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Système de recharge public pour véhicules électriques
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Énergie
Mobilité
La réglementation européenne actuelle sur les émissions des voitures est la plus stricte au monde. Outre d'autres restrictions, les seuils ne peuvent plus être respectés avec les seules voitures conventionnelles. Les véhicules électriques constituent une technologie alternative permettant de réduire les émissions locales.
Une énergie abordable et propre
Industrie, innovation et infrastructure
Consommation et production responsables
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Description
La réglementation européenne actuelle sur les émissions des voitures est la plus stricte au monde. Outre d'autres restrictions, les seuils ne peuvent plus être respectés avec les seules voitures conventionnelles. Les véhicules électriques (VE) constituent une technologie alternative qui réduit les émissions locales. Pour une entrée réussie sur le marché des VE, une infrastructure fonctionnelle est nécessaire. Les clients considèrent l'accès inadéquat aux stations de recharge comme le troisième obstacle le plus important à l'achat d'un VE, après le prix et l'autonomie(Mckinsey, 2018). Par conséquent, les systèmes de recharge publics pour les véhicules électriques soutiennent l'électrification des systèmes de mobilité urbaine. Alors que le prix et l'autonomie s'améliorent chaque année, les chargeurs peuvent avoir des gammes de puissance et des technologies de charge différentes. En outre, ils peuvent être intelligemment intégrés au réseau local et fournir des informations sur le système aux clients, aux opérateurs et aux autres parties prenantes. En ce qui concerne l'expérience de l'utilisateur, il est recommandé d'inclure un système de paiement et d'authentification, qui facilite l'accès et améliore la transparence du processus de charge. La question de l'accès aux stations de recharge se pose également, car la recharge s'effectue lorsque la voiture est garée, et la possibilité de réserver des places de stationnement (adjacentes à la station de recharge) pose un problème juridique dans de nombreux pays. Les places de stationnement réservées aux seuls VE ne résolvent pas le problème, car un autre VE (entièrement chargé) peut stationner pour une longue durée sur la place pour laquelle on comptabilise la charge après l'arrivée.
Problèmes à résoudre
Demande croissante de recharge pour les VE
Émissions de carbone
Pollution de l'air
Avantages
Les avantages montrent de manière tangible comment la mise en œuvre d'une solution peut améliorer la ville ou le lieu.
Le principal objectif du système de recharge public pour véhicules électriques est d'offrir des installations de recharge pour les véhicules électriques. Alors que certains avantages sont susceptibles d'être obtenus avec une mise en œuvre de base de la solution, la réalisation des avantages potentiels dépend des fonctions mises en œuvre dans le cadre d'un projet spécifique.
Principaux avantages
Promouvoir des modèles de transport privé durables
Réduire la pollution atmosphérique locale
Avantages potentiels
Réduire les coûts d'exploitation
Améliorer la stabilité du réseau
Réduire les émissions de GES
Promouvoir un comportement durable
Améliorer l'intégration sociale
Fonctions
Les fonctions t'aident à comprendre ce que les produits peuvent faire pour toi et lesquels t'aideront à atteindre tes objectifs.
Chaque solution a au moins une fonction obligatoire, qui est nécessaire pour atteindre l'objectif de base de la solution, et plusieurs fonctions supplémentaires, qui sont des caractéristiques qui peuvent être ajoutées pour fournir des avantages supplémentaires.
Fonctions obligatoires
Chargement véhicule
Permettre aux véhicules d'être chargés dans l'espace public
Accès chargeur
Produits permettant aux utilisateurs d'accéder aux points de charge (cartes RFID, applications, etc.)
Fonctions potentielles
Gestion système de charge
Produits optimisant la consommation d'énergie et les prix en vue d'un processus de charge efficace
Déménagement passagers par véhicule électrique
Tous les types de véhicules électriques, tels que les bus, les voitures et les vélos
Gestion l'approvisionnement en énergie
Produits gérant la connexion au réseau du/des point(s) de charge
Payer pour le chargement
Produits permettant à l'utilisateur de payer la recharge, par exemple par carte de crédit, paiement électronique ou en espèces.
