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La recharge bidirectionnelle des véhicules électriques (VE) désigne les chargeurs de VE qui permettent non seulement de recharger la batterie du véhicule, mais aussi de prélever de l'énergie de la batterie du véhicule et de la réinjecter dans le réseau lorsque cela est nécessaire.
Une énergie abordable et propre
Travail décent et croissance économique
Industrie, innovation et infrastructures
Consommation et production responsables
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Description
La plupart des voitures restent à l'arrêt 90 à 95 % du temps. Avec l'accélération de la transition vers les véhicules électriques (VE), les batteries de ces derniers offrent un potentiel considérable : leur immense capacité de stockage collective peut servir de solution flexible pour soutenir le réseau électrique, qui peut être mis à rude épreuve par un approvisionnement intermittent en énergies renouvelables. La recharge bidirectionnelle des véhicules électriques (V2X) désigne les chargeurs qui permettent non seulement de recharger la batterie du véhicule, mais aussi de prélever de l'énergie de la batterie de la voiture pour la réinjecter dans le réseau lorsque cela est nécessaire.
Il existe deux principaux destinataires de l’énergie provenant d’un VE : le réseau (V2G) et l’installation électrique d’un logement 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 produite par des sources renouvelables variables, telles que l’éolien et le solaire, puis fournir de l’électricité au réseau ou au foyer lorsque la demande est forte ou que la production d’énergie est faible. Cela réduit les restrictions de production, diminue les besoins en investissements dans les infrastructures du réseau et permet une meilleure intégration des énergies renouvelables. De plus, la recharge V2H peut servir de source d’alimentation d’urgence en cas de coupure de courant, et le V2G peut procurer aux propriétaires de véhicules un revenu supplémentaire grâce à l’arbitrage des prix de l’énergie variables dans le temps.
Problèmes à résoudre
Surcharge du réseau
Consommation énergétique croissante
Fluctuations de la production d’énergies renouvelables
Pics de consommation d'énergie irréguliers
Produits offrant ces fonctions
Solution d'optimisation des véhicules en réseau de CENERO
Les systèmes de propulsion électrique vont considérablement façonner et modifier l'avenir de la mobilité. Notre concept d'optimisation V2G démontre la charge bidirectionnelle pour améliorer la stabilité du réseau.
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 permettant d’équilibrer et d’optimiser le réseau. Toutefois, pour que la recharge bidirectionnelle soit un succès dans une ville, il faut que des réglementations et des politiques viennent soutenir une telle solution :
Pour que la technologie V2G soit suffisamment attractive pour être déployée à grande échelle, les propriétaires de véhicules électriques doivent pouvoir « cumuler » les sources de revenus issues des services de flexibilité fournis par la batterie de leur voiture. Un projet pilote danois a mis en évidence des sources de revenus s'élevant en moyenne à 1 860 euros par an (Andersen, 2021).
Il faut également que le déploiement des véhicules électriques soit important dans la ville et que ceux-ci disposent tous des mêmes capacités V2X afin de permettre l’agrégation des batteries de ces véhicules pour créer une sorte de centrale électrique virtuelle.
Les bornes de recharge des véhicules électriques et les réseaux de distribution doivent être interopérables afin d’éviter la dépendance vis-à-vis d’un fournisseur unique et de permettre une connectivité rentable entre les véhicules électriques et les différentes infrastructures de recharge.
Des études ont en outre montré que ce sont les systèmes électriques solaires qui tirent le plus grand bénéfice de la recharge bidirectionnelle.
Cette technologie étant récente, les villes peuvent encourager les comportements durables en mettant en place l’infrastructure à petite échelle (par exemple, la flotte municipale), dans l’intention de développer cette solution à long terme. De plus, afin de soutenir le déploiement à grande échelle de la recharge bidirectionnelle, les bornes de recharge nouvellement prévues devraient être des chargeurs « intelligents », capables de faciliter le service de réseau décrit dans le cadre de la solution V2X.
