Limitare i costi della ricarica gestita dei veicoli elettrici—curve di offerta per scenari dal 2025 al 2050

Perché conta il momento in cui ricarichi l’auto

I veicoli elettrici stanno moltiplicandosi sulle strade degli Stati Uniti e ognuno di essi richiede elettricità. Se la maggioranza dei guidatori si collega nello stesso momento, quella domanda può mettere sotto stress la rete elettrica e costringere le utility a costruire apparecchiature o centrali costose. Questo studio esplora una strada diversa: gestire con cura quando gli EV si ricaricano affinché aiutino la rete invece di sovraccaricarla, e calcolare quanto costerà far funzionare questi programmi tra il 2025 e il 2050.

Diverse modalità per orientare la ricarica degli EV

Gli autori si concentrano su tre approcci principali che le utility possono usare per influenzare quando i guidatori ricaricano. Nei programmi a controllo diretto, l’utility o un aggregatore possono avviare, interrompere o rallentare la ricarica da remoto entro i limiti impostati dall’utente, come l’orario di partenza desiderato. I programmi a prezzo in tempo reale invece inviano segnali di prezzo variabili che incoraggiano guidatori o caricabatterie intelligenti a privilegiare le ore più economiche. Le tariffe a fasce orarie (time-of-use) sono più semplici: mantengono i prezzi bassi durante periodi off-peak prestabiliti e più alti durante le ore di punta. Ogni approccio offre un diverso equilibrio tra controllo, comfort del guidatore e necessità di comunicazione, e queste differenze determinano sia quanti si iscrivono sia quanto costa per veicolo.

Guardare avanti con scenari

Poiché la tecnologia EV, le abitudini di ricarica e il software cambieranno nelle prossime decadi, i ricercatori costruiscono quattro racconti futuri, o scenari. Un futuro “Alta Flessibilità” immagina caricabatterie intelligenti diffusi, comunicazione fluida e ricariche programmate di routine, che rendono economico e facile per molti guidatori partecipare. Un mondo a “Bassa Flessibilità” presuppone tecnologia di ricarica intelligente limitata e clienti riluttanti, quindi le utility devono spendere di più in incentivi e amministrazione per ottenere la stessa risposta. Un caso “Media Flessibilità” si pone tra questi estremi, mentre uno scenario “Piatto” assume ricariche più lente e distribuite su livelli di potenza inferiori per mantenere ridotti i picchi sulla rete. Insieme, questi scenari forniscono limiti superiori e inferiori su quanto potrebbe costare la ricarica gestita.

Analizzare i costi reali

Per tradurre questi racconti in numeri, il team raccoglie i dati più recenti da pratiche delle utility, programmi pilota, sondaggi e interviste a esperti. Separano le spese dei programmi in quattro categorie principali: attività di configurazione e iscrizione una tantum, operazioni e amministrazione continuative, pagamenti o sconti che persuadono i clienti a partecipare e marketing per far conoscere i programmi ai guidatori. Per alcuni clienti, soprattutto nelle fasi iniziali, aderire a un programma a controllo diretto può richiedere l’acquisto di un nuovo caricabatterie intelligente, il che aumenta l’incentivo necessario. Gli autori modellano poi come la partecipazione cresca all’aumentare di incentivi o spese di marketing, usando una curva che sale rapidamente all’inizio e poi si appiattisce quando i clienti più interessati sono già iscritti.

Dai singoli guidatori alle curve di offerta

Usando queste relazioni, lo studio costruisce “curve di offerta” per la ricarica gestita: per ogni anno dal 2025 al 2050, e per veicoli leggeri e veicoli medi/pesanti, le curve mostrano il costo per veicolo per raggiungere un dato livello di partecipazione. Distinguono tra nuovi clienti, che spesso costano di più per l’iscrizione, e clienti ricorrenti, i cui costi annuali riflettono principalmente il funzionamento del programma e gli incentivi continuativi. Nella maggior parte degli scenari, i costi per veicolo diminuiscono nel tempo man mano che le operazioni diventano più efficienti, più caricabatterie sono intelligenti di default e gli incentivi possono ridursi. Tuttavia, nel caso a Bassa Flessibilità, costi e partecipazione raggiungibile cambiano poco, riflettendo un mondo in cui tecnologia e abitudini dei clienti non migliorano molto.

Confrontare i tipi di programma e i percorsi futuri

Le curve rivelano anche come si confrontano i tre tipi di programma. Il controllo diretto di solito offre il supporto alla rete più preciso ma è spesso il più costoso per veicolo, specialmente ad alta adesione, perché richiede comunicazioni bidirezionali affidabili e incontra maggiore esitazione da parte dei clienti. Il prezzo in tempo reale può raggiungere una partecipazione maggiore a costi inferiori, usando segnali di prezzo invece del controllo diretto. Le tariffe a fasce orarie sono di solito le meno costose da amministrare a bassa partecipazione ma, senza automazione, possono attrarre meno guidatori. In scenari più ottimistici, con caricabatterie intelligenti abbondanti e maggiore familiarità dei clienti, tutti e tre i metodi diventano strumenti più economici e potenti per plasmare la domanda degli EV, mentre in scenari pessimistici restano più costosi e limitati.

Cosa significa per i guidatori e per la rete

Per i non specialisti, il punto essenziale è che quando e come gli EV si ricaricano può avere tanto impatto sulla rete quanto il numero totale di EV. Questo lavoro fornisce a pianificatori, regolatori e utility stime di costo dettagliate e prospettiche per confrontare la ricarica gestita con la costruzione di nuove centrali o linee. Se i programmi sono ben progettati e la tecnologia continua a migliorare, spostare nel tempo la ricarica degli EV può essere un modo relativamente a basso costo per mantenere le luci accese, ridurre le bollette e mettere su strada più veicoli puliti. Se invece ciò non accade, la rete potrebbe affrontare spese maggiori per far fronte alla domanda non gestita.

Citazione: Matsuda-Dunn, R., Hale, E., Estreich, E. et al. Bounding the costs of electric vehicle managed charging—supply curves for scenarios from 2025 to 2050. Sci Data 13, 651 (2026). https://doi.org/10.1038/s41597-026-07008-6

Parole chiave: veicoli elettrici, ricarica gestita, risposta alla domanda, pianificazione della rete elettrica, prezzi dell'energia