Dans la lutte contre le réchauffement climatique, les sources d’énergie renouvelables ont un rôle important à jouer. Cependant, leur volatilité entraîne une instabilité de notre système énergétique et nécessite une capacité de stockage d’énergie importante. Grâce à la technologie du véhicule-à-réseau (V2R), nous pouvons utiliser les véhicules électriques pour mieux gérer la demande d’énergie renouvelable et équilibrer notre système énergétique.
1. Qu’est-ce que le véhicule-à-réseau ?
Le véhicule-à-réseau, ou V2R en abrégé, est une technologie qui permet de renvoyer de l’énergie vers le réseau électrique à partir de la batterie d’un véhicule électrique (VE). Grâce à la technologie V2R, une batterie de VE peut être déchargée en fonction de différents signaux, tels que la production ou la consommation d’énergie à proximité.
La technologie V2R permet une charge bidirectionnelle, ce qui permet de charger la batterie du VE et de puiser l’énergie stockée dans la batterie de la voiture pour la renvoyer vers le réseau électrique. Bien que la charge bidirectionnelle et le V2R soient souvent utilisés de manière synonyme, il existe une légère différence entre les deux.
Alors que la charge bidirectionnelle signifie une charge à double sens (charge et décharge), la technologie V2R ne permet que l’écoulement de l’énergie de la batterie de la voiture vers le réseau.
Et le V2X ?
Outre le V2R, il existe une autre abréviation souvent mentionnée en relation avec la charge bidirectionnelle : le V2X. Le V2X signifie véhicule-vers-tout. Il comprend de nombreux cas d’utilisation différents, tels que la voiture-vers-maison (V2H), la voiture-vers-bâtiment (V2B) et les services de voiture-vers-charge (V2L).
Selon que vous souhaitez utiliser l’électricité d’une batterie de VE dans votre maison ou un bâtiment de bureau, il existe différentes abréviations pour chacun de ces cas d’utilisation. Vos VE peuvent travailler pour vous, même si le retour à la grille électrique n’est pas prévu pour vous.
En résumé, l’idée derrière le V2R est similaire à la charge intelligente classique. La charge intelligente, également connue sous le nom de charge V1G, nous permet de contrôler la charge des VE de manière à augmenter ou diminuer la puissance de charge lorsque cela est nécessaire.
Le véhicule-à-réseau va plus loin et permet également de renvoyer momentanément la puissance chargée vers le réseau à partir des batteries des voitures pour équilibrer les variations de production et de consommation d’énergie.
2. Pourquoi devriez-vous vous intéresser au V2R ?
En résumé, le V2R contribue à atténuer le changement climatique en permettant à notre système énergétique de mieux équilibrer les énergies renouvelables. Cependant, pour réussir à relever la crise climatique, trois choses doivent se produire dans les secteurs de l’énergie et de la mobilité : la décarbonisation, l’efficacité énergétique et l’électrification.
Dans le contexte de la production d’énergie, la décarbonisation fait référence au déploiement de sources d’énergie renouvelables, telles que l’éolien et le solaire. Cela pose le problème du stockage de l’énergie. Alors que les combustibles fossiles peuvent être considérés comme une forme de stockage d’énergie car ils libèrent de l’énergie lorsqu’ils sont brûlés, l’énergie éolienne et solaire fonctionne différemment.
Cette énergie devrait soit être utilisée lorsqu’elle est produite, soit être stockée pour une utilisation ultérieure. À mesure que la production d’énergie renouvelable fait de plus en plus son entrée dans notre système énergétique, elle crée plus de volatilité et la nécessité de nouvelles façons d’équilibrer et de stocker l’énergie renouvelable.
Parallèlement, le secteur des transports joue également un rôle important dans la réduction des émissions de carbone. Une preuve notable en est le nombre croissant de VE sur nos routes. En 2022, 14 % de toutes les voitures vendues étaient électriques, contre seulement 5 % en 2020.
Les batteries des VE sont de loin la forme de stockage d’énergie la plus rentable, car elles ne nécessitent aucun investissement supplémentaire en matériel. Grâce au V2R, nous pouvons utiliser la capacité de la batterie jusqu’à 10 fois plus efficacement qu’avec une charge intelligente classique. La technologie V2R nous permet de tirer le meilleur parti de la population actuelle de véhicules.
Et d’ici 2030, il pourrait y avoir jusqu’à 250 millions de VE dans le monde. Cela signifie que nous aurons environ 250 millions de petites unités de stockage d’énergie sur roues. Les recherches montrent en réalité qu’à la fin de cette décennie, les batteries des VE devraient être en mesure de répondre à la demande de stockage d’énergie à court terme.
La vision de Virta pour les solutions V2R
Les systèmes de stockage d’énergie stationnaires, de véritables banques d’énergie, deviennent de plus en plus courants. Ils constituent un moyen pratique de stocker l’énergie provenant, par exemple, de grandes centrales solaires. Selon les prévisions, 6 % de la production mondiale d’électricité pourrait être stockée dans des batteries au cours des 20 prochaines années.
