L’électromobilité du futurV2X – l’avenir appartient à la recharge bidirectionnelle

Les voitures électriques se transforment en powerbanks et contribuent à l’approvisionnement électrique: notre prochaine étape clé vers une plus grande durabilité. Tout ce qu’il faut savoir sur le test unique réalisé avec 50 voitures Mobility.

Un problème se transforme en solution – avec V2X

Une chose est claire: nous devons vivre de manière plus durable. Et cela concerne chacune et chacun d’entre nous, si nous voulons maintenir le réchauffement planétaire aussi faible que possible. C’est pourquoi nous misons entièrement sur la mobilité électrique. Nous souhaitons aussi vite que possible que l’intégralité de nos quelque 3’000 véhicules soit électrique. La popularité grandissante de l’électromobilité est certes une bonne chose, mais elle induit un accroissement de la consommation en électricité et apportera son lot de défis en termes de stabilité du réseau. Dans quelques années déjà, des blackouts pourraient survenir, notamment pendant les mois d’hiver. Le projet «V2X Suisse» veut trouver des solutions à ce problème en unissant les forces.

Des voitures très puissantes

L’idée de base de la recharge bidirectionnelle consiste dans le fait que les voitures électriques ne soient pas seulement consommatrices de courant, mais puissent en réinjecter dans le réseau lorsqu’elles ne servent pas. Il faut savoir qu’une voiture privée peut, en moyenne, rester stationnée jusqu’à 23 heures par jour. Ces véhicules «à l’arrêt» 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 ménages peuvent ainsi utiliser le courant des voitures électriques aux heures de pointe, tandis que celles-ci se rechargent intégralement la nuit, à un tarif avantageux. En une heure, une voiture d’une puissance de 11 kilowatts fournit davantage d’électricité qu’un ménage suisse n’en consomme, en moyenne, en un jour.

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Qu’est-ce que «V2X-Suisse»?

Le projet de recherche limité dans le temps s’est déroulé de manière opérationnelle de l’automne 2022 au printemps 2024. 50 voitures électriques bidirectionnelles Honda ont été intégrées à l’exploitation normale de car sharing de Mobility. Il s’agissait du premier test à grande échelle avec des voitures électriques à chargement bidirectionnel en Suisse. Il devait montrer comment cette technologie peut rompre les pics de charge du réseau électrique et comment les emplacements dotés d’installations photovoltaïques peuvent optimiser leur consommation. Il s’agissait en outre d’analyser le potentiel économique des véhicules bidirectionnels en Suisse et de tester la concurrence entre les clients potentiels de flexibilité aux trois niveaux du réseau (Swissgrid, gestionnaires de réseau de distribution et regroupement pour la consommation propre).

Vers le rapport final

Conclusion: le projet a démontré la faisabilité technique et a donné un élan à la technologie bidirectionnelle. Il a montré 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 réseau que du système. Mais une exploitation économique pour une entreprise de car sharing n’est pas encore rentable à l’heure actuelle.

Outre Mobility, les entreprises suivantes ont participé au projet: Constructeurs automobiles Honda, développeur de logiciels sun2wheel, concepteur de stations de recharge EVTEC, agrégateurs tiko, suivi scientifique par novatlantis, en collaboration avec la EPF. Le projet est financé par le programme pilote et de démonstration du Office fédéral de l’énergie OFEN .

