L'adoption des véhicules électriques (VE) se déroule plus rapidement que prévu il y a même un an. Selon des projections récentes, les véhicules électriques pourraient représenter 30 à 42 millions de véhicules légers sur les routes américaines en 2030. Cela n'inclut pas les autobus municipaux et scolaires, les camionnettes de livraison ou les camions moyens et lourds, qui sont également en cours d'électrification. Tous seront de nouvelles sources de consommation d'énergie puisant sur le réseau pour recharger leurs batteries.

Les questions pour l'industrie américaine de l'énergie sont les suivantes : la capacité de production et le réseau seront-ils en mesure de répondre aux besoins de recharge ? La bonne capacité et les bonnes connexions au réseau seront-elles prêtes au bon endroit et au bon moment pour la construction de l'infrastructure de recharge rapide en courant continu (DCFC), alors que les délais d'attente peuvent déjà atteindre un an ou plus ? Et le système de distribution local subira-t-il des embouteillages et des pannes lorsqu'un quartier entier branchera ses véhicules électriques à la fin de la journée, comme c'est le cas se passe déjà aux Pays-Bas?

COMMENTAIRE

Besoin de dimensionnement pour une nouvelle capacité de charge de VE

Bien que 7.5 milliard de dollars en financement fédéral pour la recharge DCFC EV dans les corridors routiers fait la une des journaux, ce n'est que la pointe de l'iceberg dans ce qui est vraiment nécessaire pour faire fonctionner les VE. Selon un nouvelle étude basée sur les données  du Laboratoire national des énergies renouvelables (NREL), 28 millions de ports de recharge seront nécessaires pour prendre en charge 33 millions de véhicules électriques passagers, un scénario d'adoption de véhicules électriques de milieu de gamme, composé de :

• 182,000 3 ports de recharge DCFC (niveau XNUMX) accessibles au public pour les voyages longue distance, l'électrification avec covoiturage et les conducteurs qui n'ont pas de recharge résidentielle
• 1 million de bornes de recharge de niveau 2 dans des endroits accessibles au public où les gens se garent déjà, comme les quartiers à forte densité, les immeubles de bureaux et les points de vente
• 26 millions de ports de recharge de niveau 1 et de niveau 2 dans des lieux privés, y compris des maisons unifamiliales, des habitations multifamiliales et des lieux de travail, où 80 à 90 % de la recharge a lieu.

En comparaison, une étude de 2022 de l'Edison Electric Institute (EEI) prévoit que 140,000 26.4 ports de recharge rapide seront nécessaires pour prendre en charge 2030 millions de véhicules électriques en 12.9, ainsi que XNUMX millions d'autres points de recharge. Aujourd'hui, il y a quelques 32,811 109,222 ports DCFC publics et 2 XNUMX ports de charge publics de niveau XNUMX disponible aux États-Unis (au 14 août 2023).

Un certain nombre de nouveaux acteurs de l'industrie de la recharge des véhicules électriques entrent sur le marché pour combler l'important déficit d'infrastructure qui existe aujourd'hui, y compris les services publics d'électricité. D'autres sont des fabricants de véhicules électriques, des sociétés pétrolières et gazières, des détaillants de relais routiers et de dépanneurs, ainsi que des opérateurs de réseaux de recharge de véhicules électriques anciens et nouveaux. Tous seront en concurrence pour des contrats au niveau de l'État financés par le gouvernement fédéral pour construire des points de recharge DCFC et la nouvelle infrastructure de réseau qui sera nécessaire.

L'un des avantages de l'industrie de l'énergie électrique est que la demande de nouvelles connexions au réseau et d'une capacité accrue pour prendre en charge la recharge des véhicules électriques se produira au fil du temps, ce qui permettra d'ajuster l'offre au rythme de la demande. D'un autre côté, la demande à venir de prise en charge de la recharge des véhicules électriques est « grumeleuse ». Dans la plupart des cas, les centres de recharge des corridors routiers dans les zones métropolitaines peuvent être relativement faciles à installer, tandis que les bornes de recharge situées dans les zones rurales nécessiteront des mises à niveau rapides pour les connexions au réseau.

Il en va de même pour l'offre et la demande d'électricité. Alors que certaines estimations suggèrent qu'au niveau mondial, La recharge des véhicules électriques ne représentera qu'environ 4 % de la demande totale d'électricité d'ici 2030. Cependant, cette demande se produit lors de pics : pics du matin pour la recharge en journée de travail, pics en début de soirée pour la recharge à domicile et pics très volatils pour les bornes de recharge rapide publiques. Selon une analyse, lorsque la pénétration locale des VE atteint 25 %, le la charge de pointe locale peut augmenter de 30 %. À terme, les charges de pointe non gérées pousseront l'infrastructure locale au-delà de sa capacité et nécessiteront des mises à niveau.

