La ricarica bidirezionale dei veicoli elettrici può offrire vantaggi alla flotta supportando al contempo la rete

La domanda di elettricità non rimane costante. Spesso si verificano dei picchi. Questi possono essere il risultato di comportamenti diffusi in una vasta popolazione, ad esempio quando un gran numero di persone è a casa e utilizza l'elettricità in un dato momento, oppure possono essere attribuiti a fenomeni meteorologici come le alte temperature. Lo scorso ottobre, ad esempio, l'Energy Information Administration (EIA) statunitense ha riportato che il picco di domanda di elettricità del 27 luglio 2023, pari a quasi 742.000 megawattora (MWh), ha quasi superato il record stabilito a luglio 2022.

Un approccio utilizzato dalle aziende di servizi pubblici per gestire i picchi di domanda è il cosiddetto demand response. Secondo il Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti, si tratta dell'insieme di opportunità che un'azienda di servizi pubblici offre agli utenti di energia elettrica per ridurre o modificare il loro consumo di energia durante i periodi di elevata domanda in cambio di tariffe agevolate o altri incentivi.

Presto, tuttavia, le aziende di servizi pubblici potrebbero disporre di un altro strumento per affrontare i picchi di domanda: la ricarica bidirezionale dei veicoli elettrici (EV), nota anche come tecnologia veicolo-rete (V2G). Questa soluzione consentirebbe loro di sfruttare l'energia inutilizzata immagazzinata nei veicoli elettrici a batteria (BEV) durante la ricarica per lunghi periodi.

Ricarica bidirezionale 101

BorgWarner, fornitore di soluzioni per la mobilità, offre due caricabatterie bidirezionali, prodotti nel suo stabilimento di Dearborn, Michigan. Uno è un caricabatterie rapido a corrente continua da 60 kW, l'altro da 125 kW.

"Sia il 125 che il 60 funzionano nel mercato commerciale, a seconda che si tratti di un camion di Classe 8 o di un veicolo normale", ha affermato Dick Johnson, direttore delle vendite per la ricarica dei veicoli elettrici in Nord America per BorgWarner.

Un caricabatterie per veicoli elettrici bidirezionale BorgWarner. (Foto: BorgWarner)

Secondo Johnson, non tutti i caricabatterie per veicoli elettrici sono progettati per la ricarica bidirezionale.

"Per realizzare il collegamento veicolo-rete, è necessario che il caricabatterie abbia un flusso in entrambe le direzioni", ha affermato. "La maggior parte dei caricabatterie non lo prevede, anche se molti concorrenti affermano di averlo. Ma in realtà non lo hanno, perché non hanno le certificazioni UL, SA e SB per farlo, che invece sono richieste dall'azienda elettrica."

Ha aggiunto che il veicolo stesso deve essere in grado di ricaricarsi bidirezionalmente. Ciò significa che deve essere in grado di restituire energia tramite il caricabatterie, non semplicemente di riceverla. Infine, la società elettrica deve essere disposta a interconnettersi a un sistema di ricarica bidirezionale. Secondo Johnson, realizzare questa connessione e conformarsi alle specifiche di installazione della società elettrica può richiedere dai sei agli otto mesi.

La funzione di ricarica bidirezionale vera e propria è gestita dal software di aggregazione.

"Con il software di aggregazione V2G, comunica fondamentalmente tramite il caricabatterie con il veicolo, comunicando in pratica con la batteria e poi di nuovo con il cloud", ha affermato, aggiungendo che, una volta connesso alla società di servizi pubblici, sarà in grado di accedere alle batterie in determinati orari. "In molti casi, quello che stanno facendo [le società di servizi pubblici] al momento è che non hanno un'app che lo faccia. In pratica, dicono, tipo con un giorno di anticipo, che abbiamo bisogno che i vostri veicoli siano collegati tra le 16:00 e le 19:00".

Tali programmi sono importanti per consentire alle aziende di servizi di avere accesso all'energia dei veicoli elettrici per gestire la domanda.

Cicli di lavoro ideali

Secondo Johnson, la ricarica bidirezionale non è necessariamente la soluzione ideale per ogni flotta di veicoli elettrici a batteria.

"Se hai dei camion che attraversano il paese, probabilmente non ha senso a meno che non ci siano punti di ricarica lungo il percorso", ha detto Johnson, "e siano parcheggiati di notte o in orari diversi".

