La batería media de un vehículo eléctrico (VE) almacena aproximadamente 60 kWh de energía , suficiente para abastecer a un hogar medio durante dos días. Los 2,4 millones de VE que hay en Estados Unidos representan aproximadamente 147 GWh de capacidad de almacenamiento, es decir, unas cinco veces el almacenamiento de baterías estacionarias que hay actualmente en la red. Aunque la mayoría de los EV que circulan hoy en día carecen de capacidad de carga bidireccional, esta cantidad de almacenamiento proporciona un recurso renovable y descentralizado en gran medida sin explotar para los sistemas eléctricos, que puede utilizarse como energía de reserva durante emergencias, para equilibrar la carga y aportar flexibilidad durante los picos de demanda, entre otras cosas. Estas ventajas ayudarán a aplazar costosas actualizaciones de la red y contribuirán a estructuras tarifarias asequibles.
El rápido crecimiento de la demanda de electricidad ha llevado a los operadores de redes eléctricas a competir por asegurar nuevos activos de generación. Las centrales eléctricas virtuales (VPP) son una solución innovadora que las empresas de servicios públicos están empezando a adoptar. Las VPP agregan la capacidad de generación de los recursos energéticos distribuidos (DER), incluidos los paneles solares, las turbinas eólicas y los sistemas de baterías domésticas. Aunque los vehículos eléctricos pueden formar parte de esa combinación, hasta hace poco, la mayoría de los modelos no admitían la carga bidireccional y aún menos cargadores estaban equipados para ello. Sin embargo, los fabricantes de automóviles, las empresas de servicios públicos y los reguladores reconocen ahora el potencial de aprovechar millones de vehículos eléctricos como fuente para las VPP.
Entonces, ¿de cuánta capacidad de almacenamiento estamos hablando? Un estudio de ENREL predice que las baterías de los vehículos eléctricos podrían proporcionar una capacidad técnica de entre 32 y 62 TWh para 2050. Sorprendentemente, incluso con tasas de participación de vehículos tan bajas como del 12 al 43 %, estas baterías podrían satisfacer las necesidades de almacenamiento a corto plazo de la mayor parte del mundo ya en 2030.
Un estudio reciente muestra que la carga bidireccional en Europa podría ahorrar hasta 22 000 millones de euros al año para 2040. Otro estudio de la UE reveló que la recarga bidireccional podría suponer un ahorro de hasta 780 euros al año en la factura eléctrica de los propietarios de viviendas, y un estudio estadounidense concluyó que proporciona un ahorro anual de 150 dólares a los propietarios de vehículos eléctricos que participan en el programa. Los vehículos eléctricos podrían convertirse en el cuarto mayor proveedor de energía de Europa para 2040, proporcionando instantáneamente entre el 15 % y el 20 % de la demanda eléctrica durante los periodos de mayor consumo.
La carga bidireccional hizo su debut mundial con el Nissan Leaf de 2013. Durante más de una década, siguió siendo un concepto en gran medida experimental relegado a un puñado de modelos de vehículos y proyectos piloto. Eso está empezando a cambiar. Tesla afirma que todos sus vehículos serán capaces de realizar cargas bidireccionales en 2025, y GM afirma que será una característica estándar en toda su gama de vehículos eléctricos para 2026.
El futuro de la recarga de vehículos eléctricos es claramente una vía de doble sentido.
¿Cómo funciona la carga bidireccional?
La carga bidireccional permite el flujo de energía en ambas direcciones entre un vehículo eléctrico (EV), la red eléctrica y otros consumidores. El concepto de «vehículo a todo» (V2X) abarca cualquier escenario en el que la energía almacenada en las baterías de los VE se distribuye a la red eléctrica, edificios, viviendas y otros consumidores de energía. El V2X requiere un flujo de energía bidireccional entre el cargador y el vehículo, con un flujo bidireccional o unidireccional desde el cargador hasta el destino, dependiendo del caso de uso específico:
- En la recarga de vehículo a red (V2G), la red eléctrica utiliza la electricidad almacenada en las baterías de los vehículos eléctricos como fuente de energía complementaria para equilibrar las cargas durante los periodos de alta demanda.
