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Vehicule to Grid : une technologie au secours du développement de la mobilité électrique

Matthieu Zekri, consultant chez mc²i Groupe, revient sur la technologie V2G qui permettrait de rémunérer les propriétaires de voitures électriques et soutenir le réseau de distribution d'électricité à faire face au développement de la mobilité électrique.

Avis d'expert  |  Transport  |    |  Actu-Environnement.com

L'essor des véhicules électriques représente un enjeu industriel majeur des 20 prochaines années. Il pourrait y avoir deux millions de voitures électriques en France d'ici 2020. Si cette mutation est actuellement portée principalement par l'industrie automobile, les acteurs de la gestion du réseau électrique sont fortement impactés et se montrent très impliqués dans la mise en place de solutions pour permettre son développement à grande échelle. Améliorer la mobilité électrique est d'ailleurs devenu un enjeu majeur chez ERDF. La préparation de la mise en place sur le territoire de bornes de rechargement électrique implique pour le gestionnaire du réseau de distribution non seulement de raccorder ces nouvelles installations, mais aussi de garantir la capacité du réseau à fournir la puissance et la qualité nécessaire pour charger un véhicule électrique.

Les acteurs se préparent à cette mutation

Si le développement des véhicules électriques reste incertain, il dépendra de la qualité de l'offre qui sera proposée aux utilisateurs. Afin de relever ce défi, les acteurs majeurs des secteurs de l'automobile et de l'électricité travaillent ensemble sur de nombreux projets expérimentaux.

Le projet Infini Drive lancé en 2012, mené dans plusieurs villes françaises et bénéficiant de subventions de l'Ademe a permis notamment d'analyser les données d'utilisation des véhicules électriques afin de concevoir des systèmes de gestion intelligente des flottes de véhicules.

Des projets comme Mini E Paris (BMW) et Save (Renault) menées les 3 dernières années ont permis de tester le comportements des conducteurs ainsi que leur appréciation du système électrique de charge.

Un autre projet (projet Kleber) mené à Strasbourg par EDF et Toyota a notamment permis à l'électricien français d'observer les habitudes de charges. La filiale d'EDF SODETREL en charge de l'exploitation des infrastructures de charge a participé au projet Kleber et développe actuellement un système de supervision des bornes connectées en collectant en temps réel l'état des points de charge.

Il apparait que les recharges de véhicules interviennent lors des heures de pointe, où la consommation est la plus élevée, et EDF doit trouver des solutions pour décaler la charge hors de ces périodes afin d'éviter des incidents de surcharges sur le réseau.

Mise au point de la technologie V2G

Une des solutions pourrait être l'utilisation de la technologie "Vehicule to Grid", ou Véhicule vers le réseau qui permet aux voitures électriques d'injecter de l'électricité sur le réseau. Ces véhicules représenteraient une solution de stockage de l'électricité qui permettrait de consommer pendant les périodes de pointes de l'électricité produite pendant la nuit par exemple.

   
Schéma traduit et adapté à partir du site Udel.edu © http://www.udel.edu/V2G/
 
   
Ce mode de fonctionnement permettrait en plus aux usagers d'amortir plus rapidement l'acquisition de leur véhicule électrique en étant rémunéré pour l'électricité injectée sur le réseau à des heures de pointes (le prix de l'électricité variant pendant la journée avec des tarifs plus bas pendant la nuit et plus haut aux alentours de 19h). Cela pourrait représenter un argument supplémentaire pour les constructeurs de voitures et ainsi faciliter le développement des voitures électriques.

Les détenteurs de voitures électriques seraient ainsi incités à décharger leurs batteries et injecter de l'électricité sur le réseau pendant les heures de pointes et décaler le rechargement de leurs batteries pendant la nuit où le prix est moins élevé, ce qui répondrait à un enjeu important pour l'implantation des voitures électriques.

En parallèle, il faudra mettre en place des systèmes de contrôle automatisés de la gestion automatique du mode injection/soutirage en fonction du niveau de la batterie.

La question de l'interaction avec les gestionnaires du réseau se pose également : Les systèmes de comptages devront s'adapter à ce nouveau mode d'utilisation du réseau et devront être capable d'identifier quelque soit le lieu de l'injection à qui appartient la voiture pour que le propriétaire puisse être rémunéré.

