Il "Vehicle to Grid" (V2G) è una locuzione che definisce l'interazione tra auto elettriche e sistema elettrico, rappresentando una tecnologia che oggi permette di trasformare le auto elettriche, sempre più presenti sulle nostre strade, da semplici mezzi di trasporto a veri e propri vettori energetici capaci di scambiare energia elettrica con la rete pubblica. Negli scenari energetici sempre più complessi dell’era delle rinnovabili, la tecnologia Vehicle-to-Grid (V2G), o ricarica bidirezionale, si sta affermando come una delle soluzioni chiave per garantire stabilità, flessibilità e resilienza alle reti elettriche. Questo paradigma promette di rivoluzionare il rapporto tra veicoli, utenti e sistema energetico così come lo conosciamo. Con il decreto sul V2G si aprono nuovi scenari per la mobilità elettrica e l’uso delle batterie al servizio della rete, spostando il focus dal veicolo come semplice carico elettrico al veicolo come risorsa attiva del sistema energetico.
In quest'ottica, e una volta a sistema, ciascun proprietario di un veicolo elettrico potrà diventare un piccolo fornitore di energia e contribuire così alla razionalizzazione e all'efficientamento del sistema elettrico. Grazie alle fasi di ricarica dei veicoli infatti, e in presenza delle infrastrutture necessarie, le batterie delle auto saranno impiegate anche come sistemi di accumulo energetico a servizio della rete. Questa tecnologia promette una mobilità elettrica più sostenibile e conveniente per tutti, trasformando ogni automobilista in un attore attivo del mercato energetico e ogni veicolo in un nodo dell’ecosistema elettrico.
Distinzioni e Tipologie di Interazione
Prima di addentrarci nei dettagli del V2G, è fondamentale fare qualche distinzione tra le diverse modalità di interazione tra veicolo e sistema energetico. Tra le opportunità offerte dalla mobilità elettrica c’è la possibilità di usare le batterie delle auto per restituire energia alla rete nazionale, sfruttando il Vehicle-to-Grid (V2G), un meccanismo di ricarica bidirezionale, che promette benefici energetici, ambientali ed economici.
Vehicle-to-Load (V2L): Questa funzione consente all'auto di alimentare via cavo altri dispositivi, per esempio un barbecue in giardino, agendo essenzialmente come fonte di alimentazione mobile. L'energia immagazzinata nella batteria del veicolo viene utilizzata per alimentare carichi esterni direttamente dal veicolo stesso.
Vehicle-to-Home (V2H) o Vehicle-to-Building (V2B): Questa possibilità, più efficace, prevede che la batteria dell’auto venga usata come batteria di accumulo per un’abitazione, o comunque per un edificio. Nella pratica, l’auto elettrica alimenta casa durante le ore serali o nei momenti di picco dei consumi, comportandosi come una batteria di accumulo. Le batterie installate in casa per l’accumulo di energia prodotta da fonti rinnovabili hanno tipicamente una capacità intorno ai 10 kWh, mentre quelle dei veicoli elettrici partono da circa 40 kWh, nel caso di un’utilitaria, per arrivare in media a 60-70 kWh, o anche a 100 kWh, se consideriamo i modelli top di gamma. Nel caso del V2H, come spiega ARERA nella Relazione 2024 dedicata alla ricarica bidirezionale, l'auto potrebbe soddisfare i fabbisogni dell’abitazione fino alle 23 o alle 24 con la carica residua della batteria, evitando in tal modo che l’abitazione prelevi energia dalla rete elettrica pubblica: ricaricando a 6 kW nelle 8 ore successive sarebbe poi possibile ripristinare la completa ricarica della batteria.
Vehicle-to-Grid (V2G): La connessione con la rete elettrica vera e propria si realizza solo con il Vehicle-to-Grid (V2G), lo scenario più evoluto. In questo caso è come se si sfruttasse una “grande batteria distribuita sul territorio, composta da tante auto che, contemporaneamente e in una determinata area geografica, riversano nella rete l’energia che hanno immagazzinato, nella logica delle virtual power plant, o centrali elettriche virtuali”. Il V2G consente ai veicoli elettrici di scambiare energia con la rete elettrica. Un’auto elettrica collegata a una colonnina di ricarica bidirezionale può non solo assorbire elettricità per ricaricarsi, ma anche restituirla alla rete nei momenti di necessità.