Il parcheggio notturno menzionato da Johnson è fondamentale per far funzionare la ricarica bidirezionale dal punto di vista della risposta alla domanda, perché il tardo pomeriggio e le prime ore della sera sono i momenti in cui molte aziende di servizi pubblici registrano picchi di domanda.

Nel dicembre 2023, Fermata Energy ha annunciato di aver preso parte al primo progetto canadese di hub di ricarica bidirezionale per veicoli elettrici (EV) nella Columbia Britannica. (Foto: Mark Rabin, Coast to Coast Experiences (CTCE))

Johnson ha affermato che tra le tipologie di flotta che BorgWarner considera ideali per la ricarica bidirezionale, "quella su cui ci stiamo concentrando in questo momento sono i camion della spazzatura, perché escono la mattina e tornano nel tardo pomeriggio, il momento perfetto per utilizzarli, hanno batterie enormi e sono tutti vicini [quando si ricaricano]".

Un'altra buona applicazione della flotta sono gli autobus scolastici.

"Credo che il mercato degli scuolabus sia un esempio lampante di questa tendenza", ha affermato George Miller, direttore dello sviluppo commerciale di Fermata Energy, azienda specializzata in tecnologie di ricarica per veicoli elettrici. "Ha molto senso utilizzare questi veicoli, perché generalmente sono in servizio due volte al giorno e non molto in estate. Quindi, spesso terminano il loro percorso verso le 16:30 o le 17:00. È a quell'ora che la maggior parte delle persone torna a casa e accende asciugatrici, aria condizionata e tutti questi dispositivi che consumano energia."

Guadagnare entrate aggiuntive

Johnson ha evidenziato diversi motivi per cui il V2G è importante per le flotte, tra cui il valore aggiunto che possono ottenere dai loro veicoli e l'aumento del ROI, entrambi derivanti dai ricavi aggiuntivi generati dagli incentivi delle aziende di servizi pubblici. Un caso di studio condiviso da Johnson riguardava Highland Electric Fleets, che elettrifica gli scuolabus.

"In pratica, tra il 2021 e il 2022 – e lo stanno ancora facendo – [il cliente di Highland] ha guadagnato circa 23.000 dollari per aver collegato due autobus durante l'alta stagione estiva", ha detto Johnson. "Questo ci dà un'idea del potenziale ricavo."

Le utility devono pianificare

Sebbene le aziende di servizi pubblici di molti stati siano aperte all'utilizzo della ricarica bidirezionale dei veicoli per gestire i picchi di domanda, molte stanno ancora studiando l'applicazione. Una sfida è garantire che l'infrastruttura di rete esistente possa supportare il V2G. Zachary Kuznar, amministratore delegato dello sviluppo delle soluzioni di rete per Duke Energy, ha affermato che l'adozione simultanea del V2G di diverse flotte di grandi dimensioni, come quelle utilizzate per le consegne dell'ultimo miglio, potrebbe sovraccaricare significativamente la rete.

"I trasformatori e l'infrastruttura di distribuzione e trasmissione non sono attualmente progettati per ospitare 100 veicoli per le consegne e avere poi un sistema elettrico pronto a gestirli", ha affermato. "È un carico enorme."

Secondo Kuznar, prima di implementare il V2G, è importante che un'azienda di servizi pubblici comprenda la capacità del sistema e la capacità di gestire la ricarica in modo che tutti i veicoli non siano in carica contemporaneamente. Questo garantirà che non siano necessari aggiornamenti significativi della rete per gestire il carico elettrico.

Tuttavia, V2G sembra rappresentare un passo nella giusta direzione come opzione per gestire i picchi di domanda di energia.

"I veicoli elettrici possono davvero rappresentare una risorsa per la rete e la sua resilienza", ha affermato Jeff Monford, portavoce di Southern California Edison (SCE). "Accogliamo con favore e incoraggiamo l'integrazione veicolo-rete e le sue potenzialità future. I veicoli e le attrezzature bidirezionali troveranno un utilizzo quotidiano che, se sfruttato al meglio, potrà apportare benefici ai clienti e alla rete. SCE è in prima linea nel renderla disponibile su larga scala e nel definire gli standard del settore".

Fermata Energy si integra con i caricabatterie BorgWarner Integrazione con i caricabatterie bidirezionali BorgWarner per migliorare le capacità di ricarica delle flotte di veicoli elettrici