Même si à l'heure actuelle le réseau électrique ainsi que la production d'électricité ne sont pas dimensionnés pour permettre le développement à grande échelle des voitures électriques, les acteurs sont mobilisés pour que cette transition puisse devenir une réalité.

Avis d'expert proposé par Matthieu Zekri, consultant  mc²i Groupe

Réactions13 réactions à cet article

 

Bien sûr Monsieur Zekri ! Vous avez certainement raison, au même titre que l'homme fera un voyage aller-retour sur Mars ! Mais ce n'est pas pour aujourd'hui.
La raison principale est surtout technique. Les batteries d'aujourdh'ui côutent environ 10000€ pour 24 kWh d'autonomie avec environ 1000 cycles charge/décharge de durée de vie. En faisant une simple division, un cycle de charge recharge coûte environ 10€ d'amortissement de la batterie à son propriétaire. Si l'on considère que la recharge de 1 kWh coute 0,1€ (0,06 € d'electricité + 0,04 € de transport) en électricité, le propriétaire devrait pouvoir revendre son kWh au moins 1,1 € pour ne pas être perdant. Sur le marché spot de l'électricité, le prix de l'energie en heure de pointe ne dépasse qu'exceptionnellement 0,2 €.
Vous oubliez aussi de dire qu'il faudra équiper son véhicule d'un onduleur supplémentaire, relativement onéreux, capable de convertir le courant continu produit par la batterie en courant alternatif injectable sur le réseau.
Votre analyse ne trouvera donc jamais une viabilité économique à moyen terme.

collo | 05 mars 2014 à 12h15
 
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Je trouve que cet article met de côté l'usure accélérée que vont subit les batteries qui vont filer du jus au reseau... Et dans le cas de contrats de location de batteries (ZOE que je possède)...je doute que le constructeur soit d'accord pour que ses batteries s'use plus vite sans ajouter de kms au compteur !!
Pour répondre à Collo, il faut aussi évoluer avec la fabrication de l'électricité sur place... dimanche dernier j'ai chargé ma ZOE en 5KW avec 100% de solaire venant de mes 5600Wc sur mon toit ! donc vos frais de transport de l'élec, y en a pas forcément si on sort du raisonnement du vieux réseau centralisé et qu'on passe à la prod locale là ou l'on consomme c'est à dire chez soit directement !
eh oui... mais là c'est EDF qu n'est pas prêt .... à céder une part des nos factures ! vive les lobbys...

roro | 06 mars 2014 à 09h32
 
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Les questions de coût financier sont secondaires et n'ont pas de sens. Il suffit que le prix des combustibles fossiles augmente rapidement pour qu'immédiatement ces arguments financiers tombent d'eux-même. Cela arrivera forcément un jour. Ceci étant dit, il est vrai qu'ils ne peuvent être balayés d'un revers de main, surtout aujourd'hui dans le contexte économique dans lequel nous vivons.
"Après-moi le déluge" reste un argument fort, même s'il n'est guère citoyen.

Mais il est une autre réalité qu'on ne saurait négliger, c'est celle de la pollution atmosphérique en zone urbaine. Habitant la région Ile-de-France je n'y suis pas insensible. Pour cette raison, je pense que la solution du véhicule à propulsion électrique devrait s'imposer, et même être imposée (directement ou indirectement au moyen de taxes sur les carburants fossiles). Evidemment cela pose la question de la motorisation et de la source d'énergie embarquée : pile à combustible ou batteries ? Il faut sans doute développer les deux en concurrence et attendre que les progrès scientifiques, techniques et technologiques montrent la ou les solutions les plus efficientes sur le plan énergétique.

Seule une comptabilité faite en unité d'énergie (le Joule, le kWh ?, etc.), pourra dire le bon sens.

