Developing of a model for the techno-economic assesment of the vehicle-to-grid paradigm in the Italian market

The V2G concept aims at utilise at its best the widespread and distributed presence of batteries inside the vehicles, with several benefits: for the grid, the owners of EVs and the environment. The purpose of this thesis is to develop a model with the aim to evaluate the economic profita- bility of the V2G paradigm, providing a holistic view considering both technical and economic aspects. The model was designed considering the maturity of the V2G technology, the possible market responsiveness and impacts on the grid. The present work is organised in eight chapters, clustered in two blocks: • Topic introduction: the first five chapters (Vehicle-to-X, Italian electric- ity market, battery overview, e-Mobility market, benefits) describe the V2G para- digm, the enabler technologies and the EV market responiveness and growth. All the chapters relies on literature review of the topics • Model development and results: the last three chapters (business mod- els, model description, economic analysis) describe the business models and meth- odology and the assumptions used to develop the model and finally present the eco- nomic results The economic analysis highlight how the profitability of V2G is quite low. Despite a high po- tential, due to technical losses as well as behavioural losses of users, the real profitability is not enough to make sustainable the business models presented. Though, it has been possible to quantify the losses and the cost thresholds that may make V2G sustainable in the next future.

Il concetto di V2G ha come obiettivo quello di utilizzare al meglio la presenza diffusa e distribui- ta delle batterie, presenti nelle auto elettriche, apportando diversi benefici per la rete, per i pro- prietari delle auto e per l’ambiente. Lo scopo di questa tesi è quello di sviluppare un modello in grado di valutare la profittabilità del V2G, offrendo una visione olistica costituita da considerazi- oni sia tecniche che economiche. Il modello è stato sviluppato prendendo in considerazione la maturità della tecnologia abilitante del V2G, la possibile risposta da parte del mercato così come gli impatti sulla rete nazionale. La tesi è strutturata in otto capitoli, suddivisi in due blocchi: • Introduzione del tema: i primi cinque capitoli (Vehicle-to-X, Italian electricity market, battery overview, e-Mobility market, benefits) descrivono il con- cetto del V2G, le tecnologie abilitanti, così come la risposta del mercato e la sua crescita. Tutti questi capitoli sono basati su revisione della letterature in merito • Sviluppo del modello e risultati: gli ultimi tre capitoli (business models, model description, economic analysis) descrivono i modelli di mercato proposti, la metodologia e le ipotesi adottate per lo sviluppo del modello e, infine, mostrano i risultati economici. L’analisi economica sottolinea come la profittabilità del V2G sia abbastanza limitata. Malgrado l’alto potenziale, a causa di perdite di valore di tipo tecnico e comportamentale degli utenti, la vera profittabilità non è sufficiente a rendere sostenibile i modelli di mercato presentati. Tut- tavia, è stato possibile quantificare le perdite economiche così come le soglie di costo sotto le quali il V2G potrebbe risultare sostenibile nel prossimo futuro.