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V2X – l’avenir appartient à la recharge bidirectionnelle

Les voitures Ă©lectriques se transforment en powerbanks et soulagent l’approvisionnement en Ă©lectricitĂ©: notre prochaine Ă©tape vers plus de durabilitĂ©. Bon Ă  savoir sur le test unique rĂ©alisĂ© avec 50 voitures Mobility.

Un problùme se transforme en solution – avec V2X

Une chose est sĂ»re: nous devons vivre de maniĂšre plus durable. Et cela concerne chacune et chacun d’entre nous, si nous voulons maintenir le rĂ©chauffement planĂ©taire aussi faible que possible. C’est pourquoi nous misons entiĂšrement sur la mobilitĂ© Ă©lectrique. D’ici 2030 au plus tard, l’intĂ©gralitĂ© de nos quelque 3’000 vĂ©hicules sera Ă©lectrique. La popularitĂ© grandissante de l’électromobilitĂ© est certes une bonne chose, toutefois elle induit un accroissement de la consommation d’électricitĂ© et apportera son lot de dĂ©fis en termes de stabilitĂ© du rĂ©seau. Dans quelques annĂ©es dĂ©jĂ , des blackouts pourraient survenir, notamment pendant les mois d’hiver. Le projet «V2X Suisse» veut trouver des solutions Ă  ce problĂšme en unissant les forces.

Des voitures trĂšs puissantes

L’idĂ©e de base de la recharge bidirectionnelle rĂ©side dans le fait que les voitures Ă©lectriques ne soient pas seulement consommatrices de courant, mais puissent en rĂ©injecter dans le rĂ©seau lorsqu’elles ne servent pas. Il faut savoir qu’une voiture privĂ©e peut, en moyenne, rester stationnĂ©e jusqu’à 23 heures par jour. Ces vĂ©hicules stationnĂ©s peuvent ainsi se muter en powerbanks mobiles, formant une gigantesque batterie, capable de restituer de l’énergie, un peu comme un lac de retenue. Les mĂ©nages peuvent ainsi utiliser le courant des voitures Ă©lectriques aux heures de pointe, tandis que celles-ci se rechargent intĂ©gralement la nuit, Ă  un tarif avantageux. En une heure, une voiture d’une puissance de 11 kilowatts fournit davantage d’électricitĂ© qu’un mĂ©nage suisse n’en consomme, en moyenne, en un jour.

Qu’est-ce que «V2X-Suisse»?

Le projet de recherche limitĂ© dans le temps s’est dĂ©roulĂ© de maniĂšre opĂ©rationnelle de l’automne 2022 au printemps 2024. 50 voitures Ă©lectriques bidirectionnelles Honda ont Ă©tĂ© intĂ©grĂ©es Ă  l’exploitation normale de car sharing de Mobility. Il s’agissait du premier test Ă  grande Ă©chelle avec des voitures Ă©lectriques Ă  chargement bidirectionnel en Suisse. Il devait montrer comment cette technologie peut rompre les pics de charge du rĂ©seau Ă©lectrique et comment les emplacements dotĂ©s d’installations photovoltaĂŻques peuvent optimiser leur consommation. Il s’agissait en outre d’analyser le potentiel Ă©conomique des vĂ©hicules bidirectionnels en Suisse et de tester la concurrence entre les clients potentiels de flexibilitĂ© aux trois niveaux du rĂ©seau (Swissgrid, gestionnaires de rĂ©seau de distribution et regroupement pour la consommation propre).

vers le rapport final (en allemand)


Conclusion: le projet a dĂ©montrĂ© la faisabilitĂ© technique et a donnĂ© un Ă©lan Ă  la technologie bidirectionnelle. Il a montrĂ© qu’en plus du V2H (Vehicle-to-Home) qui a fait ses preuves, le V2G (Vehicle-to-Grid) fonctionne aussi techniquement, tant au niveau du rĂ©seau que du systĂšme. Mais une exploitation Ă©conomique pour une entreprise de car sharing n’est pas encore rentable Ă  l’heure actuelle.

Outre Mobility, les entreprises suivantes ont participĂ© au projet: le constructeur automobile Honda, la plateforme logicielle sun2wheel, le dĂ©veloppeur de stations de recharge EVTEC, l’agrĂ©gateur tiko, ainsi que novatlantis en tant que collaborateur scientifique (en collaboration avec l’ETH Zurich). Le projet est soutenu par le programme pilote et de dĂ©monstration de l’Office fĂ©dĂ©ral de l’énergie OFEN.

Notions

V2H (Vehicle-to-home)

Les voitures Ă©lectriques Ă  charge bidirectionnelle peuvent non seulement stocker de l’énergie Ă©lectrique pour la mobilitĂ©, mais aussi la rĂ©injecter dans la maison. Vehicle-to-home permet ainsi l’approvisionnement du propre mĂ©nage avec l’énergie Ă©lectrique stockĂ©e dans la voiture Ă©lectrique. L’ensemble des processus de recharge et d’injection se dĂ©roulent en amont du compteur du bĂątiment. Cette technique est souvent utilisĂ©e pour amĂ©liorer la consommation d’électricitĂ© autoproduite de l’installation solaire.

