Ricarica bidirezionale in Italia: Quali sono i maggiori ostacoli?

Oggi le più grandi batterie per auto elettriche possono immagazzinare più di 100 kwh di energia elettrica. Si tratta di una capacità molto superiore a quella di una normale batteria di accumulo stazionaria. Se possiedi un'auto elettrica, potresti utilizzare questa grande quantità di energia per alimentare i tuoi elettrodomestici nei momenti in cui l'impianto fotovoltaico non genera energia, o addirittura venderla alla rete elettrica ad un prezzo più alto. Per realizzare tutto questo, occorre la ricarica bidirezionale, cioè la capacità di non solo immagazzinare l'elettricità nella batteria dell'auto, ma anche di rilasciarla attraverso una stazione di ricarica.

La ricarica bidirezionale prevede che la batteria dell'auto elettrica funga da accumulatore, con l'energia che scorre in entrambe le direzioni. Questo flusso di energia può essere usato, ad esempio, per alimentare piccoli elettrodomestici come un bollitore (vehicle-to-load). Tuttavia, c’è anche la possibilità di immettere l'elettricità prima nella batteria di accumulo della casa (vehicle-to-home) o di restituirla nuovamente alla rete pubblica (vehicle-to-grid).

La ricarica bidirezionale offre quindi l'opportunità di sfruttare meglio la batteria dell'auto elettrica.

Approfondisci l’argomento: Che cos'è la ricarica bidirezionale?

La ricarica bidirezionale dovrebbe essere disponibile su larga scala entro il 2030. Tuttavia, la tecnologia non è ancora del tutto pronta per il mercato, soprattutto per quanto riguarda la ricarica con stazioni di ricarica a corrente alternata. È inoltre necessaria un'armonizzazione a livello europeo.

Sebbene l'aspetto tecnico dello sviluppo sia in gran parte completato, ci sono ancora numerose sfide, soprattutto di natura legale, che ostacolano l'implementazione in massa. Per sapere quali ostacoli ancora esistono e perché, ti invitiamo a leggere questo articolo.

Sì, la ricarica bidirezionale è generalmente consentita in Italia, anche se non è ancora commercializzabile. In Francia e nel Regno Unito invece, la ricarica bidirezionale, compresa quella vehicle-to-grid, dovrebbe essere disponibile per le masse a partire dal prossimo anno.

Come si può notare, i progressi nella ricarica bidirezionale variano da Paese a Paese. Sebbene il numero di veicoli e di stazioni di ricarica sia in crescita, molti sistemi sono basati su piattaforme proprietarie a causa della mancanza di normative. La ricarica bidirezionale a corrente continua rimane più facile da implementare rispetto a quella a corrente alternata, il che porta anche a uno sviluppo più rapido.

Almeno due case automobilistiche prevedono di dotare il 25% dei loro veicoli di opzioni di ricarica bidirezionale entro il 2025. Uno dei produttori punta al 50%, mentre un altro addirittura al 75%.

L'Italia si sta preparando alla tecnologia V2G con importanti sperimentazioni come il progetto Fiat-Chrysler V2G e il progetto DrossOne V2G Parking. Sebbene non esistano ancora strategie specifiche per le V2G, l'abolizione della doppia tassazione ne ha aumentato l'attrattiva economica e la tariffazione variabile dell'energia incoraggia la flessibilità. Con l'imminente legge TIDE nel 2025, il V2G sarà autorizzato a fornire servizi di flessibilità e quasi tutte le famiglie dispongono ora di contatori intelligenti, aprendo la strada a una più ampia adozione del V2G.

La Francia è all'avanguardia nel V2G con normative severe e progetti concreti, mentre la Germania si concentra sulle energie rinnovabili ma è in ritardo nell'introduzione del V2G.

La casa automobilistica francese Renault, in collaborazione con la società tecnologica The Mobility House di Monaco di Baviera, ha lanciato un progetto di ricarica vehicle-to-grid in Francia con i nuovi modelli Renault 5 e Alpine A290. Questo progetto consente ai proprietari di auto di collegare i propri veicoli alla rete elettrica. Immettendo l'elettricità nella rete, possono ricaricare e guidare l’auto praticamente gratis, potendo guadagnare attraverso la vendita dell'energia prodotta dalla propria auto. Il sistema richiede il PowerBox Verso, una speciale stazione di ricarica per la ricarica bidirezionale, e il contratto energetico Mobilize Power gestito da The Mobility House.

La tecnologia V2G non sarà introdotta solo in Francia, ma anche nel Regno Unito a partire dal 2025. Nel frattempo, la Germania sta ancora studiando le modalità di introduzione. La Francia ha un vantaggio nell'introduzione di questa tecnologia, soprattutto perché il Paese ha una migliore regolamentazione, un maggior numero di contatori intelligenti e un'unica società, Enedis, che gestisce la rete di distribuzione. Mobility House assicura ai clienti che l'utilizzo del V2G non danneggerà le batterie delle loro auto e che potranno controllare lo stato di carica e tutte le impostazioni necessarie tramite un'app.

