3.30 min de lecture
Des enjeux au cœur de la transition énergétique
L’essor de l’électromobilité est largement perçu comme une opportunité de réduire les impacts néfastes du secteur des transports sur l’environnement et la santé publique. En effet le secteur des transports représente environ 24% des émissions de CO2 relatifs à l’énergie dans le monde dont plus de 45% sont imputables aux transports de personnes sur route. C’est aussi dans ce secteur que les voies de décarbonation sont les plus évidentes. Nous pensons que les émissions de CO2 peuvent être drastiquement réduites grâce à l’utilisation des véhicules électriques et par le développement conjoint de solutions basées sur les systèmes photovoltaïques (PV) comme source d’énergie primaire pour ces véhicules.
En effet, les bornes de recharge alimentées par le PV (PVCS) permettent une dépendance moins importante au réseau électrique. De plus, les PVCS peut éventuellement fournir des services supplémentaires via Vehicle-to-Grid (V2G) et Vehicle-to-Home (V2H). Ces nouveaux services, peu déployés encore, permettront d’augmenter l’utilisation efficace de l’énergie solaire produite localement.
Mais pour le moment, intéressons-nous aux principaux avantages du PVCS pour les voitures particulières, et aux conditions de faisabilité pour accroître les avantages de ces systèmes combinés.
Véhicules électriques et réseaux
Il est indéniable que l’on observe une électrification de plus en plus importante de nos modes de consommations ; les pompes à chaleur et véhicules électriques en sont les exemples les plus connus. Mais ces nouveaux usages électriques, et donc du réseau, ne sont pas sans leurs inconvénients pour les gestionnaires (dimensionnement à revoir, prévisions d’appels de puissance plus difficiles à prévoir, etc.), et le «problème» ne s’arrange pas si des énergies intermittentes comme l’éolien ou le solaire sont censés alimenter ces nouveaux usages.
Cercle vertueux de l’électricité de demain
Mais si l’on se place du point de vue du réseau, les véhicules électriques (VE) sont essentiellement des systèmes mobiles de batteries lithium-ion qui transportent également des personnes et des marchandises. En tant que tels, ils peuvent fournir les mêmes services auxiliaires que les systèmes de stockage stationnaires, pour des fonctions de soutien du réseau notamment.
Mais un autre service tout aussi critique que le développement des VE peut faire émerger est la gestion du décalage de la demande. En effet, la demande supplémentaire en électricité des VE surviendra à des moments qui sont difficiles à prévoir, ce qui peut créer des problèmes techniques importants. Mais si cette demande peut être décalée de manière à correspondre à des périodes de production solaire (pouvant être prédites avec de très bonnes marges d’erreur), cela peut permettre de déployer un volume beaucoup plus important d’énergie renouvelable.
Véhicules électriques et production solaire
Ainsi les systèmes de gestion de la recharge de nos VE sont des outils clés pour pouvoir optimiser les relations complexes entre la demande globale en électricité, avec celle spécifique à la mobilité électrique et la production locale d’électricité. En ce sens, un système de gestion dynamique des recharges et du prix du kWh fourni nous parait indispensable pour effectuer ce crucial décalage de la demande et permettre une plus grande consommation électrique lors des pics de production, incitée grâce à un prix qui serait plus faible lors de ces périodes. Un programme pilote mené par The EV Project et la San Diego Gas & Electric Company a montré que la conception des tarifs peut influencer de manière substantielle le comportement de charge, et qu’un rapport de prix de 1 à 6 entre les tarifs de pointe et les tarifs hors pointe était suffisant pour déplacer 90% de la charge vers une période de production intense.
Mais cela signifie que pour une meilleure efficience dire que pour que cela soit vraiment efficace il faut déplacer les temps de recharge vers le milieu de la journée, ce qui signifie également que les stations de recharge doivent être situées sur les lieux de travail et autres endroits où les propriétaires de VE garent leurs véhicules pendant la journée.
Des comportements à adopter
Comme souvent mentionnée dans les médias, l’utilisation de véhicules électriques, en particulier notamment en ce qui concerne la recharge, implique un certain changement de nos comportements et de nos habitudes (mieux planifier les longs trajets, penser à recharger plus souvent, etc.), alors pourquoi ne pas en profiter pour passer directement à l’étape suivante, celle qui impliquerait également un changement d’habitudes pour recharger plus souvent quand le soleil brille ?
Nous n’oublions pas cependant que ces changements peuvent aussi impliquer un passage à des mobilités plus douces, électrifiées ou non, et que nous devons laisser de côté la voiture lorsqu’elle n’est pas indispensable, ce qui est bien plus aisé en période ensoleillée.
En résumé, pour profiter au mieux des synergies importantes entre la production solaire et la recharge de véhicules électriques, quelques recommandations peuvent être faites :
- Préférer la recharge en journée à la recharge de nuit ;
- Accepter une charge longue et lente lorsque cela est possible ;
- Limiter la recharge au nombre de kWh requis pour le trajet quotidien, ou recharger davantage lorsque l’énergie PV est disponible ;
- Limiter la puissance de charge en fonction du besoin de capacité ;
Autoconsommation et flottes automobiles
Les synergies sont bien là et ces quelques recommandations sont particulièrement adaptées aux cas de gestion de flottes automobiles. Nous sommes convaincus que ces systèmes présentent de nombreux avantages pour qui voudrait électrifier ses déplacements et produire sa propre énergie dans un cercle vertueux, bon pour l’environnement mais aussi d’un point de vue économique !
Pour pouvoir héberger des bornes de charge lente et de charge rapide sur un PVCS en entreprise, un micro-réseau local peut être installé, comprenant un système de stockage stationnaire qui se recharge à partir de votre production renouvelable, avec un système d’optimisation, une interface d’application utilisateur et un système de communication. Ainsi, dans ce cas, un micro-réseau devient une solution pertinente pour devenir une solution de recharge des VE permettant un contrôle précis de la charge et surtout l’utilisation de l’énergie PV quand et où elle est générée.
Agir maintenant pour demain
Nous sommes à l’aube d’une transformation de nos modes de consommation et de production d’énergie peut-être sans précédent, car elle se doit d’être rapide et efficace pour retarder au mieux les effets du dérèglement climatique. Les émissions de CO2 dues à la production d’électricité sont toujours très importantes car plus de 60% de l’électricité mondiale est toujours générée via des combustibles fossiles. Décarboner la production d’électricité en même temps que décarboner le secteur des transports est une opération doublement efficace de ce point de vue. Même si nous l’avons vu, ces nouveaux modes de consommations doivent engendrer des changements de nos habitudes et de notre façon de consommer ; ils nous imposent donc d’être adaptables et plus flexibles mais c’est un petit prix à payer pour permettre une transition énergétique efficace et pérenne.
Comptez sur nous pour vous tenir au courant des prochaines évolutions majeures sur le secteur de l’automobile.
À très bientôt !
Nicolas Nowak, Dr en Physique/Chimie des matériaux, Product Manager chez Keybas energy.