Perspectives de la recharge intelligente des Véhicules Electriques
Définition de la recharge intelligente
Charge intelligente La recharge intelligente est un terme général qui recouvre les méthodes permettant le décalage ou la modification de la recharge des VE en fonction des conditions du réseau et du marché. Toutes les bornes de recharge sont concernées, qu'elles soient situées dans des lieux publics ou privés.
La recharge intelligente fait l'objet de nombreux concepts et définitions. Voici celle proposée par l'IRENA (Agence Internationale pour les Énergies Renouvelables)[1], qui définit 5 options de recharge de VE pour la fourniture de services de flexibilité.
Il y a un débat actuel portant sur le lien hiérarchique entre la charge utilisant la technologie V2G et la recharge intelligente : la technologie V2G est-elle une application de charge distincte et spécifique, ou juste une option du concept de recharge intelligente ? La vision reflétée ci-dessus tend à considérer la technologie V2G comme partie intégrante de la recharge intelligente.
Recherche intelligente avancée : Options V1G, V2x
Alors que la plupart des chargeurs domestiques offre un contrôle marche/arrêt élémentaire, les chargeurs intelligents proposent des contrôles plus sophistiqués qui offrent des avantages à de nombreux acteurs.
V1G opère une gestion graduelle de la puissance de manière unidirectionnelle.
V2x (y compris V2G) offre les mêmes principes que la V1G aussi bien en charge qu'en décharge.
Bien que la V1G ne soit pas aussi populaire dans les médias que la V2G, elle offre déjà une valeur intéressante pour les acteurs du réseau et du bâtiment. Elle n'est pas non plus soumise aux barrières réglementaires et du code réseau appliquées au concept plus disruptif que représente la V2G.
V2x : la version la plus avancée
Vehicle-to-Everything (V2X) est un terme générique qui illustre l'utilisation des batteries de VE, pour la fourniture de services énergétiques et l'exploitation de la batterie pendant les périodes de non-utilisation pour en obtenir une valeur ajoutée. Les servicesV2X .
Les services V2X visent à générer un revenu grâce à la batterie via un contrôle dynamique ou bidirectionnel de la charge, afin d'offrir des avantages au réseau électrique, ou réduire/aplanir/décaler le pic de consommation des bâtiments et maisons.
Les connexions colorées indiquent des interactions au sein de la topologie, tandis que les connexions noires indiquent des connexions/interactions avec d'autres éléments du réseau.
Nous mettons le Gestionnaire de Réseau de Distribution (GRD) en évidence, en raison du rôle unique joué par le réseau de distribution qui permet de tirer parti d'une grande partie des capacités de la V2X.
V2X peuvent être classés dans les modes de fonctionnement suivants :
- Vehicle-to-Grid (V2G) : utilisation de la batterie des VE pour interagir avec le/apporter de la valeur au réseau électrique (contrôle de fréquence…),
- Vehicle-to-Building (V2B) : exploiter les batteries des VE de sorte à optimiser la consommation énergétique du bâtiment,
- Vehicle-to-Home (V2H) : optimiser la consommation énergétique domestique ou utiliser les VE comme alimentation de secours,
- Vehicle-to-Load (V2L) : toute autre situation dans laquelle la batterie d'un VE fournit de l'énergie à un appareil.
Les VE situés "après compteur" dans les maisons et bâtiments ont une double utilité : optimiser leur propre énergie et interagir avec le réseau.
Les opérateurs réseau voient en la V2G la "panacée", dans la mesure où, pour des services auxiliaires tels que la réponse en fréquence, la batterie de VE offre la même fonctionnalité qu'une batterie stationnaire.
Utilité de la recharge intelligente
Les premières versions de la recharge intelligente, avec la tarification au temps d'utilisation, offraient des avantages limités au fournisseur d'énergie en matière de réduction de la charge de pointe.
Les versions avancées (V1G, V2x) se révèlent d'une bien plus grande utilité pour l'ensemble des acteurs du réseau.