V2B (Vehicle-to-building)

Comme pour Vehicle-to-home, les voitures Ă©lectriques Ă  charge bidirectionnelle peuvent non seulement stocker de l’énergie pour la mobilitĂ©, mais aussi la rĂ©injecter dans le bĂątiment afin d’approvisionner diffĂ©rents percepteurs. Vehicle-to-building permet ainsi l’approvisionnement du propre immeuble collectif ou de l’entreprise artisanale ou industrielle avec l’énergie Ă©lectrique stockĂ©e dans la voiture Ă©lectrique, laquelle fait souvent partie d’une flotte de voitures Ă©lectriques. En outre, le peak shaving permet l’écrĂȘtage des pointes de consommation internes du bĂątiment. L’ensemble des processus de recharge et d’injection se dĂ©roulent en amont du raccordement Ă©lectrique du bĂątiment.

V2G (Vehicle-to-grid)

Les voitures Ă©lectriques Ă  recharge bidirectionnelle prĂ©lĂšvent non seulement de l’énergie Ă©lectrique sur le rĂ©seau, mais, en tant qu’élĂ©ments d’un systĂšme Ă©nergĂ©tique intelligent, peuvent aussi la rĂ©injecter. Ce processus est pilotĂ© Ă  l’aide de signaux du gestionnaire du rĂ©seau de transport d’électricitĂ© ou du prestataire de distribution et peut avoir lieu aussi bien sur les places de recharge publiques, qu’à l’intĂ©rieur des bĂątiments via le raccordement au rĂ©seau. Les processus de charge et d’injection V2G d’un grand nombre de vĂ©hicules Ă©lectriques (pooling) servent au nĂ©goce d’énergie et Ă  des fins de stabilisation des prestations de services, aussi bien dans le rĂ©seau de distribution que dans celui de transport. Vehicle-to-grid permet donc un couplage de secteurs intelligent.

V2X (Vehicle-to-everything)

V2X est considĂ©rĂ© comme un terme gĂ©nĂ©rique regroupant toutes les applications ci-dessus et dĂ©finit Ă©galement l’utilisation combinĂ©e de plusieurs modes de fonctionnement. Ainsi, par exemple, les voitures Ă©lectriques Ă  charge bidirectionnelles dans le parking souterrain d’un grand immeuble peuvent servir aussi bien Ă  l’optimisation de l’autoconsommation qu’à des fins d’écrĂȘtage des pointes de consommation (B2B) et Ă  la fourniture de prestations de services de rĂ©seau (V2G). L’approvisionnement autonome de consommateurs individuels et de rĂ©seaux isolĂ©s, tout comme la recharge d’autres voitures complĂštent la gamme d’applications.

QUESTIONS FRÉQUENTES

Dans quelle mesure la technologie de recharge bidirectionnelle est-elle développée?

Les premiers fabricants en Suisse et Ă  l’échelle internationale ont introduit sur le marchĂ© des stations de recharge bidirectionnelles sophistiquĂ©es, Ă©quipĂ©es de prises CHAdeMO. Ces derniĂšres ont Ă©tĂ© testĂ©es de maniĂšre approfondie dans le cadre d’essais programmĂ©s sur plusieurs annĂ©es. En Suisse, une seule marque propose actuellement la charge bidirectionnelle via la prise CCS. Au Japon, en revanche, la technologie de charge bidirectionnelle est obligatoire sur toutes les voitures Ă©lectriques – depuis des annĂ©es.

La charge bidirectionnelle est-elle autorisée en Suisse?

En principe, la charge bidirectionnelle est assimilable Ă  une charge stationnaire sur batteries. Si l’infrastructure de recharge respecte la recommandation de l‘AES pour le raccordement au rĂ©seau des installations de production d’énergie (RR-IPE) ainsi que les normes techniques de sĂ©curitĂ© Ă©lectrique et de compatibilitĂ© Ă©lectromagnĂ©tique, elle peut faire l’objet d’une autorisation dans le cadre de l’enregistrement auprĂšs du gestionnaire de rĂ©seau de distribution. Depuis le 1er janvier 2022, les stations de recharge bidirectionnelles peuvent ĂȘtre notifiĂ©es Ă  l’aide de la demande de raccordement technique (DRT) actualisĂ©e.

Toutes les voitures Ă©lectriques peuvent-elles ĂȘtre rechargĂ©es de maniĂšre bidirectionnelle?

Non, malheureusement pas encore. En principe, tous les vĂ©hicules Ă©lectriques japonais peuvent ĂȘtre rechargĂ©s de maniĂšre bidirectionnelle, car il s’agit d’une prescription gouvernementale. La recharge bidirectionnelle est possible notamment avec tous les types de vĂ©hicules Ă©quipĂ©s de la technologie CHAdeMO, dans un cas de figure aussi avec le cĂąble de recharge rapide CCS. De maniĂšre gĂ©nĂ©rale, la recharge bidirectionnelle nĂ©cessite une homologation par le fabricant du vĂ©hicule et une certification de la station de recharge pour le type de vĂ©hicule concernĂ©.

