La tecnologia V2G e il suo stato attuale in patria e all'estero

La tecnologia V2G e il suo stato attuale in patria e all'estero

Che cos'è la tecnologia V2G?
La tecnologia V2G si riferisce alla trasmissione bidirezionale di energia tra veicoli e rete elettrica. V2G, abbreviazione di "Vehicle-to-Grid", consente ai veicoli elettrici di ricaricarsi tramite la rete elettrica, reimmettendo contemporaneamente l'energia accumulata nella rete. Lo scopo principale della tecnologia V2G è migliorare le capacità di guida a zero emissioni dei veicoli elettrici e fornire servizi di supporto e regolazione dell'alimentazione alla rete elettrica.

Grazie alla tecnologia V2G, i veicoli elettrici possono fungere da dispositivi di accumulo di energia, reimmettendo l'elettricità in eccesso nella rete per l'utilizzo da parte di altri consumatori. Durante i periodi di picco della domanda di rete, la tecnologia V2G consente il rilascio dell'energia accumulata dal veicolo nella rete, contribuendo al bilanciamento del carico. Viceversa, durante i periodi di bassa domanda di rete, i veicoli elettrici possono attingere energia dalla rete per ricaricarsi. I veicoli elettrici assorbono elettricità durante i periodi di basso carico di rete e la rilasciano durante i periodi di alto carico di rete, ricavando così profitti dalla differenza di prezzo. Se la tecnologia V2G fosse pienamente implementata, ogni veicolo elettrico potrebbe essere considerato una power bank in miniatura: collegandosi alla rete durante i periodi di basso carico di rete, si accumula automaticamente energia, mentre durante i periodi di alto carico di rete, l'energia immagazzinata nella batteria del veicolo può essere rivenduta alla rete per compensare la differenza di prezzo.

Stato attuale del V2G in Cina La Cina possiede la più grande flotta di veicoli elettrici al mondo, offrendo un immenso potenziale di mercato per l'interazione veicolo-rete (V2G). Dal 2020, lo Stato ha introdotto diverse politiche per promuovere la tecnologia V2G, con istituzioni rinomate come l'Università di Tsinghua e l'Università di Zhejiang che conducono ricerche approfondite. Il 17 maggio, la Commissione Nazionale per lo Sviluppo e la Riforma e l'Amministrazione Nazionale per l'Energia hanno pubblicato i Pareri di Implementazione sull'Accelerazione della Costruzione di Infrastrutture di Ricarica per Supportare al Meglio i Veicoli a Nuova Energia nelle Aree Rurali e la Rivitalizzazione Rurale. Il documento propone: incoraggiare la ricerca su tecnologie chiave come l'interazione bidirezionale tra veicoli elettrici e rete (V2G) e il controllo coordinato della generazione di energia fotovoltaica, dell'accumulo di energia e della ricarica. Valuta inoltre la possibilità di realizzare infrastrutture di ricarica integrate che forniscano generazione di energia fotovoltaica, accumulo di energia e ricarica nelle aree rurali dove i tassi di utilizzo delle colonnine di ricarica sono bassi. L'implementazione di politiche tariffarie per l'elettricità nelle fasce orarie di punta e fuori punta incentiverà gli utenti a ricaricare durante le ore non di punta. Entro il 2030, i costi di domanda (capacità) saranno esentati per le strutture centralizzate di ricarica e sostituzione delle batterie che operano con un sistema tariffario in due fasi. I vincoli all'efficienza degli investimenti nella costruzione della rete di distribuzione per le imprese di rete saranno allentati, con il pieno recupero incorporato nelle tariffe di trasmissione e distribuzione. Caso applicativo: Shanghai ospita tre zone dimostrative V2G che coinvolgono oltre dieci veicoli elettrici, scaricando circa 500 kWh al mese a una tariffa di ricavo di 0,8 yen per kWh. Nel 2022, Chongqing ha completato un ciclo di carica/scarica a risposta completa di 48 ore per un veicolo elettrico, assorbendo cumulativamente 44 kWh. Inoltre, altre regioni della Cina stanno esplorando attivamente iniziative pilota V2G, come il progetto dimostrativo V2G del Beijing Renji Building e il progetto dimostrativo V2G del Beijing China Re Centre. Nel 2021, BYD ha avviato un programma quinquennale per fornire fino a 5.000 veicoli elettrici puri di media e grossa cilindrata abilitati V2G a Levo Mobility LLC. Scenario V2G all'estero I paesi europei e americani hanno posto particolare enfasi sulla tecnologia V2G, introducendo un supporto politico esplicito in una fase iniziale. Già nel 2012, l'Università del Delaware ha lanciato il progetto pilota eV2gSM, volto a valutare il potenziale e il valore economico dei veicoli elettrici che forniscono servizi di regolazione della frequenza alla rete PJM in condizioni V2G per mitigare l'intermittenza intrinseca dell'energia rinnovabile. Per consentire ai veicoli elettrici a potenza relativamente bassa dell'Università del Delaware di partecipare al mercato della regolazione della frequenza, il progetto pilota ha ridotto il requisito di potenza minima per i fornitori di servizi di regolazione della frequenza da 500 kilowatt a circa 100 kilowatt. Nel 2014, con il supporto del Dipartimento della Difesa degli Stati Uniti e della California Energy Commission, è stato avviato un progetto dimostrativo presso la base aeronautica di Los Angeles. Nel novembre 2016, la Federal Energy Regulatory Commission (FERC) ha proposto modifiche normative per facilitare l'ingresso di integratori di sistemi di accumulo di energia e di risorse energetiche distribuite (DER) nei mercati dell'elettricità. Nel complesso, la validazione del progetto pilota statunitense appare relativamente completa, con meccanismi di policy complementari che probabilmente saranno finalizzati entro i prossimi uno o due anni, spingendo così il V2G verso un'effettiva operatività commerciale. Nell'Unione Europea, il programma SEEV4-City è iniziato nel 2016, stanziando 5 milioni di euro a sostegno di sei progetti in cinque paesi. Questa iniziativa si concentra sull'integrazione delle microreti con le energie rinnovabili attraverso applicazioni V2H, V2B e V2N. Nel 2018, il governo del Regno Unito ha annunciato un finanziamento di circa 30 milioni di sterline per 21 progetti V2G. Questo finanziamento mira a testare i risultati di ricerca e sviluppo tecnologico pertinenti, identificando al contempo opportunità di mercato per tali tecnologie.

