Un problĂšme se transforme en solution â avec V2X
Une chose est sĂ»re: nous devons vivre de maniĂšre plus durable. Et cela concerne chacune et chacun dâentre nous, si nous voulons maintenir le rĂ©chauffement planĂ©taire aussi faible que possible. Câest pourquoi nous misons entiĂšrement sur la mobilitĂ© Ă©lectrique. Dâici 2030 au plus tard, lâintĂ©gralitĂ© de nos quelque 3â000 vĂ©hicules sera Ă©lectrique. La popularitĂ© grandissante de lâĂ©lectromobilitĂ© est certes une bonne chose, toutefois elle induit un accroissement de la consommation dâĂ©lectricitĂ© 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 dâhiver. Le projet «V2X Suisse» veut trouver des solutions Ă ce problĂšme en unissant les forces.
Des voitures trĂšs puissantes
LâidĂ©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 lorsquâelles ne servent pas. Il faut savoir quâune voiture privĂ©e peut, en moyenne, rester stationnĂ©e jusquâĂ 23 heures par jour. Ces vĂ©hicules stationnĂ©s peuvent ainsi se muter en powerbanks mobiles, formant une gigantesque batterie, capable de restituer de lâĂ©nergie, 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 dâune puissance de 11 kilowatts fournit davantage dâĂ©lectricitĂ© quâun mĂ©nage suisse nâen consomme, en moyenne, en un jour.
Quâest-ce que «V2X-Suisse»?
Le projet de recherche limitĂ© dans le temps sâest dĂ©roulĂ© de maniĂšre opĂ©rationnelle de lâautomne 2022 au printemps 2024. 50 voitures Ă©lectriques bidirectionnelles Honda ont Ă©tĂ© intĂ©grĂ©es Ă lâexploitation normale de car sharing de Mobility. Il sâagissait 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 dâinstallations photovoltaĂŻques peuvent optimiser leur consommation. Il sâagissait en outre dâanalyser 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© quâen 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 nâest pas encore rentable Ă lâheure 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, lâagrĂ©gateur tiko, ainsi que novatlantis en tant que collaborateur scientifique (en collaboration avec lâETH Zurich). Le projet est soutenu par le programme pilote et de dĂ©monstration de lâOffice fĂ©dĂ©ral de lâĂ©nergie OFEN.
Notions
V2H (Vehicle-to-home)
Les voitures Ă©lectriques Ă charge bidirectionnelle peuvent non seulement stocker de lâĂ©nergie Ă©lectrique pour la mobilitĂ©, mais aussi la rĂ©injecter dans la maison. Vehicle-to-home permet ainsi lâapprovisionnement du propre mĂ©nage avec lâĂ©nergie Ă©lectrique stockĂ©e dans la voiture Ă©lectrique. Lâensemble des processus de recharge et dâinjection se dĂ©roulent en amont du compteur du bĂątiment. Cette technique est souvent utilisĂ©e pour amĂ©liorer la consommation dâĂ©lectricitĂ© autoproduite de lâinstallation solaire.
V2B (Vehicle-to-building)
Comme pour Vehicle-to-home, les voitures Ă©lectriques Ă charge bidirectionnelle peuvent non seulement stocker de lâĂ©nergie pour la mobilitĂ©, mais aussi la rĂ©injecter dans le bĂątiment afin dâapprovisionner diffĂ©rents percepteurs. Vehicle-to-building permet ainsi lâapprovisionnement du propre immeuble collectif ou de lâentreprise artisanale ou industrielle avec lâĂ©nergie Ă©lectrique stockĂ©e dans la voiture Ă©lectrique, laquelle fait souvent partie dâune flotte de voitures Ă©lectriques. En outre, le peak shaving permet lâĂ©crĂȘtage des pointes de consommation internes du bĂątiment. Lâensemble des processus de recharge et dâinjection 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 lâĂ©nergie Ă©lectrique sur le rĂ©seau, mais, en tant quâĂ©lĂ©ments dâun systĂšme Ă©nergĂ©tique intelligent, peuvent aussi la rĂ©injecter. Ce processus est pilotĂ© Ă lâaide de signaux du gestionnaire du rĂ©seau de transport dâĂ©lectricitĂ© ou du prestataire de distribution et peut avoir lieu aussi bien sur les places de recharge publiques, quâĂ lâintĂ©rieur des bĂątiments via le raccordement au rĂ©seau. Les processus de charge et dâinjection V2G dâun grand nombre de vĂ©hicules Ă©lectriques (pooling) servent au nĂ©goce dâĂ©nergie 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 lâutilisation combinĂ©e de plusieurs modes de fonctionnement. Ainsi, par exemple, les voitures Ă©lectriques Ă charge bidirectionnelles dans le parking souterrain dâun grand immeuble peuvent servir aussi bien Ă lâoptimisation de lâautoconsommation quâĂ des fins dâĂ©crĂȘtage des pointes de consommation (B2B) et Ă la fourniture de prestations de services de rĂ©seau (V2G). Lâapprovisionnement autonome de consommateurs individuels et de rĂ©seaux isolĂ©s, tout comme la recharge dâautres voitures complĂštent la gamme dâapplications.