Les termes V2 suivants sont utilisés

V2H (Vehicle-to-home)
Les voitures électriques à charge bidirectionnelle peuvent non seulement stocker de l’énergie électrique pour la mobilité, mais aussi la réinjecter dans la maison. Vehicle-to-home permet ainsi l’approvisionnement du propre ménage avec l’énergie électrique stockée dans la voiture électrique. L’ensemble des processus de recharge et d’injection se déroulent en amont du compteur du bâtiment. Cette technique est souvent utilisée pour améliorer la proportion d’électricité autoproduite de l’installation solaire.
V2B (Vehicle-to-building)
Comme pour Vehicle-to-home, les voitures électriques à charge bidirectionnelle peuvent non seulement stocker de l’énergie pour la mobilité, mais aussi la réinjecter dans le bâtiment afin d’approvisionner différents percepteurs. Vehicle-to-building permet ainsi l’approvisionnement du propre immeuble collectif ou de l’entreprise artisanale ou industrielle avec l’énergie électrique stockée dans la voiture électrique, laquelle fait souvent partie d’une flotte de voitures électriques. En outre, le peak shaving permet l’écrêtage des pointes de consommation internes du bâtiment. L’ensemble des processus de recharge et d’injection se déroulent en amont du raccordement électrique du bâtiment.
V2G (Vehicle-to-grid)
Les voitures électriques à recharge bidirectionnelle prélèvent non seulement de l’énergie électrique sur le réseau, mais, en tant qu’éléments d’un système énergétique intelligent, peuvent aussi la réinjecter. Ce processus est piloté à l’aide de signaux du gestionnaire du réseau de transport d’électricité ou du prestataire de distribution et peut avoir lieu aussi bien sur les places de recharge publiques, qu’à l’intérieur des bâtiments via le raccordement au réseau. Les processus de charge et d’injection V2G d’un grand nombre de véhicules électriques (pooling) servent au négoce d’énergie et à des fins de stabilisation des prestations de services, aussi bien dans le réseau de distribution que dans celui de transport. Vehicle-to-grid permet donc un couplage de secteurs intelligent.
V2X (Vehicle-to-everything)
V2X est considéré comme un terme générique regroupant toutes les applications ci-dessus et définit également l’utilisation combinée de plusieurs modes de fonctionnement. Ainsi, par exemple, les voitures électriques à charge bidirectionnelles dans le parking souterrain d’un grand immeuble peuvent servir aussi bien à l’optimisation de l’autoconsommation qu’à des fins d’écrêtage des pointes de consommation (B2B) qu’à la fourniture de prestations de services de réseau (V2G). L’approvisionnement autonome de consommateurs individuels et de réseau isolés, tout comme la recharge d’autres voitures complètent la gamme d’applications.

