Description
La plupart des voitures restent garées 90 à 95 % du temps. Avec l'accélération du passage aux véhicules électriques (VE), les batteries des VE offrent un énorme potentiel en termes d'utilisation de leur vaste capacité de stockage collective comme solution flexible pour soutenir le réseau, qui peut être taxé par un approvisionnement intermittent en énergie renouvelable. La recharge bidirectionnelle des véhicules électriques (V2X) fait référence aux chargeurs de VE qui permettent non seulement de recharger la batterie du VE, mais aussi de prélever de l'énergie sur la batterie de la voiture et de la renvoyer vers le réseau en cas de besoin.
Il existe deux principaux récepteurs de l'énergie d'un véhicule électrique : le réseau (V2G) et l'électricité d'une maison ou d'un bâtiment (V2H). La recharge bidirectionnelle crée une plus grande synergie entre le secteur des transports propres et les sources d'énergie renouvelables, car les batteries des véhicules peuvent stocker l'énergie excédentaire créée par des sources renouvelables variables, telles que le vent et le soleil, puis fournir de l'électricité au réseau ou à la maison lorsque la demande est élevée ou que la production d'énergie est faible. Cela permet de réduire les coupures, de limiter les investissements dans l'infrastructure du réseau et d'améliorer l'intégration des énergies renouvelables. En outre, la recharge V2H peut servir de source d'énergie de secours en cas de coupure de courant, et la recharge V2G peut fournir aux propriétaires de véhicules un revenu supplémentaire grâce à l'arbitrage des prix de l'énergie variables dans le temps.
Problèmes à résoudre
| Congestion du réseau | Augmentation de la consommation d'énergie | Fluctuation de la production d'énergies renouvelables | Pics irréguliers de consommation d'énergie |
Contexte de la ville
Quels sont les facteurs de soutien et les caractéristiques d'une ville pour lesquels cette solution est adaptée ? Quels sont les facteurs qui faciliteraient la mise en œuvre ?
Alors que les villes produisent de plus en plus d'énergie renouvelable pour atteindre leurs objectifs de neutralité carbone, la recharge bidirectionnelle offre un système de stockage d'énergie moins coûteux pour équilibrer et optimiser le réseau. Toutefois, pour que la recharge bidirectionnelle soit un succès dans une ville, il faut que des réglementations et des politiques soutiennent cette solution :
- Pour que la technologie V2G soit suffisamment attrayante pour être déployée à grande échelle, les propriétaires de VE doivent pouvoir "empiler" les flux de revenus provenant des services de flexibilité fournis par la batterie de leur voiture. Un projet pilote danois a permis de dégager des flux de revenus de 1 860 euros par an en moyenne(Andersen, 2021).
- Il faut également un niveau élevé de déploiement de VE dans la ville avec les mêmes capacités V2X pour permettre l'agrégation des batteries de VE afin de créer une sorte de centrale électrique virtuelle.
- Les stations de recharge des VE et les réseaux de distribution doivent être interopérables pour éviter le verrouillage des fournisseurs et permettre une connectivité rentable entre les VE et les diverses infrastructures de recharge.
- Des études ont également montré que les systèmes d'électricité à base d'énergie solaire sont ceux qui bénéficient le plus de la recharge bidirectionnelle.
La technologie étant nouvelle, les villes peuvent promouvoir un comportement durable en construisant l'infrastructure à petite échelle (par exemple, la flotte municipale) avec l'intention de développer la solution à long terme. En outre, pour soutenir le déploiement à grande échelle de la recharge bidirectionnelle, les nouvelles stations de recharge prévues devraient être des chargeurs "intelligents" capables de faciliter le service de réseau décrit avec la solution V2X.
Cartographie des parties prenantes
Quelles sont les parties prenantes à prendre en compte (et comment) dans la planification et la mise en œuvre de cette solution ?
Carte des parties prenantes d'un système de recharge bidirectionnel pour véhicules électriques (BABLE, 2021)
Potentiel du marché
Quelle est la taille du marché potentiel pour cette solution ? Des objectifs européens soutiennent-ils la mise en œuvre de la solution ? Comment le marché s'est-il développé au fil du temps et plus récemment ?
Selon le Centre allemand de recherche sur l'énergie solaire et l'hydrogène (ZSW), 5,6 millions de VE circulaient sur les routes du monde au début de l'année 2019. Si la plupart des véhicules de tourisme vendus à partir de 2040 étaient électriques, plus d'un milliard de VE pourraient être en circulation d'ici 2050. Cela signifierait qu'au milieu du siècle, environ 14 térawattheures (TWh) de batteries de VE seraient disponibles pour fournir des services au réseau, contre une capacité prévue de 9 TWh de batteries stationnaires. Les VE n'ont généralement besoin de se recharger que pendant 10 % du temps où ils sont à l'arrêt et sont garés 95 % du temps, ce qui laisse 85 % de leur durée de vie pour, en théorie, fournir des services de flexibilité au réseau(Mohammadi, 2019).
Structure des coûts
Les bornes de recharge bidirectionnelles sont encore une technologie naissante et il en existe très peu sur le marché. La structure des coûts est donc très variable et devrait évoluer au fur et à mesure de la maturation de la technologie.
Les coûts d'un système de recharge bidirectionnel pour véhicules électriques sont dus aux coûts d'interface, qui sont 3 à 5 fois plus élevés que ceux d'une recharge intelligente unidirectionnelle. En outre, un nouveau matériel est nécessaire et les batteries peuvent se dégrader plus rapidement.