Pour les gestionnaires du réseau de distribution d'énergie : plus grande capacité d'accueil, mise en œuvre plus rapide, réduction des coûts :
- différer ou éviter les renforcements du réseau, à un coût représentant 10 % du coût total du renforcement du réseau,
- permettre une plus grande capacité d'accueil des VE au niveau local sans avoir recours à des renforcements du réseau de distribution.
Pour les gestionnaires de réseaux de transport d'électricité :
- limiter la charge de pointe du système, éviter la construction de capacités de production (centrales de pointe).
Pour les gestionnaires de bâtiments : la flexibilité des VE est le complément idéal d'autres sources d'énergie telles que la toiture photovoltaïque, la cogénération (CHP), les batteries stationnaires, les charges flexibles pour optimiser les coûts énergétiques du bâtiment et monétiser la flexibilité des programmes de modulation de la consommation des fournisseurs d'énergie :
- optimiser la tarification au temps d'utilisation : décalage de la consommation du bâtiment pendant les périodes d'heures creuses,
- équilibrer/optimiser l'usage du photovoltaïque, maximiser l'autoconsommation,
- gestion et limitation de la puissance appelée,
- équilibrage de charge, réduction des frais de connexion.
Les obstacles au développement de la recharge intelligente
Bien que de nombreuses études récentes aussi bien régionales que locales, aient démontré les énormes avantages des VE en matière de capacité d'accueil et de réduction des coûts du réseau, ce concept est confronté à de nombreuses barrières à différents niveaux.
Parmi les limites mentionnées dans ces études :
- en premier lieu : le conducteur de VE est-il enclin à accepter le contrôle de son processus de recharge ?,
- de nombreuses barrières réglementaires et juridiques,
- la tarification dynamique nécessite la mise en place de compteurs intelligents, et d'une tarification spécifique à la recharge des VE,
- aucune obligation concernant les bornes de recharge intelligents de VE en raison de contraintes de coûts : de nombreux nouveaux chargeurs sont encore à ce jour "pas intelligents",
- manque de normes : principalement dans les infrastructures de communication, la facturation/l'itinérance, la sémantique des données…
- mise en conformité avec la cybersécurité,
- protection des données dans certaines régions,
- frais applicable à la V2G ("double facturation"), limitations relatives au code du réseau,
- coûts élevés des chargeurs bidirectionnels pour la V2G,
- place des agrégateurs gestionnaires de flottes de VE, capacité à accumuler les revenus relatifs à la flexibilité des VE.
En somme, la recharge intelligente implique une interaction complexe entre des acteurs provenant de différentes industries : acteurs du réseau (fournisseurs d’énergie historiques, nouveaux agrégateurs…), du secteur informatique/communication, prestataires de services, fabricants automobiles d'équipement d'origine (OEM). Chacun d'entre eux ayant une culture et des intérêts spécifiques.
Ainsi, il conviendra d'opérer une harmonisation à grande échelle de l'écosystème de la recharge intelligente, en adoptant des règles claires et en définissant précisément les responsabilités de chaque acteur.
La recharge intelligente : C'est pour quand ?
Cela dépendra des mandats politiques - au niveau étatique ou des pays-, en faveur du déploiement à grande échelle des VE. À titre d'exemple, certains responsables politiques soulignent le besoin d’accélérer l'adoption des VE afin d'atteindre les objectifs de décarbonation, d'imposer l'interdiction des véhicules conventionnels à court terme de préférence : initialement en 2040 dans de nombreux états membres, en 2035 dans certains autres, et même plus tôt dans certains cas.
À mesure que la pression politique s'accentue, il y a un intérêt croissant pour la définition d'un cadre local régissant la recharge intelligente. Il convient de dimensionner la bonne infrastructure au bon moment et au coût juste, afin d’avoir un conducteur de véhicule électrique satisfait de sa nouvelle mobilité électrique.
C'est un grand défi à relever pour l'ensemble de l’écosystème des VE, y compris les gestionnaires de bâtiments.