Informer les clients sur le système de charge
Produits informant le client sur le service (par exemple, occupation, prix, processus)
Produits offrant ces fonctions
Simulation de la charge de la flotte du centre d'E-Mobilité
Alors que l'ensemble du trafic s'électrifie, les centres de mobilité se transforment également. Les nouvelles plateformes d'e-mobilité doivent répondre à tous les types de besoins de recharge pour les différentes flottes, aujourd'hui et à l'avenir.
Les applications de recharge permettent aux conducteurs de véhicules électriques d'accéder facilement à la quasi-totalité de l'infrastructure de recharge publique et en ligne.
Une variante est généralement quelque chose qui est légèrement différent d'autres choses similaires. Dans le contexte des solutions, les variantes sont des options différentes ou éventuellement des sous-domaines/branches par lesquels la solution peut être mise en œuvre, par exemple des options technologiques différentes.
Il existe deux types principaux de chargeurs de VE non résidentiels : AC et DC. En outre, des systèmes de recharge sans fil sont en cours de développement, mais pas encore à grande échelle.
Description
Dans ce système, un convertisseur embarqué convertit le courant alternatif en courant continu pour charger la batterie. Il s'agit d'une charge "normale" d'environ 20 kW. Il existe deux niveaux de charge en courant alternatif, mais le niveau 2 est le seul qui convienne aux stations de charge publiques. En 2020, les États membres de l'UE comptaient 200 000 stations de recharge publiques en courant alternatif. Le temps de charge est généralement de 4 à 8 heures.
La recharge en courant continu est l'option de recharge "rapide", fonctionnant à des puissances allant de 25kW à 350kW, et est également connue sous le nom de recharge de niveau 3. Le système de charge convertit le courant alternatif du réseau en courant continu avant que le courant ne pénètre dans le véhicule. En 2020, les États membres de l'UE comptaient 25 000 stations publiques de recharge en courant continu. Le temps de charge est généralement de 20 à 30 minutes.
Ces systèmes sont des technologies relativement récentes et n'ont pas encore été produits à une échelle significative. Ils utilisent des ondes électromagnétiques pour charger les batteries, en faisant généralement appel à un socle de charge connecté à une prise murale et à une plaque fixée au véhicule. La technologie disponible s'aligne actuellement sur les chargeurs de niveau 2 et dispose d'une puissance de 11kW.
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 ?
Un grand nombre de véhicules électriques.
La diminution du nombre de maisons individuelles se traduit par un besoin accru de recharge publique.
Les villes denses et urbaines qui disposent d'un grand nombre de places de stationnement dans les rues et les garages commerciaux sont confrontées à une demande accrue de recharge publique.
Initiatives du gouvernement
Quels sont les efforts et les politiques entrepris par les administrations publiques locales/nationales pour favoriser et soutenir cette solution ?
Les pays européens disposent d'un large éventail de subventions et d'incitations pour la mise en place d'une infrastructure de recharge des VE. Par exemple, l'Allemagne propose les mesures suivantes pour les stations de recharge publiques :
Une subvention pouvant aller jusqu'à 3 000 euros pour l'achat de stations de recharge d'une puissance maximale de 22 kW.
Une subvention pouvant atteindre 12 000 euros pour l'achat de chargeurs à courant continu d'une puissance maximale de 100 kW.
Une subvention allant jusqu'à 30 000 euros pour l'achat de chargeurs à courant continu de plus de 100 kW.
Les connexions au réseau sont subventionnées à hauteur de 5 000 euros pour les connexions au réseau basse tension et de 50 000 euros pour les connexions au réseau moyenne tension.
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 pour l'infrastructure de recharge publique (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 ?
Mise en œuvre
Durée moyenne de mise en œuvre : 0,5 - 1 an
Montant de l'investissement initial : 50 000 - 250 000 euros pour une ou deux stations de recharge rapide
Aperçu du marché
Le marché des véhicules électriques est en croissance constante. La plupart des stations de recharge publiques sont financées et encouragées par les gouvernements.
Coûts et temps de charge
En général, l'augmentation des coûts raccourcit le temps de charge. L'une des raisons est que l'augmentation de la puissance de charge nécessite des mises à jour du réseau, ce qui entraîne une augmentation significative des coûts d'investissement.