Réduction de l'expansion de la capacité grâce à la gestion de la demande et à la recharge intelligente des véhicules électriques

Pour les clients résidentiels unifamiliaux non gérés par des agrégateurs de recharge de VE, les tarifs de durée d'utilisation (ToU) s'avèrent être un moyen efficace de gérer la demande de recharge de VE et réduire de moitié les charges de pointe, reportant ou évitant les investissements dans l'expansion des capacités. Ces programmes sont faciles à mettre en œuvre, incitant les conducteurs de VE individuels à retarder la charge des heures de pointe en début de soirée jusqu'à après minuit ou à charger à midi lorsque l'énergie solaire est abondante.

Les bornes de recharge pour maison intelligente contrôlées par des applications mobiles permettent aux propriétaires de véhicules électriques de « régler et d'oublier » les minuteries pour commencer à charger à une heure précise. Pour automatiser la participation et éviter la surconsommation, les services publics peuvent être contraints d'exiger que les clients de recharge résidentiels installent des chargeurs pouvant recevoir des signaux de réponse à la demande. Pour la satisfaction des clients, cependant, les propriétaires de véhicules électriques devraient avoir un moyen de suspendre la participation au programme afin qu'un véhicule puisse être rechargé en cas de besoin.

Les programmes de réponse à la demande "devant le compteur", combinés à un logiciel de gestion intelligente de l'énergie "derrière le compteur", permettent aux services publics d'électricité de s'associer à de grands clients de recharge de VE pour niveler la courbe de charge pendant les opérations normales et réduire sélectivement la demande pour éviter les pannes pendant événements météorologiques extrêmes et autres circonstances perturbant le réseau. Par exemple, les programmes de réponse à la demande pourraient inclure des limites contractuelles sur la charge maximale, une réponse dynamique aux conditions du réseau en temps réel et une réduction planifiée de la demande en réponse à des signaux basés sur des événements ou des prix.

Ces grands clients de recharge de véhicules électriques comprennent des emplacements commerciaux qui offrent des installations de recharge au travail, des complexes multifamiliaux avec recharge de véhicules électriques pour les résidents, des exploitants de dépôts de flotte et des exploitants de centres et de réseaux de recharge publics ou accessibles au public. Le logiciel de gestion de l'énergie de recharge intelligente des véhicules électriques permet à ces entreprises de réduire la consommation d'énergie du réseau tout en continuant à recharger les véhicules en réduisant la quantité d'électricité dirigée vers chaque port de recharge actif en fonction de critères de priorité attribués à chaque véhicule électrique. La gestion intelligente de l'énergie de recharge des véhicules électriques peut également intégrer l'alimentation du réseau avec le stockage de batterie local et les énergies renouvelables locales comme l'énergie solaire sur site pour maintenir la charge des véhicules électriques et optimiser les coûts.

Transformer les VE en DER pour aider à la congestion du réseau

Les programmes de réponse à la demande et les partenariats qu'ils établissent entre les services publics et les opérateurs de recharge de VE positionnent les services publics d'électricité pour utiliser les VE comme des « batteries sur roues », renvoyant leur énergie stockée au réseau pour aider à équilibrer et/ou compléter le réseau. Vehicle-to-grid (V2G), ou recharge bidirectionnelle, est la technologie naissante qui rend cela possible. Lorsqu'il est associé à une gestion intelligente de l'énergie, le V2G peut permettre aux véhicules électriques de fonctionner ensemble en tant que ressource énergétique distribuée ou, à grande échelle, une centrale électrique virtuelle (VPP) - donnant aux services publics le pouvoir d'équilibrer le réseau tout en répondant à la demande de recharge des véhicules électriques.

Le moment est venu pour les services publics et les régulateurs de commencer à planifier le V2G et à plaider pour sa mise en œuvre par les fabricants de chargeurs automobiles et de véhicules électriques. Le résultat sera gagnant-gagnant : les propriétaires de véhicules électriques peuvent monétiser leurs véhicules électriques en tant qu'actifs de réseau et réduire leurs coûts énergétiques ; les services publics peuvent réduire les investissements dans les infrastructures tout en soutenant l'électrification ; et tout le monde sera gagnant alors que nous rechargeons la planète avec de l'énergie et des moyens de transport propres.

-Doron Frenkel est PDG et fondateur de Drivz, une plateforme intelligente de recharge et de gestion de l'énergie pour les véhicules électriques.