Il Funzionamento del Vehicle-to-Grid
Il Vehicle to Grid (V2G) è una tecnologia che trasforma le auto elettriche in “attori” utili per la stabilità del sistema elettrico, consentendo loro di prelevare e restituire energia alla rete. Si tratta, infatti, di un sistema che consente alle auto elettriche non solo di prelevare energia dalla rete, ma anche di restituirla quando necessario, in modo da stabilizzare l’intero sistema energetico.
Dal punto di vista tecnico, il V2G si basa sulla ricarica bidirezionale auto, che consente un flusso di potenza sia in ingresso sia in uscita dalla batteria del veicolo. Questo è reso possibile da convertitori elettronici di potenza bidirezionali, in grado di operare sia come raddrizzatori sia come inverter, adattando tensione e frequenza dell’energia scambiata in funzione delle esigenze del sistema elettrico. Nella ricarica tradizionale unidirezionale, l’auto elettrica è vista dalla rete come un carico passivo, che assorbe potenza in modo spesso poco coordinato con la disponibilità di energia. Con il V2G, invece, l’energia immagazzinata nelle batterie di un veicolo fermo non resta più inutilizzata, ma viene ceduta alla rete qualora vi fosse un aumento della richiesta. Questo funzionamento è possibile grazie a un collegamento bidirezionale tra il veicolo e la rete elettrica.
Un elemento chiave nel funzionamento del Vehicle to Grid è la gestione intelligente dei flussi energetici. Al centro di questa architettura troviamo la Vehicle Control Unit (VCU), l’unità di controllo che orchestra tutti i flussi di potenza e dati a bordo del veicolo. Durante la ricarica, l’auto immagazzina l’energia prelevata dalla rete elettrica nel pacco batterie. Ipotizzando un accumulo da 15 kW, con il V1G si può variare il carico da zero a 15 kW mentre con il V2G si può andare da -15 a +15: se necessario la batteria si può scaricare, cedendo alla rete l’energia accumulata in precedenza.
Vantaggi del Vehicle-to-Grid
I vantaggi del Vehicle-to-Grid si manifestano su più livelli e coinvolgono tutti gli attori del sistema energetico: utenti finali, gestori di rete e collettività.
Vantaggi per l'Utente Finale
Dal punto di vista dell’utente finale, i vantaggi sono molteplici e tangibili. Uno dei principali vantaggi del V2G è la possibilità di offrire e immettere energia alla rete quando necessario. Questo potrà permettere di ottimizzare la domanda di energia prelevandola quando è necessario, migliorando l’affidabilità e la gestione della rete elettrica.
- Recupero dei Costi di Ricarica: Secondo le simulazioni fatte da RSE sotto determinate ipotesi, citate da Mazzocchi, grazie alla remunerazione dei servizi erogati alla rete sul mercato del dispacciamento, l’utente potrebbe recuperare da un 20-30% fino a un 60-70% dei costi per ricaricare il veicolo, in base ai diversi usi dell’auto e alle diverse configurazioni di Vehicle-to-Grid. I benefici potranno riguardare anche direttamente i consumatori finali, poiché gli e-driver potranno essere remunerati in base all’orario e alla quantità di energia rilasciata, come già avviene ad esempio per gli utenti residenziali che producono energia rinnovabile (es. fotovoltaico).
- Gestione Efficiente delle Ricariche: Grazie all'utilizzo di inverter di potenza bidirezionali, i veicoli allacciati alla rete possono ottimizzare i tempi di ricarica in base ai costi dell'energia, caricando le batterie quando è più conveniente e immettendone in rete quando i prezzi d’acquisto sono maggiori. Il tutto senza un investimento iniziale per l’acquisto delle colonnine di ricarica e scegliendo il costo di ricarica, sia per parcheggi pubblici che privati.
- Riduzione degli Sprechi: Il V2G consentirebbe ai proprietari di veicoli elettrici di utilizzare le batterie dei loro veicoli per immagazzinare l’energia in eccesso quando non è necessaria, riducendo gli sprechi di energia e contribuendo a bilanciare la rete elettrica.
Vantaggi per la Rete Elettrica Nazionale
Per la rete elettrica nazionale, il V2G rappresenta uno strumento strategico per affrontare alcune delle principali criticità della decarbonizzazione.