Jean-Claude Herrenschmidt | 06 mars 2014 à 09h57
 
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Cet article est totalement déconnecté de la réalité.
1) Le coût d'usure de la batterie du VE est tel qu'il est impossible de rentabiliser un tel projet avant des années. Et d'autres arguments financiers enfoncent encore plus le clou mais bref ... c'est invendable : point.
2) en janvier 2014 : Renault a vendu 100 zoe. Aucun risque d'avoir 2 millions de VE en 2020 en France même si le pays et l'écologie en aurait bien besoin.
3) la seule voie viable actuellement consiste à produire et à vendre l'électricité de son toit et à charger son VE en journée ensoleillée ou ventée (si on a un parc éolien digne de ce nom en France un jour, pas le cas actuellement) ou la nuit en heures creuses. Hors les lobbies ont une trouille monstre de voir le modèle allemand où les citoyens remplacent les "EDF" allemandes mettant celles ci en difficulté. Aucune chance de voir la prod d'électricité citoyenne en France : trop de lobbies sont contre et les politiciens de tout bord s'en foutent

jumper | 06 mars 2014 à 11h14
 
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@jumper.
Je vous trouve bien sceptique.
1- Je ne discute pas sur le coût d'usure de la batterie, aujourd'hui. Affirmer que cela durera des années pourquoi pas. Mais c'est bien imprécis. Deux ans ? Dix ans ? Cinquante ans ? Cent ans ?
Auriez-vous des informations précises sur l'état de la recherche actuelle : solutions étudiées, résultats obtenus, projections industrielles ? D'autant que vous vous focalisez sur la batterie mais, je me permet d'insister, il y a également la pile à combustible qui utilise de l'hydrogène et ne produit pas de CO2.
2- Zoé n'est pas aujourd'hui un produit phare. Imaginez que le prix du baril double (fantaisie de l'OPEP ! bien relayée par les autres producteurs de brut). Votre conclusion serait-elle la même ? Et s'il prend envie au gouvernement, par nécessité, d'augmenter la TIPP de 50 %, que croyez-vous que feront les acheteurs potentiels de Zoé, surtout si celle-ci fait l'objet d'aides fiscales ?
3- Je suis bien d'accord avec vous. Le seul bémol : que toutes les aides fiscales pour toutes les sources d'énergie soient supprimées. Mais ça, ça conduit à la révolution. Patience !

Jean-Claude Herrenschmidt | 06 mars 2014 à 13h38
 
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@Jean-Claude Herrenschmidt

voici quelques éléments :
1) je suis possesseur d'une des toutes premières leaf livrées en France pour situer que je suis un vrai utilisateur de VE)
2) en 2011, une batterie de leaf en pièce détachée était impossible à chiffrer. Globalement, via différentes méthodes de calcul, en 2011 une batterie de leaf représentait la moitié du prix de l'automobile soit 18 000 euros TTC à l'époque
3) en 2013, les cells ont baissé de prix , Nissan affiche officiellement 10 000 euros soit un peu moins que les 28 000 du prix public d'une leaf avant bonus et remise systématique désormais de 2000 euros minimum par le vendeur
4) les projections de divers cabinets d'étude chiffrent une batterie type leaf à 5000 euros pour 2020. En neuf.
5) le prix de l'électricité aura augmenté d'un minimum de 30% d'ici 2020 voire plus.
Les points 3, 4, 5 ci dessus donne le V2G impraticable pour les 7 années à venir minimum. pour faire simple ! Donc des années où V2G sera impossible économiquement parlant = 7 ans minimum ;

pour être viable V2G a besoin : l'électricité doit voir son prix fortement augmenter (>> 30%, un doublement au bas mot) , le pétrole aussi (sinon pas de vente de VE en volume) , l'écart de prix HP / HC aussi.

je suis à la limite de la taille du post. j'envoie et je continue après

jumper | 06 mars 2014 à 15h10
 
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@Jean-Claude Herrenschmidt - la suite :
les autres points : votre point n°2
hélas, le pétrole / gaz de schiste a eu un effet frein énorme sur le marché pétrolier. Tant que les gaz / pétroles non conventionnels déborderont des puits US ou des autres pays (Canada etc.) => le baril restera stable à 100$ donc les VE auront du mal à se vendre

tipp : oui. Les états impécunieux augmentent massivement les taxes sur le pétrole pour de nombreuses raisons (Italie, Grèce Espagne ...). Tant que les marchés financiers prêteront à la France à des taux bas, la TIPP augmentera faiblement. Nos chers élus veulent être ré élus , pas se fâcher avec le peuple.