Sebbene molte auto elettriche moderne siano predisposte per le funzioni V2X (vehicle-to-everything), queste funzioni non sono ancora pienamente operative. Finora solo pochi produttori offrono modelli il cui hardware è predisposto per la ricarica bidirezionale con V2H e/o V2G.

Ecco alcuni dei modelli disponibili sul mercato europeo che supportano la ricarica bidirezionale, in particolare la ricarica a corrente continua (DC):

• CUPRA Born 77 kWh - V2H

• Mitsubishi i-MiEV (CHAdeMO) - V2G

• Mitsubishi Outlander (CHAdeMO) - V2G

• Nissan Leaf (CHAdeMO) - V2G

• Nissan e-NV200 (CHAdeMO) - V2G

• Skoda Enyaq 77 kWh - Annunciati V2H und V2G

• Polestar 3 - Annunciato V2L, V2H und V2G

• Volvo EX90 - Annunciato V2L, V2H und V2G

• VW ID.7 Tourer 77 kWh - Annunciato V2H und V2G

• VW ID.BUZZ 77 kWh - Annunciato V2H und V2G

Si noti che solo i veicoli elettrici puri sono adatti alla ricarica bidirezionale. I veicoli elettrici ibridi plug-in e i veicoli a idrogeno non sono predisposti per questa funzione, soprattutto a causa delle batterie più piccole. Se vuoi utilizzare la tecnologia V2X in modo efficace, devi quindi concentrarti sui veicoli elettrici puri.

La ricarica bidirezionale con corrente alternata (CA) e corrente continua (CC) richiede adattamenti diversi. Nel caso della corrente alternata, si utilizzano i caricatori di bordo delle macchine, che però devono essere aggiornati, mentre la corrente continua richiede un convertitore nella stazione di ricarica stessa. Entrambi dipendono dalla norma ISO 15118-20 per uno scambio di dati efficace.

Ricarica bidirezionale in CA

• Non è necessario predisporre un modulo per convertire la corrente alternata (CA) in corrente continua (CC) all’interno della wallbox, il che riduce i costi rispetto alle soluzioni a corrente continua.

• La maggior parte delle wallbox per uso domestico sono dispositivi a corrente alternata.

• Sono necessari adattamenti per il sistema di gestione della batteria e per il caricatore di bordo dell'auto.

• È necessaria una comunicazione di alto livello tra la stazione di ricarica e l'auto elettrica (ISO 15118), attualmente ancora in fase di standardizzazione.

• Il caricatore di bordo deve essere in grado di convertire la corrente continua (CC) in corrente alternata (CA) e soddisfare determinati requisiti di codice di rete.

Ricarica bidirezionale in CC

• Non sono necessarie modifiche al caricatore di bordo del veicolo.

• La comunicazione di alto livello ISO 15118-20 è già standardizzata per la corrente continua (CC).

• Per convertire la corrente alternata in corrente continua è necessario predisporre all’interno della stazione di ricarica un convertitore aggiuntivo.

• Sono necessari adattamenti al sistema di gestione della batteria dell’auto.

L'attenzione è rivolta ai casi d'uso V2L/V2H e non V2G. Lo sviluppo dell'infrastruttura per la ricarica bidirezionale è ancora in fase iniziale.

La possibilità di utilizzare uno o più veicoli elettrici in luogo di un unico sistema di accumulo stazionario comporta una maggiore complessità, legata alla necessità di disporre di:

1. Veicoli abilitati alla ricarica bidirezionale: Al momento, il numero di modelli di veicoli in grado di restituire energia verso il cavo di ricarica è limitato. Sebbene alcuni modelli siano in fase di sviluppo, la maggior parte delle auto elettriche può solo caricare la batteria, ma non restituirvi energia, soprattutto perché manca un inverter bidirezionale a bordo.

2. Infrastrutture di ricarica specializzate: Per permettere la ricarica bidirezionale, sono necessarie infrastrutture di ricarica che gestiscano flussi di energia sia in ingresso che in uscita. Al momento, però, la maggior parte delle colonnine di ricarica è progettata per la ricarica unidirezionale, e quelle che supportano il flusso bidirezionale sono ancora in fase di sviluppo o non sono ampiamente disponibili.

3. Tecnologia di coordinamento e gestione: Infine, per coordinare la comunicazione tra i veicoli, le infrastrutture di ricarica e le reti elettriche, servono sistemi hardware e software sofisticati. Questi devono gestire flussi energetici complessi, specialmente in contesti come il Vehicle-to-Load (V2L), Vehicle-to-Home (V2H) e Vehicle-to-Grid (V2G).

Per quanto riguarda i veicoli, ad oggi è ancora estremamente limitato il numero di modelli in commercio abilitati all’erogazione bidirezionale di energia dalla batteria verso il cavo di ricarica. Inoltre, fatta eccezione per un unico modello di auto elettrica presentato nel 2024 ma ancora non disponibile per l’acquisto, tutti questi modelli sono abilitati ad erogare energia solo tramite una connessione in corrente continua, perché non dispongono di un inverter bidirezionale a bordo.