- Stabilità e Flessibilità: Con la crescita dell’elettrificazione e la diffusione delle fonti rinnovabili, la rete elettrica europea sta diventando più interconnessa ma anche più vulnerabile a squilibri. Il V2G permette di trasformare ogni auto elettrica in una micro-unità di supporto alla rete, aumentando la resilienza complessiva del sistema senza dover costruire nuove centrali. Ogni veicolo elettrico connesso può diventare parte attiva della rete, contribuendo alla stabilità e prevenendo situazioni critiche come i blackout.
- Integrazione delle Fonti Rinnovabili: L’aumento della produzione da fonti rinnovabili non programmabili, come eolico e fotovoltaico, genera inevitabili fluttuazioni nella produzione di energia: le turbine eoliche e i pannelli solari producono elettricità in modo intermittente, e spesso vengono addirittura disattivati quando la produzione supera la domanda. Grazie al Vehicle to Grid, gli edifici non solo preleveranno energia elettrica dalla rete ma potranno anche immetterla, contribuendo a mantenere l’equilibrio tra domanda e offerta.
- Pianificazione delle Infrastrutture: Utilizzando le batterie dei veicoli come accumuli distribuiti, è possibile ridurre la necessità di investimenti in grandi sistemi di storage centralizzati e nel potenziamento delle reti di trasmissione.
- Decarbonizzazione dell'Energia Elettrica: Il V2G consente di utilizzare l’energia prodotta da fonti rinnovabili accumulata nelle batterie dei veicoli elettrici per alimentare edifici, servizi o altre infrastrutture nei momenti di calo della produzione di energia, riducendo la necessità di accendere centrali a combustibili fossili per coprire i picchi di domanda.
Vehicle-to-Grid l'auto scambia energia con la rete elettrica e la casa
Sfide e Ostacoli all'Implementazione del V2G
Sebbene le basi tecnologiche del V2G siano già pronte, le barriere principali sono di tipo regolatorio, economico e culturale. Nel passaggio dalla teoria alla pratica, bisogna affrontare diverse questioni di tipo tecnologico, normativo e anche sociale.
Aspetti Tecnologici
- Compatibilità dei Veicoli: Non tutte le auto elettriche supportano la ricarica bidirezionale. Solo i modelli dotati di sistemi di gestione energetica V2G-ready e compatibili con protocolli standard (come ISO 15118-20) possono partecipare attivamente allo scambio. Storicamente, lo standard CHAdeMO è stato il primo a supportare nativamente il V2G, ed è ancora oggi diffuso soprattutto sui modelli di produzione asiatica. Al momento la diffusione della tecnologia V2G è ancora in via di sviluppo e per poterla utilizzare è necessario che l’auto elettrica sia compatibile con questa tecnologia.
- Infrastrutture di Ricarica: Gli attuali punti di ricarica fast o ultrafast, progettati per ricariche brevi, non sono adatti al V2G. Inoltre, gli standard per la ricarica bidirezionale installati attualmente a bordo delle auto elettriche sono quasi tutti sviluppati per la corrente continua, quindi non sono compatibili con il parco attuale di colonnine in corrente alternata, diffuse in case, uffici e strade. La reale diffusione richiederà tempo, investimenti e sperimentazione anche nello sviluppo delle wallbox bidirezionali.
- Degrado delle Batterie: L’uso frequente in modalità V2H/V2G deve essere attentamente gestito per minimizzare l’impatto sul degrado elettrochimico delle batterie. La possibilità di effettive conseguenze è ancora oggetto di molti studi.
Aspetti Normativi ed Economici
- Costi di Installazione: Il costo complessivo può oscillare a seconda della complessità dell’installazione, con investimenti che attualmente si collocano in una fascia compresa tra i 3.000€ e gli 8.000€ per un sistema V2H completo. Tuttavia, le wallbox domestiche bidirezionali praticamente non esistono sul mercato o le pochissime esistenti sui mercati esteri hanno prezzi proibitivi, intorno ai 5.000-7.000 dollari. Un investimento iniziale non ripagabile neanche lontanamente con i benefici economici ottenibili anche con offerte a prezzi dinamici.
- Regolamentazione: La normativa V2G in Italia è uno degli aspetti più delicati. È importante tenere presente che ad oggi sia l’adozione di veicoli elettrici con capacità V2G che l’infrastruttura di supporto e la regolamentazione sono ancora in evoluzione.
Aspetti Culturali e Sociali
- Diffidenza degli Utenti: Per molti utenti l’auto è ancora percepita come un bene da proteggere e possono provare diffidenza all’idea di usurarne potenzialmente la batteria per altri scopi.
