Le véhicule électrique : un allié possible pour le réseau électrique

Publié le 04/09/2018

Les engagements pris par les Etats en terme de réduction des émissions de CO2 ont accéléré l’évolution vers une mobilité plus électrique avec en première ligne le développement des véhicules électriques et hybrides rechargeables. Cette évolution s’accompagne d’efforts faits par les constructeurs pour multiplier les offres de la gamme citadine à la gamme premium.

La montée en puissance de l’électromobilité passe par la question clé du déploiement des infrastructures de charge pour faire face à une autonomie plus limitée en mode zéro émission. L’éventail des bornes disponibles sur le marché est assez large, de quelques kW à une centaine de kW. Cette demande additionnelle de puissance peut créer des contraintes (à une échelle locale, régionale ou nationale) sur le réseau qui est dimensionné pour une puissance maximale à délivrer. Mais les véhicules peuvent aussi être vus comme un allié du réseau par le biais des batteries (des moyens de stockage) qu’ils embarquent.

 

La recharge pilotée, pourquoi ?

Pour permettre le déploiement massif des véhicules électriques, et satisfaire la demande d’énergie sans un renforcement coûteux du réseau électrique, il est indispensable d’éviter le phénomène de recharge simultanée. Il faut donc pouvoir étaler dans le temps les demandes de charge. C’est ce que cherche à faire le projet BienVEnu à l’échelle d’un parking résidentiel, avec un gestionnaire d’énergie local. Ce type d’approche repose sur le fait que les véhicules restent stationnés beaucoup plus longtemps que la durée requise pour la recharge.

 

Le véhicule électrique à batterie, un moyen de stockage pour le réseau

Lorsqu’un véhicule est sur une place de parking et connecté à une borne, il peut être vu comme un élément de stockage (la batterie) connecté au réseau électrique. Cette batterie peut alors être pilotée pour rendre des services au réseau, c’est-à-dire pour contribuer à réduire une contrainte qu’elle soit globale (équilibre entre offre et demande) ou locale (une tension trop haute ou trop basse, une surcharge sur une ligne ou un transformateur). La sollicitation qui sera demandée à la batterie dépendra de la nature de l’infrastructure de charge et de l’état de la batterie :

  • La batterie ne peut que consommer (l’infrastructure est unidirectionnelle). La gestion consiste à réduire ou augmenter la puissance de charge, ou à la décaler dans le temps, en fonction des besoins du réseau.
  • La batterie peut être chargée ou déchargée (l’infrastructure est bidirectionnelle). En plus des actions précédentes, la batterie peut aussi fournir de la puissance au réseau (selon une limite autorisée pour ne pas trop impacter l’énergie stockée dans la batterie)

Ces véhicules électriques constituent donc une réserve de flexibilité pour le réseau. Ils peuvent contribuer à une plus grande intégration de sources renouvelables intermittentes, et réduire ou reporter les besoins de renforcement du réseau. La question de l’impact sur le vieillissement de la batterie n’est pas encore résolue, mais des travaux de recherche sont menés pour cette utilisation complémentaire de la batterie. Les premiers essais menés ne semblent pas critiques sur ce point, ce qui est encourageant.

 

Des services rendus par des véhicules électriques : un scénario de moins en moins utopiste

L’utilisation des batteries des véhicules pour la gestion du réseau électrique a été proposée il y a 20 ans. Le concept a été mis en place par une équipe de recherche aux Etats-Unis (université du Delaware[1]) pour échanger de la puissance avec le réseau de manière bidirectionnelle et selon des variations de quelques secondes. La start-up Nuvve[2] est née de cette innovation, et propose des solutions de gestion des flottes de VE pour valoriser économiquement la flexibilité mise à disposition par les VE. Aujourd’hui certains marchés de l’énergie commencent à être accessibles à ces charges particulières. Après des projets à une échelle de laboratoire (exemple le projet Nikola[3] au Danemark), des projets à une échelle plus grande apparaissent (GridMotion[4] en France, NewMotion[5] aux Pays-Bas). Aujourd’hui la technologie est presque prête pour que les véhicules puissent rendre des services au réseau, il reste à la fiabiliser, et surtout fiabiliser la réponse de la flotte pour garantir le service rendu. Les instances de normalisation[6] intègrent cette évolution pour que les véhicules puissent communiquer avec la borne et fournir ce type de service. Les prochaines générations de véhicules seront peu à peu compatibles avec cette norme. Les schémas de valorisation commencent à s’éclaircir (certains sont bien identifiés), avec des cadres réglementaires qui évoluent pour accueillir ces nouvelles ressources.

 

[1] Univ Delaware (http://www1.udel.edu/V2G/)

[2] Nuvve (http://nuvve.com/)

[3] Projet Nikola (http://www.nikola.droppages.com/)

[4] GridMotion (https://www.direct-energie.com/fileadmin/Digital/Groupe/PDF/Communiques_de_presse/2017/05-17_CP_GridMotion_VF.pdf)

[5] NewMotion (http://www.avere-france.org/Site/Article/?article_id=7120)

[6] Norme IEC 15118

Le projet BienVenu est soutenu par le Programme d’investissements d’avenir opéré par l’ADEME, ainsi que par la Région Île-de-France

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