Facteurs de soutien
Un déploiement important de véhicules électriques permettant leur agrégation
Une réglementation permettant aux signaux de prix d’optimiser la recharge et la décharge
Interopérabilité entre les véhicules électriques, les bornes de recharge et les réseaux de distribution
Initiatives du gouvernement
Quels sont les efforts et les politiques entrepris par les administrations publiques locales/nationales pour favoriser et soutenir cette solution ?
Au Royaume-Uni, seules les bornes de recharge domestiques dotées d'une technologie intelligente peuvent bénéficier d'un financement public dans le cadre du programme « Electric Vehicle Homecharge Scheme ». (IRENA, 2019)
Le paquet « Énergie propre » de l’UE supprime les frais de « double facturation » liés au prélèvement et à l’injection d’électricité dans le réseau. (IRENA, 2019)
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 véhicules électriques circulaient dans le monde début 2019. Si la plupart des véhicules particuliers vendus à partir de 2040 étaient électriques, plus d’un milliard de véhicules électriques pourraient circuler d’ici 2050. Cela signifierait qu’à la moitié du siècle, environ 14 térawattheures (TWh) de capacité de batteries de véhicules électriques seraient disponibles pour fournir des services de flexibilité du réseau, contre une capacité prévue de 9 TWh pour les batteries stationnaires. Les véhicules électriques n'ont généralement besoin d'être rechargés que pendant 10 % du temps où ils sont à l'arrêt et sont stationnés 95 % du temps, ce qui laisse 85 % de leur durée de vie pour, en théorie, fournir des services de flexibilité du réseau (Mohammadi, 2019).
Structure des coûts
Les bornes de recharge bidirectionnelles constituent encore une technologie naissante et sont très peu nombreuses sur le marché. Par conséquent, leur structure de coûts varie considérablement et devrait évoluer à mesure que la technologie mûrit.
Les coûts liés à un système de recharge bidirectionnel pour véhicules électriques s’expliquent par les coûts d’interface, qui sont 3 à 5 fois plus élevés que ceux de la recharge intelligente unidirectionnelle. De plus, un nouveau matériel est nécessaire et les batteries risquent de se dégrader plus rapidement.
Données et normes
Quels sont les normes, modèles de données et logiciels pertinents ou nécessaires pour cette solution ?
Parmi les normes internationales visant à harmoniser la technologie de recharge V2X figurent les normes CEI 63110 et CEI 61850 (IRENA, 2019)
Une version mise à jour de la norme ISO 15118-2, qui porte sur la communication entre un véhicule électrique et une borne de recharge, devrait être publiée en Europe en 2021 (ISO 15118-20). Cela permettra la mise en œuvre de la fonctionnalité « Plug & Charge ». (IRENA, 2019)
La création de cette solution a été soutenue par un financement de l'UE.
Cas Pratiques
Découvrez des exemples concrets de mise en œuvre de cette solution.
Énergie
Mobilité
Chargement et stockage intelligents des véhicules électriques
L'interaction de la gestion de la charge pour contrôler le taux de charge (et dans le cas des VE bidirectionnels - la direction de la charge) en relation avec les batteries de stockage afin d'accroître la stabilité du réseau et d'améliorer l'utilisation des sources d'énergie renouvelables sur le site.
Chargement de véhicule à X (V2X) pour les véhicules électriques
À Barcelone, une forme innovante de recharge de véhicule à véhicule (V2X) pour les véhicules électriques a été mise en place. Cela peut augmenter la pénétration des énergies renouvelables, le stockage de l'énergie, la flexibilité du réseau et faciliter l'optimisation de la gestion de l'énergie.
Le projet Parker a testé la validité d'une flotte d'entreprise dotée de services V2G (Vehicle to Grid) pour soutenir le réseau électrique et favoriser une plus grande intégration des énergies renouvelables, tout en générant des revenus.