Véhicules électriques disponibles en Suisse pour la recharge bidirectionnelle (état août 2021):

VĂ©hicule

Prise

Nissan Leaf, e-NV-200 (véhicule de livraison) et EVALIA (minibus)CHAdeMO
Mitsubishi i-MiEV, Outlander et Eclipse CrossCHAdeMO
Peugeot iOn und Citroën C-ZeroCHAdeMO
Honda eCCS

Plusieurs constructeurs automobiles ont annoncĂ© le lancement sur le marchĂ© de modĂšles Ă©lectriques Ă  charge bidirectionnelle dans un avenir proche. En principe, il faut s’attendre Ă  l’introduction d’une norme internationale d’ici 2025, laquelle rĂ©glementera Ă©galement de maniĂšre contraignante la charge bidirectionnelle Ă  l’aide de prises CCS.

Le chargement bidirectionnel est-il nuisible pour la batterie de mon véhicule?

Des annĂ©es de pratique ainsi que des recherche scientifiques ont prouvĂ© que les batteries au lithium Ă©taient particuliĂšrement rĂ©sistantes. En outre, les derniers dĂ©veloppements techniques ont permis une nouvelle augmentation de la durĂ©e de vie des batteries. La performance de dĂ©charge en cas de charge bidirectionnelle Ă©tant significativement plus faible que celle liĂ©e Ă  l’utilisation du vĂ©hicule (facteur 10 et plus), le vieillissement supplĂ©mentaire de la batterie est extrĂȘmement faible. L’homologation des modĂšles de vĂ©hicules pour le chargement bidirectionnel par leurs fabricants inclut Ă©galement le maintien de l’intĂ©gralitĂ© des prestations de garantie.

Qu’impliquent les stations de recharge bidirectionnelle pour l’infrastructure de rĂ©seau Ă©lectrique existante du bĂątiment concernĂ©?

Le stockage intermĂ©diaire et la rĂ©injection ciblĂ©e dans le bĂątiment de l’électricitĂ© solaire autoproduite permettent d’augmenter le taux d’autoconsommation d’un bien immobilier ou d’un site Ă©quipĂ© d’une installation photovoltaĂŻque et de rĂ©duire ainsi les coĂ»ts d’achat de l’énergie Ă©lectrique. Le raccordement bidirectionnel de vĂ©hicules permet en outre l’aplanissement des pointes de consommation, puisque les batteries sont sollicitĂ©es en fonction de la charge. GrĂące Ă  cette injection, les utilisateurs bĂ©nĂ©ficient d’une rĂ©duction des coĂ»ts du rĂ©seau dĂ©coulant des Ă©conomies rĂ©alisĂ©es sur le tarif de puissance. En prĂ©sence d’un grand nombre de vĂ©hicules injecteurs, la puissance de l’infrastructure de recharge peut mĂȘme dĂ©passer la capacitĂ© de la puissance de raccordement installĂ©e.

À quel niveau V2X peut contribuer Ă  la stabilitĂ© de l’approvisionnement Ă©lectrique?

GrĂące Ă  la recharge et la dĂ©charge coordonnĂ©es des vĂ©hicules, les surcharges du rĂ©seau, par exemple en raison de l’injection irrĂ©guliĂšre de courant solaire ou d’installations Ă©oliennes, peuvent ĂȘtre Ă©vitĂ©es. 100’000 vĂ©hicules Ă©lectriques raccordĂ©s au rĂ©seau, avec chacun ±10 kW, assurent par exemple une puissance de rĂ©gulation dĂ©centralisĂ©e de ±1 GW. Cela correspond Ă  la puissance de la plus grande centrale de pompage-turbinage de Suisse, situĂ©e Ă  Limmern. La moitiĂ© de l’énergie stockĂ©e dans les 100’000 batteries suffit Ă  alimenter en Ă©lectricitĂ© 200’000 maisons individuelles moyennes pendant toute une journĂ©e.

Sans partenaire, rien ne va

Une visite chez le gestionnaire de rĂ©seau de distribution tessinois Azienda Elettrica di Massagno (AEM) montre comment «V2X» fonctionne dans un environnement rĂ©el. Au Tessin, diffĂ©rentes maisons ont Ă©tĂ© reliĂ©es au sein d’un regroupement pour la consommation d’énergie. DĂ©couvre ici comment la surproduction d’installations photovoltaĂŻques est stockĂ©e dans les batteries des voitures pendant la journĂ©e. Le soir, lorsque les installations photovoltaĂŻques ne produisent plus d’électricitĂ©, l’énergie de la voiture retourne dans le rĂ©seau. Ce n’est que lorsque l’énergie est Ă©puisĂ©e que l’on accĂšde au rĂ©seau Ă©lectrique local.

La stabilitĂ© du rĂ©seau est Ă©galement un aspect important. L’entreprise zurichoise «tiko» propose des experts dans ce domaine. On y suit l’offre et la demande et on puise de l’électricitĂ© en fonction des besoins ou l’injecte dans le rĂ©seau. DĂ©couvre qu’il est techniquement possible de stabiliser le rĂ©seau en Suisse au moyen de voitures Ă©lectriques V2X.

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