point 1) Hydrogène : inapplicable en France. Le coût pour produire est effarant (rendement très mauvais). électrolyse, transport du gaz H2, compression 700 bars, stockage en réservoir pour une pile à combustible, production d'élec => on récupère à la roue 6 à 8% de l'électricité d'origine !! Seules des EnR en forte surcapacité avec un prix kWh divisé par 10 ou 15 peuvent produire du H à prix compétitif. Seule l'Allemagne à ce jour aura cette capacité à partir des années 2020 / 2025.

jumper | 06 mars 2014 à 15h20
 
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@jumper
Je vous suis très bien. Juste encore une question : comment intégrez-vous les coûts liés à la dégradation de l'environnement, principalement les coûts de santé publique ?

Jean-Claude Herrenschmidt | 06 mars 2014 à 16h09
 
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@Jean-Claude Herrenschmidt

ouh là : comptez les couts de santé publique et des dégats environnementaux ? comme vous y allez !

1) les états dont la France ne veulent pas (faut pas froisser les lobby quand même) chiffrer ces coûts et encore moins les imputer aux responsables
2) envoyer en 2 siècles (20 et 21ème) dans les 100 à 300 millions d'années de CO2 issu du volcanisme et de la création de la Terre va pulvériser notre société. On chiffre cela comment et à combien ? des milliers de milliards d'euros à répartir sur les différents postes de pollution : ok on fait comment et pourquoi puisque personne ne veut payer
3) santé publique : les différents combustions des fossiles produisent des polluants directement nuisibles à la santé publique (le diesel en tête ? ) différentes approches chiffrent cela dans des fourchettes allant de 10 à 50 000 décès annuels et plus rien que sur la France ; on fait comme pour le tabac ? on met une csg sur la gasole à la pompe ? On va avoir des bonnets rouges dans la rue.

jumper | 06 mars 2014 à 17h16
 
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Pas facile de prendre une… décision (j'allais écrire bonne !)
Sauf à jouer les cyniques : je m'en mets plein les poches… et après-moi le déluge !

Jean-Claude Herrenschmidt | 06 mars 2014 à 17h59
 
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Bonjour,

On peut faire toutes les équations qu'on veut, tant qu'on voudra faire rouler des véhicules dont la masse est 10 à 15 fois la masse transportée, leurs inconnues le resteront ...
Sans réduction du besoin en énergie, pas de salut !

Le seul VE qui a du sens à ce jour est la TWIZY associée à un petit bloc éolien-PV, à l'usage des personnes dont le pavillon est à l'écart des transports en commun et dont le boulot est à 20 km du dit pavillon.

C'est tellement évident que RENAULT l'a bien compris et confié à ses stylistes le soin de la massacrer pour être certain qu'elle soit parfaitement inutilisable et ne puisse pas donner de mauvaises idées au bon peuple. Et oui, même l'hiver il faut aller bosser ...

Et complètement d'accord avec le V2G ... mais, sur Mars !

Michel RIAZUELO | 07 mars 2014 à 08h24
 
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Le V2G n'est jamais qu'une solution de stockage tampon. Le lissage de la consommation devrait permettre de réduire les investissements de production primaire.
Mais sa mise en œuvre suppose des investissements importants sur le réseau. A ce jour, les calculs de ceux-ci sont faits en monnaie courante, dollars ou euros.
Rien ne me montre que si ces mêmes calculs étaient faits en unités d'énergie le bilan soit très favorable.

Jean-Claude Herrenschmidt | 07 mars 2014 à 11h05
 
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"Rien ne me montre que si ces mêmes calculs étaient faits en unités d'énergie le bilan soit très favorable.
Jean-Claude Herrenschmidt "

Effectivement, faire des comptes en monnaie garanti qu'on se trompe. A terme, seul le bilan énergétique, et plus largement le bilan carbone ou un autre indicateur exprimant l'empreinte environnementale, a du sens et c'est lui qui par force s'imposera.

Faire des business plans pour les intermittents de l'actionnariat semble pourtant être la règle d'or ....

Michel RIAZUELO | 07 mars 2014 à 12h48
 
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