Per quanto riguarda le infrastrutture di ricarica che permettono la ricarica bidirezionale, mancano prodotti commercializzabili su larga scala. Questo da un lato è causato dal ridottissimo numero di veicoli abilitati, ma anche dallo sviluppo ancora incompleto della normativa tecnica internazionale e dal costo ancora molto elevato dei componenti necessari.

I costi d’acquisto delle infrastrutture di ricarica bidirezionali sono infatti molto più alti rispetto ai costi di semplici wallbox monodirezionali. Questo ostacolo è dovuto alla complessità di questi dispositivi e al fatto che (finora) la ricarica bidirezionale è stata implementata solo per punti di ricarica in corrente continua.

Il cuore della ricarica bidirezionale è l'ISO 15118, uno standard internazionale per la ricarica delle auto elettriche. Si tratta di un linguaggio universale che consente ai veicoli e alle stazioni di ricarica di comunicare tra loro, indipendentemente dalla marca.

È proprio questo standard a rendere possibile la tecnologia “Plug & Charge”. Con Plug & Charge è sufficiente collegare la propria auto elettrica e la stazione di ricarica avvia automaticamente la ricarica, gestisce il pagamento e controlla i dati. Non c'è bisogno di un'app o di una scheda RFID. Inoltre, lo standard ISO 15118 consente alle auto elettriche di immettere nuovamente elettricità nella rete quando necessario. Lo standard protegge tutti i dati scambiati, in modo che i dati di fatturazione e le impostazioni di ricarica rimangano al sicuro.

Tuttavia, rimangono aperte alcune sfide. Non tutti i produttori di auto elettriche e le aziende specializzate in soluzioni di ricarica utilizzano la norma ISO 15118, quindi potrebbero esserci ancora problemi di compatibilità. È particolarmente complicato con la ricarica in corrente alternata, che la maggior parte delle persone utilizza a casa. La ricarica in corrente alternata richiede un hardware più complicato per poter offrire la ricarica bidirezionale, il che rende più costosa l'installazione. Lo standard ISO 15118 è stato pubblicato per la ricarica in corrente continua (ISO 15118-20) ed è attualmente in fase di standardizzazione per la ricarica in corrente alternata.

La ricarica bidirezionale potrebbe giocare un ruolo importante nel sistema elettrico nazionale, ma non prima del 2030. Fino ad allora, ci si aspetta che il contributo di questa tecnologia cresca gradualmente, grazie all’aumento del numero di veicoli elettrici (VE) sulle strade. Una volta che avremo abbastanza veicoli elettrici, sarà possibile attirare l’attenzione degli aggregatori e rendere vantaggiosi anche i progetti di ricarica bidirezionale su larga scala.

Un parco di veicoli elettrici in crescita favorirà le economie di scala, permetterà la partecipazione ai mercati della flessibilità, e aiuterà a migliorare l’efficienza complessiva, abbassando i costi di ricarica e, in futuro, anche le tariffe di rete per tutti.

Nel frattempo, è importante continuare a lavorare sulla ricarica intelligente monodirezionale (V1G). Questa tecnologia, sebbene meno avanzata, rappresenta comunque un passo importante verso il futuro della ricarica bidirezionale (V2G, V2H e simili).

Per una visione più ampia sui sviluppi possibili nei prossimi anni in Italia, è molto utile orientarsi secondo la seguente tabella, pubblicata dall’ARERA nella Relazione 417/2024/I/eel del 17 ottobre 2024:

Sì, l'utilizzo di una wallbox intelligente come il go-e Charger per la ricarica di un'auto elettrica contribuisce a ridurre il carico sulla rete elettrica. Permette di monitorare la quantità di energia disponibile e di regolare la potenza di ricarica. Tutto quello che bisogna fare è attivare la funzione corrispondente nell'app.

Vediamo innanzitutto come la ricarica bidirezionale contribuisce a migliorare la stabilità della rete. Grazie alla ricarica bidirezionale, gli operatori di rete possono ridurre la potenza di ricarica in caso di carichi elevati e persino inviare indietro un po' di energia dalle auto elettriche per attenuare i picchi di consumo. In questo modo la ricarica potrebbe durare un po' di più (circa tre ore invece di una) ma gli automobilisti non se ne accorgerebbero quando ad esempio la ricarica avviene di notte. Infine, con l'aumento delle energie rinnovabili come l'eolico e il solare, la rete elettrica dovrebbe diventare ancora più flessibile.

La nostra wallbox intelligente fa qualcosa di molto simile. Ha funzioni come il Peak Shaving*, che limita la ricarica nei momenti di maggiore domanda per bilanciare il carico e per ridurre la pressione sulla rete elettrica. Se ricarichi di notte, al mattino non noterai alcuna differenza!

* Possibile quando il go-e Charger è collegato a go-e Controller o a un altro EMS.