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Utiliser les voitures électriques en soutien du réseau électrique est possible mais difficile

Les batteries des véhicules électriques pourraient offrir des services en soutien du réseau électrique. Mais le modèle est délicat à mettre en œuvre et il pourrait perdre de son intérêt avec la progression des ventes de voitures.

Energie  |    |  Philippe ColletActu-Environnement.com

L'intégration des batteries des véhicules électriques au réseau électrique pourrait créer de la valeur. Cette valeur additionnelle pourrait "renforcer le modèle économique du véhicule électrique au moment où il en a le plus besoin c'est-à-dire lors du décollage de la filière". Mais des freins économiques et techniques doivent être levés. Surtout, le modèle économique n'est pas pérenne, puisqu'à l'horizon 2025 ou 2030, les véhicules électriques offrent des possibilités largement supérieures aux besoins estimés du réseau, en particulier en terme de réserve d'équilibrage court terme. C'est ce qui ressort de l'étude du commissariat général au développement durable (CGDD) du ministère de la Transition écologique et solidaire. Le rapport, publié le 18 juillet, est dédié à l'analyse coûts bénéfices des voitures électriques.

Pour évaluer l'intérêt d'utiliser la batterie d'une voiture électrique en soutien du réseau électrique, l'étude établit une comparaison avec une batterie fixe totalement dédiée au système électrique. Du côté du véhicule électrique, l'étude se base sur une batterie d'une capacité de stockage de 24 kilowattheures (kWh), branchée à une borne de 7 kilowatts (kW), systématiquement rechargée la nuit au domicile (entre 21h et 7h) et connectée 46% du temps en journée. La batterie dédiée a les mêmes caractéristiques de capacité et de puissance, mais est totalement disponible pour le réseau.

Trois valeurs distinctes

Trois valeurs sont étudiées : la valeur "énergie", qui correspond à l'électricité stockée, celle associée à la "capacité" de soutien au réseau lors des pics de consommation et celle liée à l'équilibrage court terme du réseau. L'équilibrage de court terme du réseau est sans conteste le service le plus rémunérateur. En se basant sur la valeur réglementée des "services systèmes", l'étude estime qu'une batterie de voiture électrique rapporterait 250 euros par an. Sur les 16 ans de durée de vie du véhicule, cette rémunération "représente (…) plus de la moitié du coût de revient de la batterie".

La valeur "énergie" s'élève à 65 euros par an. Idéalement, cette valeur correspond au stockage de l'énergie achetée lorsqu'elle est bon marché et restituée lorsqu'elle est chère. Ce faible niveau de rémunération traduit une difficulté de taille : une batterie de véhicule électrique ne peut pas être réellement utilisée en mode stockage / déstockage sur le réseau puisque l'énergie stockée est avant tout destinée au véhicule. L'étude ne prend donc en compte que le gain lié à l'optimisation de la recharge, c'est-à-dire le gain réalisé grâce à une recharge active durant les trois heures les moins chères par rapport à une recharge passive en dix heures.

Enfin, reste la valeur "capacité" qui rapporterait 60 euros par an si l'on applique les règles actuelles du mécanisme de capacité qui rémunère la disponibilité d'un équipement sur la base de la puissance disponible en période de pointe. Or, cette disponibilité en période de pic de consommation ne correspond qu'à 18% de la puissance de la borne de recharge, compte tenu du taux de connexion des véhicules aux heures de pointe (estimé à 46%) et du taux de charge moyen de la batterie lorsqu'elle est connectée (de l'ordre de 60%).

La batterie dédiée est plus rentable

Globalement, la valeur du service rendu au réseau électrique par une batterie de voiture s'élève à 420 euros par an (avec les conditions de marché actuelles). Ce montant est à comparer au remboursement annualisé de l'achat de la batterie qui est de 350 euros par an (en 2030). Pour autant, l'étude met en avant des gains substantiellement supérieurs pour la batterie dédiée : elle génère une valeur de 1.440 euros par an (condition de marché actuelle), pour un coût annualisé de 700 euros (pour une batterie achetée en 2020). Cet écart s'explique essentiellement par la plus grande valeur "équilibrage" attribuée à la batterie fixe qui s'élève à 1.120 euros (contre 250 euros pour la batterie de voiture). Si une batterie de voiture électrique peut techniquement fournir les deux types de réserve d'équilibrage (primaire et secondaire), dans les faits, elle peut difficilement être utilisée comme une réserve secondaire. Or, il s'agit d'un service très rémunérateur. L'étude note d'ailleurs que "des cas d'utilisation de batterie pour des services d'équilibrage court terme du réseau électrique existent déjà dans certains pays", la rémunération étant déjà supérieure au coût annualisé de la batterie.

Le CGDD apporte d'autres bémols. Tout d'abord, les valeurs des services rendus au réseau sont brutes, elles ne tiennent pas compte des coûts nécessaires à l'intégration des voitures électriques au pilotage de ces services. En outre, elles sont calculées "à partir d'hypothèses optimistes". C'est notamment le cas pour le taux de connexion des voitures et le prix de l'électricité utilisée pour évaluer les valeurs "réserves" et "capacité". Surtout, le modèle économique pourrait rapidement se détériorer si de nombreux véhicules électriques participaient aux réserves primaires, le service le plus rémunérateur. Le CGDD considère que si un million de voitures électriques y participaient en 2025 ou 2030, pour une puissance de 1 kW chacune (inférieur au 1,6 kW retenus dans l'étude), l'offre atteindrait 1.000 mégawatts (MW), soit 66% de plus que les 600 MW nécessaires à l'équilibrage du réseau.

Enfin, l'étude part du principe qu'il n'y a pas d'obstacle technique, ce qui n'est pas tout à fait exact. "L'utilisation d'une batterie comme moyen de stockage journalier, avec de fortes amplitudes de charge / décharge, ou la participation aux « services systèmes », impliquant des sollicitations très fréquentes, pourrait accélérer l'usure de la batterie et éventuellement en détériorer la performance ou la durée de vie", explique le CGDD.

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