Mais outre l'augmentation des coûts, les temps de charge réduits permettent à un plus grand nombre de personnes d'utiliser le chargeur par jour. C'est pourquoi tous les chargeurs publics, de 3,6 kW AC à 62,5 DC, sont en concurrence à un niveau de coût comparable, avec environ 1370-1800 EUR/kW en ce qui concerne les coûts par capacité. Le niveau de coût des chargeurs 250 DC est inférieur à la moitié de ce chiffre. Mais cela ne s'applique qu'à un fonctionnement (fictif) à temps plein.
Une station de charge rapide est conçue pour 75 utilisateurs par jour, tandis qu'un chargeur à courant alternatif est conçu pour un maximum de quatre utilisateurs par jour. Il faudrait donc près de 20 chargeurs lents pour une station de charge rapide. Comme les chargeurs rapides à courant continu sont entièrement sollicités, ils constituent l'option publique la moins chère. Les coûts d'entretien peuvent être importants pour les équipements de recharge sur la voie publique, ce qui explique en partie le faible coût d'un chargeur domestique.
Structure des coûts
En général, l'industrie s'accorde à dire que le coût des unités de recharge publiques a tendance à diminuer et continuera à le faire. Toutefois, les coûts d'installation sont très variables et il n'y a pas de consensus parmi les acteurs du secteur sur l'orientation des coûts d'installation futurs(US Department of Energy, 2015).
Les bornes de recharge nécessitent généralement un investissement de 1,5 million d'euros :
Le niveau 2 AC varie de 400 à 6500 USD, ou
Chargement rapide en courant continu : de 10 000 à 40 000 USD
et entraînent des coûts variables pour l'installation de :
Niveau 2 AC de 600 à 12700 USD, ou
La charge rapide en courant continu varie de 4 000 à 51 000 USD.
Le graphique suivant donne un aperçu des différentes fourchettes de coûts.
Fourchettes de coûts approximatives (US DOE, 2015)
Exigences légales
Directives juridiques pertinentes au niveau de l'UE et au niveau national.
1) Réglementation limitant la liberté d'exploitation :
Réglementation sur la vente de produits basés sur la consommation d'énergie :
Règlement européen 2014/31/UE : mise à disposition d'instruments de pesage à fonctionnement non automatique.
2014/32/EU : Directive européenne sur les instruments de mesure
La création de cette solution a été soutenue par un financement de l'UE.
Cas Pratique
Découvrez des exemples concrets de mise en œuvre de cette solution.
Mobilité
Station de mobilité à Mülheim
Les stations Mobility de Mülheim offrent aux navetteurs et aux habitants de ce quartier animé un endroit où ils peuvent facilement trouver diverses options de transport alternatives. L'objectif est d'encourager un changement de comportement, de l'utilisation de la voiture vers des modes de transport plus actifs comme la marche et le vélo.
Équilibrage de la charge Gestion du parc automobile
La gestion du parc d'équilibrage des charges démontre la capacité des stations de recharge intelligentes de l'eau légère à être utilisées comme un actif flexible en cas d'encombrement du réseau de distribution. La congestion peut être résolue en démarrant et en arrêtant à distance le processus de charge par l'intermédiaire de la centrale électrique virtuelle.
Infrastructure de recharge ChargeBIG avec 100 points de recharge
Dans le parking de l'entreprise MAHLE, 100 bornes de recharge en courant alternatif ont été installées pour les voitures des employés et de l'entreprise afin de contribuer à la réduction de la pollution de l'air à Stuttgart. L'installation sert de démonstration et de véritable laboratoire pour le développement futur de l'infrastructure de recharge des véhicules électriques.
Afin d'améliorer la qualité de vie des citoyens, la ville a adapté la réglementation relative aux services de livraison, en les déplaçant en dehors des heures de pointe.
Infrastructure de recharge pour véhicules électriques à Nottingham
L'installation d'une infrastructure de recharge pour véhicules électriques, permettant à Nottingham d'augmenter son réseau de bus verts de 45 à 58 E-Bus.