Par exemple, Tesla et Nissan proposent des batteries domestiques aux consommateurs. Ces batteries domestiques, associées à des panneaux solaires et à des bornes de recharge domestiques pour VE, permettent d’équilibrer la production et la consommation d’énergie dans les maisons individuelles ou les petites communautés.
Les stations de pompage sont une autre forme courante de stockage d’énergie. L’eau est continuellement pompée vers le haut et vers le bas pour produire et stocker l’énergie produite.
À plus grande échelle, et par rapport aux véhicules électriques ou batteries sur roues, ces systèmes de stockage d’énergie sont plus coûteux à fournir et nécessitent des investissements importants. À mesure que le nombre de VE augmente continuellement, les voitures électriques offrent une bien meilleure option sans coûts supplémentaires.
Chez Virta, nous croyons que les voitures électriques sont tout simplement le moyen le plus intelligent d’aider à la gestion et à la production d’énergies renouvelables, car les VE feront partie de notre vie à l’avenir, quelles que soient les façons dont nous choisissons de les utiliser.
3. Comment fonctionne le V2R ?
En ce qui concerne l’utilisation du V2R dans la pratique, la chose la plus importante est de s’assurer que les conducteurs de VE disposent de suffisamment d’énergie dans leurs batteries de voiture lorsqu’ils en ont besoin. Par exemple, un conducteur doit pouvoir faire un trajet aller-retour pour aller travailler à tout moment. C’est l’exigence de base du V2R et de toute autre technologie de charge : le conducteur de VE doit pouvoir communiquer quand il veut débrancher la voiture et à quel niveau de charge la batterie doit être à ce moment-là.
Avec la solution V2R de Virta, la batterie de la voiture est toujours chargée à 70-90 % lorsque le conducteur doit partir.
Avec la charge intelligente, la possibilité d’équilibrer le réseau s’arrête lorsque la batterie est complètement chargée. Avec le V2R, l’équilibrage du réseau peut se poursuivre pendant toute la durée de branchement du véhicule.
La charge privée (à domicile ou au travail) est idéale pour le V2R car la durée de branchement du véhicule est longue. Cela permet de contrôler la charge et la décharge pendant les moments les plus propices du système électrique.
Un exemple concret : Au siège de Virta
Au siège de Virta, nous disposons actuellement de sept stations de charge V2R en service. Ces stations sont situées dans le garage de l’immeuble de bureaux, à côté de stations de charge intelligente régulières accessibles au public. Lorsque la station V2R décharge, l’électricité ici au siège de Virta est directement transférée vers les batteries des voitures à la charge des stations régulières, qui sont les emplacements les plus proches où la demande électrique est continue.
Si aucune voiture n’est en train de se charger, l’électricité déchargée sera utilisée pour l’éclairage ou la climatisation du garage. Cela réduit la consommation totale d’énergie du bâtiment, ce qui équilibre le système énergétique autour de notre bureau.
Laissez-nous vous faire visiter virtuellement le siège de Virta pour tester notre solution de charge V2R :
4. Les avantages du véhicule-à-réseau (V2R)
Résumé des avantages en fonction de vos objectifs :
- Réduction du coût total de possession (TCO) des flottes
- Les constructeurs automobiles peuvent vendre des véhicules à valeur ajoutée
- Les acteurs du marché de l’énergie peuvent échanger et optimiser leur équilibre
- Les exploitants de réseaux peuvent optimiser leurs investissements et stabiliser le réseau
Pour l’immobilier
Lors de l’installation d’une station de recharge, la première étape consiste à examiner le système électrique du bâtiment. La connexion électrique peut entraver le projet d’installation de recharge pour VE ou augmenter considérablement les coûts si la connexion doit être mise à niveau.
Le V2R, ainsi que d’autres fonctionnalités de gestion intelligente de l’énergie telles que la gestion dynamique de la charge (DLM), permettent aux VE de se recharger n’importe où, indépendamment de l’environnement, de l’emplacement ou du bâtiment.
Les avantages du V2R pour les bâtiments sont visibles lorsque l’électricité des batteries de voitures est utilisée là où elle est le plus nécessaire (comme décrit dans le chapitre précédent). Le véhicule-à-réseau permet d’équilibrer la demande d’électricité et d’éviter tout coût supplémentaire lié à l’extension du système électrique. Avec le V2R, les pics de consommation d’électricité momentanés dans le bâtiment peuvent être équilibrés à l’aide des VE et aucune énergie supplémentaire n’a besoin d’être consommée depuis le réseau.
Pour le réseau électrique
Lorsque la consommation d’énergie augmente, elle peut surcharger le réseau électrique de la région. La capacité d’un bâtiment à équilibrer sa demande d’électricité avec des stations de charge V2R contribue également à soulager le réseau électrique à plus grande échelle.
Cela sera utile lorsque la quantité d’énergie renouvelable dans le réseau, produite avec l’énergie éolienne et solaire, augmentera. Les sources d’énergie renouvelables sont volatiles et posent des défis dans les zones qui dépendent de l’énergie éolienne et solaire.
