuso di una rete V2G efficace sia qui che in altri mercati.
Il rapporto sugli scenari energetici futuri dell'operatore della rete elettrica nazionale, pubblicato a luglio, stima che fino al 45% delle famiglie britanniche fornirà servizi V2G entro il 2050. Ciò potrebbe fornire fino a 38 GW di flessibilità energetica da un presunto 5,5 milioni di veicoli elettrici, anche se questo è uno scenario migliore. Nello scenario peggiore, si raggiungerebbe solo il 10% di questa capacità.
Un altro fattore da tenere a mente è che il lancio di V2G sarà probabilmente lento inizialmente, con l'adozione da parte delle persone in ritardo che passano dalla combustione interna all'EV. Il rapporto suggerisce che questo ritardo potrebbe variare da cinque a 15 anni. Quella lentezza iniziale è anche principalmente dovuta allo sviluppo richiesto di CCS prima che supporti la ricarica bidirezionale.
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".
Dal punto di vista del produttore di veicoli, Nissan è il leader nel V2G, ma altri lo stanno esplorando, anche se in particolare, la prossima Nissan Ariya sarà solo CCS e non compatibile con V2G. La BMW sta sviluppando la sua tecnologia di ricarica bidirezionale e dovrebbe iniziare le prove all'inizio del 2021 e durare un anno. L'azienda chiede ad altre parti interessate, tra cui hardware di ricarica e gestione, interfacce di comunicazione e fornitori di energia, di fare il loro dovere.
Audi ha recentemente annunciato che anch'essa sta studiando la ricarica bidirezionale come parte del suo obiettivo di rendere la sua flotta di veicoli a emissioni zero entro il 2050. La ricerca di Audi riguarda più il veicolo verso casa (V2H) che il V2G, tuttavia, e si concentra su quelle persone che hanno equipaggiato le loro case con pannelli solari (impianti fotovoltaici o fotovoltaici). In questo caso, l'auto fungerebbe da supporto di accumulo decentralizzato per l'energia in cui l'energia generata dal fotovoltaico potrebbe essere immessa quando funziona in modo più efficiente. Quando il fotovoltaico non è altrettanto efficace, l'energia potrebbe quindi essere prelevata dall'auto per compensare il deficit. Uno stato di carica preimpostato verrebbe mantenuto nell'auto per garantire che sia sempre pronta per l'uso, se necessario.
Audi ritiene che il suo attuale e-tron potrebbe alimentare una tipica casa fino a una settimana e, poiché non è necessario un inverter separato, è una soluzione altamente conveniente.
Infine, Tesla è un po' un enigma V2G in quanto ha esitato ad abbracciare apertamente l'idea a causa del potenziale degrado delle sue batterie e anche delle dimensioni relativamente ridotte della sua flotta di veicoli. Tuttavia, è stato confermato che la capacità V2G è stata integrata nell'architettura elettronica della Model 3, scoperta da un'altra casa automobilistica che ha eseguito uno smontaggio di una Model 3, piuttosto che confermata ufficialmente dalla stessa Tesla. È stato ampiamente riportato che l'inverter all'interno della Model 3 è completamente in grado non solo di trasformare l'ingresso CA in CC, ma anche di alimentarlo dalla batteria CC al lato CA.
Una limitazione alla capacità di Tesla di diventare adeguatamente V2G è il fatto che utilizza la connessione CCS2 che, come notato sopra, deve ancora essere bidirezionale. Quello che sappiamo di Tesla è che è regolarmente in anticipo sui giochi, quindi con schemi come Powerwall, Autobidder e la sua recente domanda per diventare un fornitore di energia qui nel Regno Unito, non è troppo difficile pensare che l'azienda sia guardando cinque anni avanti rispetto a dove siamo ora.
La tecnologia Vehicle to Grid sarà sicuramente una parte importante del modo in cui gestiremo l'energia in futuro. Sebbene sia già disponibile, i limiti della necessità di avere l'auto giusta, ad esempio una Nissan, e l'hardware necessario significano che è solo un'opzione praticabile per una minoranza di proprietari di veicoli elettrici. Non c'è dubbio che nei prossimi cinque anni guadagnerà terreno e non appena CCS sarà bidirezionale, la tecnologia aumenterà di popolarità.
In molte aree diverse dello sviluppo dei veicoli elettrici e in una legislazione più ampia che influisce sulle nostre scelte di trasporto, il 2025 sembra essere un punto debole. La nostra stima è che dopo una lenta gestazione nei prossimi anni, è allora che il V2G diventerà mainstream.