Difficoltà tecniche e sfide relative alla compatibilità dei dispositivi con tecnologia V2G:

La compatibilità tra diversi veicoli, batterie e reti elettriche rappresenta una sfida significativa. Garantire un'elevata compatibilità nei protocolli di comunicazione e nelle interfacce di carica/scarica tra i veicoli e la rete è essenziale per un trasferimento e un'interazione energetici efficaci. Adattabilità della rete: l'integrazione di un gran numero di veicoli elettrici nei sistemi di interazione energetica della rete può rappresentare una sfida per l'infrastruttura di rete esistente. I problemi che richiedono una soluzione includono la gestione del carico di rete, l'affidabilità e la stabilità della rete e la flessibilità della rete nell'adattare le esigenze di ricarica dei veicoli elettrici. Sfide tecniche: i sistemi V2G devono superare molteplici ostacoli tecnici, come le tecnologie di carica e scarica rapida, i sistemi di controllo della gestione delle batterie e le tecniche di interconnessione alla rete. Queste sfide richiedono sperimentazione continua, ricerca e sviluppo. Gestione della batteria del veicolo: per i veicoli elettrici, la batteria funge da dispositivo di accumulo di energia fondamentale. All'interno dei sistemi V2G, un controllo preciso della gestione della batteria è essenziale per bilanciare le esigenze della rete con considerazioni sulla longevità della batteria. Efficienza e velocità di carica/scarica: il raggiungimento di processi di carica e scarica altamente efficienti è fondamentale per il successo dell'applicazione della tecnologia V2G. È necessario sviluppare tecnologie di ricarica avanzate per migliorare l'efficienza e la velocità del trasferimento di energia, riducendo al minimo le perdite di energia. Stabilità della rete: la tecnologia V2G prevede l'integrazione dei veicoli elettrici nella rete, imponendo requisiti più elevati in termini di stabilità e sicurezza della rete. I potenziali problemi derivanti dall'integrazione dei veicoli su larga scala nella rete devono essere affrontati per garantire l'affidabilità e la stabilità del sistema elettrico. Meccanismi di mercato: anche il modello commerciale e i meccanismi di mercato per i sistemi V2G presentano delle sfide. Sono necessarie un'attenta valutazione e risoluzione per bilanciare gli interessi delle parti interessate, stabilire strutture tariffarie ragionevoli e incentivare la partecipazione degli utenti allo scambio di energia V2G.

Vantaggi applicativi della tecnologia V2G:

Gestione dell'energia: la tecnologia V2G consente ai veicoli elettrici di immettere elettricità nella rete, facilitando il flusso di energia bidirezionale. Ciò contribuisce a bilanciare i carichi di rete, migliorandone la stabilità e l'affidabilità e riducendo la dipendenza da fonti energetiche inquinanti come la tradizionale generazione di energia a carbone. Accumulo di energia: i veicoli elettrici possono funzionare come parte di sistemi di accumulo di energia distribuiti, immagazzinando l'elettricità in eccesso e rilasciandola quando necessario. Ciò contribuisce a bilanciare i carichi di rete e fornisce ulteriore supporto energetico durante i periodi di punta. Generazione di ricavi: grazie alla tecnologia V2G, i proprietari di veicoli possono collegare i propri veicoli elettrici alla rete, rivendendo l'elettricità e ottenendo entrate o incentivi corrispondenti. Ciò fornisce un flusso di entrate aggiuntivo per i proprietari di veicoli elettrici. Riduzione delle emissioni di carbonio: riducendo la dipendenza dalle fonti energetiche inquinanti convenzionali, i veicoli elettrici abilitati V2G possono ridurre le emissioni di anidride carbonica e di altri gas serra, con un impatto ambientale positivo. Maggiore flessibilità della rete: la tecnologia V2G facilita la gestione dinamica della rete, migliorandone la stabilità e l'affidabilità. Consente di adattare in modo flessibile l'equilibrio tra domanda e offerta della rete in base alle condizioni in tempo reale, aumentando così l'adattabilità e l'efficienza operativa della rete.