Ces circonstances entraînent une “congestion du réseau” ou des goulots d’étranglement qui peuvent empêcher l’électricité d’atteindre sa destination. Heureusement, les VE contrôlés de manière intelligente peuvent offrir une solution à la congestion du réseau et éviter la nécessité de coûteuses mises à niveau de l’infrastructure du réseau.
Sans la technologie du véhicule-à-réseau, l’énergie doit être achetée auprès de centrales électriques de réserve, ce qui entraîne une hausse des prix de l’électricité pendant les heures de pointe, puisque la mise en service de ces centrales supplémentaires est une procédure coûteuse. De plus, la majorité de ces centrales électriques de réserve produisent de l’énergie carbonée.
Sans contrôle, vous devez accepter ce prix donné, mais avec le V2R, vous pouvez optimiser vos coûts et vos bénéfices. En d’autres termes, le V2R permet aux sociétés énergétiques de jouer au ping-pong avec l’électricité dans le réseau.
Pour les flottes de véhicules
Les opérateurs de flottes peuvent adhérer à un programme V2R et générer des revenus supplémentaires car les fournisseurs de services publics paieront les flottes pour décharger les batteries de leurs véhicules. En même temps, votre flotte peut contribuer à l’équilibre du réseau énergétique.
Grâce au véhicule-à-réseau, les flottes peuvent utiliser leurs véhicules comme des unités de stockage d’énergie temporaires. Cela peut être particulièrement utile si votre entreprise dépend principalement des opérations de construction. En cas de manque d’énergie ou même de panne de courant, l’énergie peut être stockée dans vos véhicules et déchargée dans le bâtiment de votre entreprise lorsque cela est nécessaire.
Pour les conducteurs de VE
Pourquoi les conducteurs individuels de VE participeraient-ils à une demande de réponse du véhicule-à-réseau ? Comme nous l’avons expliqué précédemment, cela ne leur fait aucun tort, mais cela leur fait-il du bien ?
Comme les solutions V2R devraient devenir une fonctionnalité financièrement bénéfique pour les sociétés énergétiques, elles ont un incitatif clair à encourager les consommateurs à y participer.
Après tout, la technologie, les appareils et les véhicules compatibles avec la technologie V2R ne suffisent pas – les consommateurs doivent participer, brancher et permettre à leurs batteries de voiture d’être utilisées pour le V2R.
Tout comme les flottes, les conducteurs individuels de VE peuvent également bénéficier de revenus supplémentaires pour stocker l’excédent d’énergie dans leurs véhicules et la revendre aux réseaux électriques.
5. Comment le véhicule-à-réseau va-t-il devenir courant ?
Nous sommes sur le point de voir des solutions V2R disponibles commercialement. Mais il reste beaucoup de développement à faire avant que cette technologie ne devienne l’outil de gestion de l’énergie généralisé.
A. Technologie et appareils V2R
Plusieurs fournisseurs de matériel ont développé des modèles d’appareils compatibles avec la technologie du véhicule-à-réseau. Tout comme les autres appareils de charge, les chargeurs V2R existent déjà sous différentes formes et tailles.
Généralement, la puissance de charge maximale est d’environ 11 kW, juste assez pour une charge à domicile ou au travail. Mais nous pouvons également trouver des chargeurs V2R avec une puissance de charge allant jusqu’à 15 kW. À l’avenir, des solutions de charge encore plus larges seront disponibles.
Les dispositifs de charge du véhicule-à-réseau sont des chargeurs à courant continu (CC), car cela permet de contourner les chargeurs embarqués unidirectionnels des voitures. Il existe également des projets où un véhicule dispose d’un chargeur CC embarqué et peut être branché sur un chargeur CA. Cependant, ce n’est pas une solution courante aujourd’hui.
En résumé, les dispositifs existent et sont réalisables, mais il y a encore de la place pour des améliorations au fur et à mesure que la technologie se développe.
B. Véhicules compatibles avec le V2R
Actuellement, les constructeurs automobiles de véhicules électriques compatibles avec la norme CHAdeMO, tels que Nissan, ont dépassé les autres constructeurs en commercialisant des modèles de voitures compatibles avec le V2R. Toutes les Nissan Leaf et Nissan e-NV200 peuvent être déchargées avec des bornes V2R. Mitsubishi a également rejoint le club avec ses modèles Outlander PHEV et iMiev, qui sont désormais également compatibles avec le V2R.
Certains autres modèles de voitures avec des capacités V2R sont la Peugeot iON et la Citroën C0.
La capacité de supporter le V2R est une véritable opportunité pour les constructeurs automobiles et beaucoup d’entre eux devraient rejoindre le club des véhicules compatibles avec le V2R prochainement.
Par exemple, Ford prévoit de commercialiser le V2R avec son camion électrique F-150 Lightning et Hyundai avec son modèle IONIQ 5, tandis que Volkswagen met également en œuvre la norme ISO-15118 dans ses véhicules.
La compatibilité avec la norme CCS devrait être commercialisée d’ici 2025.