- Coordinamento dei Veicoli: Per poter avere un impatto visibile sul bilanciamento della rete elettrica è necessario avere tante auto connesse nello stesso momento e nella stessa area geografica, obiettivo non banale da realizzare e nemmeno semplice da prevedere attraverso calcoli statistico-probabilistici.
Il Contesto Italiano e le Prospettive Future
Il tema del Vehicle to Grid in Italia è in rapida evoluzione. In questo contesto piuttosto complesso, però, sotto certi punti di vista l’Italia non presenta particolari ostacoli, anzi. Inoltre, soprattutto dal punto di vista normativo, il nostro paese è uno dei più avanzati.
Tappe Fondamentali in Italia
- Decreto MISE (2020): Una tappa fondamentale è stata nel 2020 l’emanazione del decreto del MISE, che ha posto le basi per la partecipazione dei clienti domestici alla flessibilità di rete.
- Sperimentazione ARERA: La sperimentazione ARERA, avviata nel 2021 e prevista inizialmente fino al 31 dicembre 2023, è stata prorogata: le nuove adesioni sono possibili fino al 30 giugno 2026, mentre tutti i clienti approvati potranno continuare a beneficiare del regime speciale fino al 30 giugno 2027. Dal 1° luglio 2021 al 30 giugno 2027 gli utenti aderenti possono ricaricare il proprio veicolo elettrico con una potenza disponibile fino a circa 6 kW nelle ore notturne, la domenica e nei giorni festivi, senza richiedere un aumento contrattuale né sostenere costi fissi aggiuntivi. L’obiettivo della sperimentazione è incentivare la ricarica “intelligente” dei veicoli elettrici, in linea con le caratteristiche delle reti esistenti.
- E-mobility Lab di Terna: Parallelamente, Terna ha avviato il nuovo “E-mobility Lab” - un centro di ricerca dedicato a studiare come auto elettriche e infrastrutture di ricarica possano rappresentare risorse di flessibilità per la rete.
Oggi dunque sono attivi progetti pilota sia tecnici sia regolatori, in linea con le esperienze europee. È interessante sapere che l’Europa resta leader mondiale, con numerosi casi di città che hanno avviato programmi di ricarica bidirezionale su scala urbana.
Applicazioni Promettenti del V2G
La diffusione del V2G è destinata a crescere parallelamente allo sviluppo delle auto elettriche V2G compatibili, all’evoluzione degli standard di ricarica e al miglioramento dei sistemi di gestione dell’energia. Possiamo considerare questo dato: un veicolo di proprietà rimane parcheggiato per oltre il 90% del tempo. Questo scenario offre un'opportunità unica per sfruttare le batterie dei veicoli.
- Autobus Elettrici: Il V2G si può applicare con successo agli autobus elettrici: oltre a offrire batterie capienti, il loro stazionamento nei depositi offre la possibilità di ricariche notturne prevedibili e centralizzate.
- Flotte Aziendali: Anche in questo caso la gestione centralizzata e l’omogeneità dei mezzi agevolano l’integrazione con la rete per lo scambio bidirezionale.
- Progetti Pilota: Un altro progetto importante è MiNDFlex, avviato da Unareti in seguito alla delibera ARERA 352/21, dedicata a favorire la sperimentazione da parte dei DSO elettrici. Giunto nel 2025 alla seconda fase della sperimentazione, coinvolge l’intera rete di distribuzione che alimenta le città di Milano e Rozzano ed è aperto a tutte le risorse distribuite dotate di potenza contrattuale di almeno 3 kW (e potenza modulabile almeno pari a 300 W) e misuratore 2G. Un esempio concreto di applicazione a livello urbano è quello della città di Utrecht, in Olanda. Collegando 300 delle auto di MyWheels alla rete, la città potrebbe avere accesso a una grande quantità di energia, potenzialmente utile per supportare la rete elettrica locale.
In conclusione, la diffusione del Vehicle-to-Grid, nelle sue declinazioni V1G e V2G, non è più soltanto una prospettiva: i progetti pilota in corso dimostrano già oggi la sua fattibilità tecnica ed economica. A livello europeo, gli studi stimano risparmi di miliardi di euro sui costi di rete e un contributo decisivo all’integrazione delle rinnovabili. Con l’aumento dei modelli V2G compatibili, la diffusione capillare delle wallbox bidirezionali e una regolamentazione più matura, i veicoli elettrici potranno diventare un pilastro fondamentale del sistema elettrico del futuro.