FAQ

Dans quelle mesure la technologie de recharge bidirectionnelle est-elle développée?
Les premiers fabricants en Suisse et à l’échelle internationale ont introduit sur le marché des stations de recharge bidirectionnelles sophistiquées, équipées de prises CHAdeMO. Ces dernières ont été testées de manière approfondie dans le cadre d’essais programmés sur plusieurs années. 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 électriques – depuis des années.
La charge bidirectionnelle est-elle autorisée en Suisse?
En principe, la charge bidirectionnelle est assimilable à une charge stationnaire sur batteries. Si l’infrastructure de recharge respecte la recommandation de l’AES pour le raccordement au réseau des installations de production d’énergie (RR-IPE) ainsi que les normes techniques de sécurité électrique et de compatibilité électromagnétique, elle peut faire l’objet d’une autorisation dans le cadre de l’enregistrement auprès du gestionnaire de réseau de distribution. Depuis le 1er janvier 2022, les stations de recharge bidirectionnelles peuvent être notifiées à l’aide de la demande de raccordement technique (DRT) actualisée.
Toutes les voitures électriques peuvent-elles être rechargées de manière bidirectionnelle?
Non, malheureusement pas encore. En principe, tous les véhicules électriques japonais peuvent être rechargés de manière bidirectionnelle, car il s’agit d’une prescription gouvernementale. La recharge bidirectionnelle est possible surtout avec tous les types de véhicules équipés de la technologie CHAdeMO, dans un cas de figure aussi avec le câble de recharge rapide CCS. De manière générale, la recharge bidirectionnelle nécessite l’approbation du fabricant du véhicule et une certification de la station de recharge pour le type de véhicule concerné.
Véhicules électriques disponibles en Suisse pour la recharge bidirectionnelle (état août 2021):
Véhicule
Prise
Nissan Leaf, e-NV-200 (véhicule de livraison) et EVALIA (minibus)
CHAdeMO
Mitsubishi i-MiEV, Outlander et Eclipse Cross
CHAdeMO
Peugeot iOn et Citroën C-Zero
CHAdeMO
Honda e
CCS
Plusieurs constructeurs automobiles ont annoncé le lancement sur le marché de modèles électriques à charge bidirectionnelle dans un avenir proche. D’une manière générale, il faut s’attendre à l’introduction d’une norme internationale d’ici 2025, laquelle réglementera également de manière contraignante la charge bidirectionnelle à l’aide de prises CCS.
Le chargement bidirectionnel est-il nuisible pour la batterie du véhicule?
Des années de pratique ainsi que des recherches scientifiques ont prouvé que les batteries au lithium étaient particulièrement résistantes. En outre, les derniers développements techniques ont permis une nouvelle augmentation de la durée de vie des batteries. La performance de décharge en cas de charge bidirectionnelle étant significativement plus faible que celle liée à l’utilisation du véhicule (facteur 10 et plus), le vieillissement supplémentaire de la batterie est extrêmement faible. L’homologation des modèles de véhicules pour le chargement bidirectionnel par leurs fabricants inclut également le maintien de l’intégralité des prestations de garantie.
Qu’impliquent les stations de recharge bidirectionnelle pour l’infrastructure de réseau électrique existante du bâtiment concerné?
Le stockage intermédiaire et la réinjection ciblée dans le bâtiment de l’électricité solaire autoproduite permettent d’augmenter le taux d’autoconsommation d’un bien immobilier ou d’un site équipé d’une installation photovoltaïque et de réduire ainsi les coûts d’achat de l’énergie électrique. Le raccordement bidirectionnel de véhicules permet en outre la réduction des pointes de consommation, puisque les batteries sont sollicitées en fonction de la charge. Grâce à cette injection, les utilisateurs bénéficient d’une réduction des coûts du réseau grâce aux économies réalisées sur le tarif de puissance. En présence d’un grand nombre de véhicules injecteurs, la puissance de l’infrastructure de recharge peut même dépasser la capacité de la puissance de raccordement installée.
À quel niveau V2X peut contribuer à la stabilité de l’approvisionnement électrique?
Grâce à la recharge et la décharge coordonnées des véhicules, les surcharges du réseau, par exemple en raison de l’injection irrégulière de courant solaire ou d’installations éoliennes, peuvent être évitées. 100’000 véhicules électriques raccordés au réseau, avec chacun ±10 kW, assurent par exemple une puissance de régulation décentralisée de ±1 GW. Cela correspond à la puissance de la plus grande centrale hydroélectrique à accumulation par pompage de Suisse, située à Limmern. La moitié de l’énergie stockée dans les 100’000 batteries suffit à alimenter en électricité 200’000 maisons individuelles moyennes pendant toute une journée.

Véhicule	Prise
Nissan Leaf, e-NV-200 (véhicule de livraison) et EVALIA (minibus)	CHAdeMO
Mitsubishi i-MiEV, Outlander et Eclipse Cross	CHAdeMO
Peugeot iOn et Citroën C-Zero	CHAdeMO
Honda e	CCS

Sans partenaires, rien n’est possible

Une visite chez l’exploitant du réseau de distribution tessinois Azienda Elettrica di Massagno (AEM) montre comment «V2X» fonctionne dans un environnement réel. Au Tessin, différentes maisons ont été regroupées pour la consommation d’énergie. Tu découvres ici comment la surproduction de nos installations photovoltaïques est stockée dans les batteries des voitures pendant la journée. Le soir, lorsque les installations photovoltaïques ne produisent plus d’électricité, l’énergie de la voiture est réinjectée dans le réseau local. Ce n’est que lorsque l’énergie est consommée que le réseau électrique local est mis à contribution.

La stabilité du réseau est également un aspect important. L’entreprise zurichoise «tiko» compte des experts dans ce domaine. Là, on garde un œil sur l’offre et la demande et on puise de l’électricité ou on l’injecte dans le réseau en fonction des besoins. Découvrequ’il est techniquement possible de stabiliser le réseau en Suisse avec des voitures électriques V2X.

V2X-Übergabe Honda e_mobility-carsharing_2022

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