- La recarga de vehículo a hogar (V2H) funciona como la V2G, pero a una escala mucho menor. La batería del vehículo eléctrico puede suministrar electricidad al hogar durante varios días en caso de corte de suministro eléctrico o almacenar energía renovable generada in situ.
- La carga de vehículo a vehículo (V2V) permite el flujo de energía entre dos o más vehículos eléctricos.
- El sistema Vehicle-to-Load (V2L) utiliza un inversor de CC a CA para alimentar dispositivos, equipos y aparatos eléctricos.
La carga bidireccional se está convirtiendo en un recurso energético distribuido (DER) valioso y en gran medida sin explotar. En todas las aplicaciones V2X, la batería estacionaria del vehículo eléctrico funciona como una central eléctrica para cubrir los picos de demanda. Estas baterías acumulan energía gradualmente durante las horas de menor consumo, mientras el vehículo está estacionado, y pueden utilizarse casi al instante para descargar esa energía cuando sea necesario. V2X proporciona una forma eficiente de almacenar energía asequible durante los periodos de baja demanda (y bajo coste) o en días soleados o ventosos, cuando la energía renovable es abundante, y suministrarla rápidamente a la red, a un hogar u otras cargas energéticas cuando sea necesario.
¿Qué se necesita para la carga bidireccional?
Aunque no todos los vehículos eléctricos admiten la carga bidireccional, una pequeña pero creciente selección de modelos sí lo hace. A fecha de febrero de 2025, Ford, Genesis, Volvo, GM, Hyundai, Kia, Mitsubishi, Nissan, VW, Polestar, BYD, MG, Renault y Tesla fabrican vehículos eléctricos compatibles con V2X, entre los que se incluyen los siguientes modelos:
- Ford F-150 Lightning
- Chevrolet Silverado EV RST
- GMC Sierra EV Denali
- Chevrolet Blazer EV
- Chevrolet Equinox EV
- Cadillac LYRIQ
- Cadillac ESCALADE IQ
- Cadillac OPTIQ
- Génesis GV60
- Hyundai Ioniq 5
- Hyundai Ioniq 6
- Kia EV6
- Kia Niro
- Mitsubishi Outlander PHEV
- Nissan Leaf
- VW ID.4
- Polestar 3
- Tesla Cybertruck
- BYD Atto 3
- BYD Han EV
- MG ZS EV
- Renault 5
Los vehículos eléctricos bidireccionales requieren cargadores bidireccionales, como el Wallbox Quasar o el Highbury de Rectifier Technologies, entre otros que se enumeran aquí.
Además de hardware compatible, los sistemas de carga bidireccionales necesitan protocolos claros que dicten cómo se comunica el vehículo con el equipo de carga, los consumidores, la red eléctrica y los proveedores de servicios externos.
ISO 15118, OCPP y Software de carga inteligente
La norma ISO 15118 es el estándar industrial que define el protocolo de comunicación entre un cargador y un vehículo y es lo que permite las capacidades V2G. OCPP define el protocolo de comunicación entre los puertos de carga y un sistema backend, lo que permite capacidades como la gestión de sesiones de carga, la facturación, la supervisión remota y mucho más.
Juntas, la norma ISO 15118 y el protocolo OCPP proporcionan un marco seguro y estandarizado para la recarga de vehículos eléctricos, incluida la función Plug & Charge, una experiencia de usuario optimizada en la que basta con enchufar el cable para iniciar automáticamente una sesión de recarga sin necesidad de ninguna interacción adicional por parte del usuario. Estas normas facilitan la gestión integral de las estaciones de recarga, incluida la recarga bidireccional. La integración eficiente de estos protocolos y la aplicación de una respuesta dinámica a la carga requieren software inteligente de recarga de vehículos eléctricos, que optimice la transferencia de energía de todas las fuentes disponibles a las distintas cargas.