Greencity est le premier quartier urbain de Suisse à répondre aux conditions de la société à 2000 watts. Il s'agit d'une zone largement indépendante du réseau, qui s'appuie sur un approvisionnement à 100 % à partir de sources d'énergie renouvelables produites localement et sur un concept de mobilité innovant et respectueux de l'environnement.
Développer des solutions de mobilité intelligente à Anvers
Afin d'encourager et de faciliter l'utilisation de véhicules électriques, tant privés que partagés, une note politique a été rédigée sur la recharge électrique pour les citoyens et les employés, en réponse à la demande croissante de mobilité électrique et d'infrastructure de recharge.
Plan directeur pour la recharge des véhicules électriques à Stockholm
La ville de Stockholm souhaite développer un plan directeur de recharge pour superviser et compléter le développement des infrastructures de recharge des VE, afin de s'assurer qu'elles répondent efficacement aux besoins de tous les conducteurs, y compris ceux des entreprises.
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.
Infrastructure de recharge normale pour les véhicules électriques
L'augmentation de la part des véhicules électriques dans les ventes de voitures et les infrastructures de recharge sont importantes pour faciliter la transition vers un parc automobile amélioré dans les villes. À Stockholm, cinq à dix stations de recharge normales ont été installées pour répondre aux besoins des citoyens.
Infrastructure de recharge rapide pour les véhicules électriques
À Stockholm, Fortum a installé une station de recharge rapide dans le cadre du projet GrowSmarter sur le parking du restaurant McDonald's. Les stations de recharge rapide permettent de recharger complètement les batteries des véhicules électriques en moins de 30 minutes.
Chargement intelligent des véhicules électriques à Eindhoven
Afin de promouvoir l'utilisation des véhicules électriques et de mieux gérer l'infrastructure de recharge, un système de recharge intelligent a été développé. 6 chargeurs de type 2 AC ont été installés à Strijp-S avec deux points de charge. Un système de gestion des pointes de charge et un système de gestion de la recharge sont inclus dans le projet.
Station de recharge électrique avec télécommande à Mülheim
La solution vise à promouvoir le remplacement des véhicules à carburant fossile en facilitant l'utilisation des VE. L'infrastructure de recharge permet aux locataires de recharger leurs véhicules électriques. Elle est mise en œuvre en collaboration avec divers fournisseurs de mobilité électronique partagée, ce qui rend inutile l'utilisation d'une voiture privée.
Dundee Open Data Analytics - Utilisation du EV ChargeHub
En collaboration avec le conseil municipal de Dundee, Creative Dundee encourage les données ouvertes alignées sur le 8th City Data Cluster. Le travail porte sur des modèles, des boîtes à outils et des méthodologies, partageant ouvertement des connaissances culturelles pour aider à la prise de décision et offrir une boîte à outils d'analyse polyvalente.
Le système de bus électriques est un système de transport public fonctionnant uniquement avec des bus électriques. Les bus électriques offrent des avantages environnementaux en ne produisant aucune émission locale. En outre, leur durée de vie prolongée et la réduction des dépenses d'exploitation les rendent financièrement avantageux.
Les systèmes de partage de véhicules permettent aux clients d'utiliser différents véhicules sans avoir à les posséder. Il existe différents types de systèmes de partage de véhicules sur le marché. Les différences peuvent porter sur le type de véhicule partagé, comme l'auto-partage, le vélo-partage, le scooter-partage ou le véhicule électrique-partage.
Un système de vélo en libre-service vise à fournir à une communauté une flotte de vélos partagés. Par conséquent, les utilisateurs individuels n'ont pas besoin de posséder un vélo, mais tout le monde peut utiliser la flotte de manière flexible.
La résilience urbaine est la capacité d'un système urbain et de tous ses composants à travers les échelles temporelles et spatiales à maintenir ou à retrouver rapidement les fonctions souhaitées face à une perturbation.
Un système de stationnement intelligent utilise des capteurs ou d'autres technologies pour déterminer la disponibilité des parkings dans les villes. Ces informations peuvent être partagées avec les conducteurs, ce qui permet de réduire le temps passé à chercher une place de parking et donc de réduire les embouteillages.