QUESTIONS FRĂQUENTES
Dans quelle mesure la technologie de recharge bidirectionnelle est-elle développée?
Les premiers fabricants en Suisse et Ă lâĂ©chelle 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 dâessais 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 â 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 lâinfrastructure de recharge respecte la recommandation de lâAES pour le raccordement au rĂ©seau des installations de production dâĂ©nergie (RR-IPE) ainsi que les normes techniques de sĂ©curitĂ© Ă©lectrique et de compatibilitĂ© Ă©lectromagnĂ©tique, elle peut faire lâobjet dâune autorisation dans le cadre de lâenregistrement auprĂšs du gestionnaire de rĂ©seau de distribution. Depuis le 1er janvier 2022, les stations de recharge bidirectionnelles peuvent ĂȘtre notifiĂ©es Ă lâaide 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 sâagit dâune 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 Cross | CHAdeMO |
Peugeot iOn und Citroën C-Zero | CHAdeMO |
Honda e | CCS |
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 sâattendre Ă lâintroduction dâune norme internationale dâici 2025, laquelle rĂ©glementera Ă©galement de maniĂšre contraignante la charge bidirectionnelle Ă lâaide 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 lâutilisation du vĂ©hicule (facteur 10 et plus), le vieillissement supplĂ©mentaire de la batterie est extrĂȘmement faible. Lâhomologation des modĂšles de vĂ©hicules pour le chargement bidirectionnel par leurs fabricants inclut Ă©galement le maintien de lâintĂ©gralitĂ© des prestations de garantie.
Quâimpliquent les stations de recharge bidirectionnelle pour lâinfrastructure de rĂ©seau Ă©lectrique existante du bĂątiment concernĂ©?
Le stockage intermĂ©diaire et la rĂ©injection ciblĂ©e dans le bĂątiment de lâĂ©lectricitĂ© solaire autoproduite permettent dâaugmenter le taux dâautoconsommation dâun bien immobilier ou dâun site Ă©quipĂ© dâune installation photovoltaĂŻque et de rĂ©duire ainsi les coĂ»ts dâachat de lâĂ©nergie Ă©lectrique. Le raccordement bidirectionnel de vĂ©hicules permet en outre lâaplanissement des pointes de consommation, puisque les batteries sont sollicitĂ©es en fonction de la charge. GrĂące Ă cette injection, les utilisateurs bĂ©nĂ©ficient dâune rĂ©duction des coĂ»ts du rĂ©seau dĂ©coulant des Ă©conomies rĂ©alisĂ©es sur le tarif de puissance. En prĂ©sence dâun grand nombre de vĂ©hicules injecteurs, la puissance de lâinfrastructure de recharge peut mĂȘme dĂ©passer la capacitĂ© de la puissance de raccordement installĂ©e.
Ă quel niveau V2X peut contribuer Ă la stabilitĂ© de lâapprovisionnement 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 lâinjection irrĂ©guliĂšre de courant solaire ou dâinstallations Ă©oliennes, peuvent ĂȘtre Ă©vitĂ©es. 100â000 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 lâĂ©nergie stockĂ©e dans les 100â000 batteries suffit Ă alimenter en Ă©lectricitĂ© 200â000 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 dâun regroupement pour la consommation dâĂ©nergie. DĂ©couvre ici comment la surproduction dâinstallations photovoltaĂŻques est stockĂ©e dans les batteries des voitures pendant la journĂ©e. Le soir, lorsque les installations photovoltaĂŻques ne produisent plus dâĂ©lectricitĂ©, lâĂ©nergie de la voiture retourne dans le rĂ©seau. Ce nâest que lorsque lâĂ©nergie est Ă©puisĂ©e que lâon accĂšde au rĂ©seau Ă©lectrique local.
La stabilitĂ© du rĂ©seau est Ă©galement un aspect important. Lâentreprise zurichoise «tiko» propose des experts dans ce domaine. On y suit lâoffre et la demande et on puise de lâĂ©lectricitĂ© en fonction des besoins ou lâinjecte dans le rĂ©seau. DĂ©couvre quâil est techniquement possible de stabiliser le rĂ©seau en Suisse au moyen de voitures Ă©lectriques V2X.