Por ejemplo, cuando las condiciones meteorológicas favorables producen una abundancia de energía renovable, software de carga inteligente software suministrar esa energía a los vehículos eléctricos sin comprometer el suministro de energía a otras cargas. Por otra parte, durante los periodos de máxima demanda, software de carga inteligente software reducir el suministro a la carga de los vehículos eléctricos para reducir la demanda en la red. Cabe señalar que, con las capacidades V2G, el vehículo puede ser tanto una fuente como un consumidor de energía. De este modo, software de carga inteligente software equilibrar la red cargando los vehículos durante los periodos de excedente de energía y reduciendo la carga o obteniendo energía de fuentes suplementarias cuando la demanda supera la capacidad de la red.
Tendencias a tener en cuenta en la carga bidireccional
- Flotas como DER. Con la electrificación del transporte, los vehículos eléctricos, especialmente las flotas de vehículos eléctricos con infraestructura de recarga centralizada, podrían convertirse en una parte importante de la descarbonización de la red. Por ejemplo, Amazon tiene previsto poner en circulación 100 000 vehículos eléctricos de reparto para 2030, con una capacidad acumulada de baterías de aproximadamente 20 GWh. Dado que funcionan con horarios controlados y predecibles, las flotas como los autobuses escolares, los coches de alquiler, el transporte público y las empresas de transporte por carretera pueden utilizar la recarga bidireccional a gran escala de forma que los operadores de la red puedan planificarla de forma predecible.
- La interoperabilidad de los equipos y software una mayor adopción de la carga bidireccional. El año pasado, una asociación público-privada anunció un nuevo marco de interoperabilidad que permite a los vehículos, los cargadores y las redes de carga comunicarse de forma segura en todo el ecosistema de carga. Las pruebas piloto están previstas para comenzar en algún momento de 2025. La arquitectura Plug & Charge sienta las bases para la integración V2G y está diseñada específicamente para permitir la transferencia bidireccional de energía y otros servicios avanzados de red.
- Desarrollo de modelos de negocio para acelerar la adopción de V2G. Aunque su proveedor de servicios públicos local aún no esté preparado para gestionar la carga adicional de la recarga V2G, pronto lo estará. El mercado V2G crecerá de más de 14 millones de dólares en 2024 a casi 117 millones de dólares en 2032, lo que supone una tasa de crecimiento anual compuesta del 30 % durante el periodo de previsión. Los primeros en adoptar esta tecnología y los pioneros serán los que más se beneficien de este mercado en rápida expansión.
- La carga bidireccional puede acelerar considerablemente la integración de las energías renovables. La carga V2G facilita la integración de los recursos de energía limpia mediante la acumulación, el almacenamiento y la utilización del exceso de energía renovable. La energía renovable suele alcanzar su máxima capacidad de generación al mediodía, cuando la mayoría de los vehículos eléctricos están aparcados. Las baterías de los vehículos eléctricos almacenan este exceso de energía y la devuelven a la red durante los picos de demanda o cuando la generación de energía renovable es baja. Esta integración mejora la flexibilidad y la fiabilidad de la red, al tiempo que compensa los picos de generación de combustibles fósiles.
Conclusión
La carga bidireccional, en todas sus formas, está llamada a cambiar los paradigmas de la red eléctrica y el transporte. Al proporcionar servicios de demanda de carga a la red, resiliencia e integración de energías renovables, la carga bidireccional de vehículos eléctricos será un activo importante para los operadores de redes y los CPO. Mediante la integración software de gestión energética inteligente, los operadores pueden optimizar sus procesos para liberar todo el potencial de millones de baterías sobre ruedas.
