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 i veicoli e la rete elettrica. V2G, acronimo di "Vehicle-to-Grid", consente ai veicoli elettrici di ricaricarsi tramite la rete elettrica, immettendo contemporaneamente energia immagazzinata nella rete stessa. Lo scopo principale della tecnologia V2G è quello di migliorare le capacità di guida a zero emissioni dei veicoli elettrici e di fornire servizi di supporto e regolazione dell'alimentazione elettrica alla rete.

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 di rilasciare l'energia immagazzinata dal veicolo nella rete, contribuendo al bilanciamento del carico. Viceversa, durante i periodi di bassa domanda di rete, i veicoli elettrici possono prelevare 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, generando così un profitto dalla differenza di prezzo. Se la tecnologia V2G fosse pienamente implementata, ogni veicolo elettrico potrebbe essere considerato una mini power bank: collegandolo alla rete durante i periodi di basso carico, l'energia viene automaticamente immagazzinata, mentre durante i periodi di alto carico, l'energia immagazzinata nella batteria del veicolo può essere rivenduta alla rete per guadagnare la differenza di prezzo.

Stato attuale del V2G in Cina La Cina possiede la più grande flotta di veicoli elettrici al mondo, il che rappresenta 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 impegnate in ricerche approfondite. Il 17 maggio, la Commissione nazionale per lo sviluppo e la riforma e l'Amministrazione nazionale per l'energia hanno pubblicato le Linee guida per l'attuazione delle misure volte ad accelerare la costruzione di infrastrutture di ricarica per supportare al meglio i veicoli a nuova energia nelle aree rurali e la rivitalizzazione rurale. Il documento propone di: incoraggiare la ricerca su tecnologie chiave come l'interazione bidirezionale tra veicoli elettrici e rete (V2G) e il controllo coordinato della produzione di energia fotovoltaica, dell'accumulo di energia e della ricarica. Esplora inoltre la possibilità di realizzare infrastrutture di ricarica integrate che forniscano produzione 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 di tariffazione dell'elettricità a fasce orarie (picco-fuori picco) incentiverà gli utenti a ricaricare durante le ore non di punta. Entro il 2030, le tariffe di potenza (capacità) saranno eliminate per le infrastrutture centralizzate di ricarica e sostituzione delle batterie che operano secondo un sistema tariffario a due componenti. I vincoli sull'efficienza degli investimenti per la costruzione di reti di distribuzione per le imprese di rete saranno allentati, con il pieno recupero dei costi integrato nelle tariffe di trasmissione e distribuzione. Caso applicativo: Shanghai ospita tre zone dimostrative V2G che coinvolgono oltre dieci veicoli elettrici, con una scarica mensile di circa 500 kWh a una tariffa di ricavo di 0,8 ¥ per kWh. Nel 2022, Chongqing ha completato un ciclo di carica/scarica a risposta completa di 48 ore per un veicolo elettrico, assorbendo complessivamente 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 la fornitura di un massimo di 5.000 veicoli elettrici puri di medie e grandi dimensioni abilitati al V2G a Levo Mobility LLC. Panorama V2G all'estero I paesi europei e americani hanno posto particolare enfasi sulla tecnologia V2G, introducendo un esplicito supporto politico fin dalle prime fasi. Già nel 2012, l'Università del Delaware ha avviato 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 abbassato il requisito minimo di potenza 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 aerea 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 risorse energetiche distribuite (DER) nei mercati dell'elettricità. Nel complesso, la validazione pilota negli Stati Uniti appare relativamente completa, con meccanismi politici complementari che probabilmente saranno definiti entro i prossimi uno o due anni, spingendo così il V2G verso una sostanziale 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 sulla possibilità di integrare le microreti con 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 le opportunità di mercato per tali tecnologie.

Difficoltà e sfide tecniche della tecnologia V2G: compatibilità dei dispositivi.

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 veicoli e rete è essenziale per un efficace trasferimento e interazione energetica. Adattabilità della rete: l'integrazione di un gran numero di veicoli elettrici nei sistemi di interazione energetica della rete può porre delle sfide all'infrastruttura di rete esistente. Le problematiche da risolvere includono la gestione del carico di rete, l'affidabilità e la stabilità della rete e la flessibilità della rete nell'accogliere le richieste di ricarica dei veicoli elettrici. Sfide tecniche: i sistemi V2G devono superare molteplici ostacoli tecnici, come le tecnologie di carica e scarica rapide, i sistemi di controllo della gestione delle batterie e le tecniche di interconnessione alla rete. Queste sfide richiedono una continua sperimentazione e attività di ricerca e sviluppo. Gestione della batteria del veicolo: per i veicoli elettrici, la batteria funge da dispositivo di accumulo di energia critico. Nei sistemi V2G, un controllo preciso sulla gestione della batteria è essenziale per bilanciare le richieste della rete con le considerazioni relative alla longevità della batteria. Efficienza e velocità di carica/scarica: il raggiungimento di processi di carica e scarica altamente efficienti è fondamentale per la corretta 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. Stabilità della rete: la tecnologia V2G prevede l'integrazione dei veicoli elettrici nella rete, imponendo maggiori esigenze in termini di stabilità e sicurezza della rete stessa. I potenziali problemi derivanti dall'integrazione su larga scala dei veicoli 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 bidirezionale di energia. Ciò contribuisce a bilanciare i carichi della rete, migliorandone la stabilità e l'affidabilità e riducendo la dipendenza da fonti energetiche inquinanti come le tradizionali centrali 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 della rete e fornisce ulteriore supporto energetico durante i periodi di picco. Generazione di entrate: grazie alla tecnologia V2G, i proprietari di veicoli possono connettere i propri veicoli elettrici alla rete, rivendendo l'elettricità e ottenendo un reddito o incentivi corrispondenti. Ciò fornisce un ulteriore flusso di entrate per i proprietari di veicoli elettrici. Riduzione delle emissioni di carbonio: diminuendo la dipendenza dalle fonti energetiche convenzionali inquinanti, i veicoli elettrici abilitati V2G possono ridurre le emissioni di anidride carbonica e di altri gas serra, generando impatti ambientali positivi. Maggiore flessibilità della rete: la tecnologia V2G facilita la gestione dinamica della rete, migliorandone la stabilità e l'affidabilità. Consente regolazioni flessibili dell'equilibrio tra domanda e offerta della rete in base alle condizioni in tempo reale, aumentando così l'adattabilità e l'efficienza operativa della rete stessa.