Le secteur des transports est responsable de nombreuses émissions nocives locales ayant un impact majeur sur la qualité de vie dans les villes. Les véhicules électriques sont de plus en plus utilisés pour éviter ces émissions, ce qui en soi pose également un défi :une charge incontrôlée peut entraîner des pics de consommation. Grâce à la recharge intelligente, cela peut être résolu, comme expliqué dans cette conférence d'expert par Carlo Mol, chef de projet Energy Technology chez EnergyVille/VITO et coordinateur de projet de la plate-forme flamande de connaissances Smart Charging.
Le secteur des transports est à l'origine de nombreuses émissions locales nocives telles que le bruit, les NOx et particules de suie ayant un impact sérieux sur la qualité de vie dans les villes. De plus, le secteur des transports est également responsable d'environ 25 % du CO2 émissions mondiales. Pour atteindre les objectifs climatiques de l'"Accord de Paris", ces émissions mondiales de CO2 les émissions vont donc diminuer de manière urgente et drastique.
Les véhicules électriques sont devenus de plus en plus populaires ces dernières années afin de contribuer à la réduction de ces émissions locales et globales. Cela améliorera grandement la qualité de vie dans les villes. Pour vraiment avoir un impact majeur, ces véhicules électriques doivent bien entendu être rechargés via des énergies renouvelables et le plus possible de véhicules à énergie fossile doit également être remplacé par des véhicules électriques. Fin 2018, environ 44.000 voitures électriques étaient en circulation en Belgique (moins de 1 % de l'ensemble du parc). Mais dans le monde, il y a déjà environ 5 000 000 de voitures électriques en circulation et ce nombre augmente de façon exponentielle.
Il est non seulement important d'introduire des véhicules respectueux de l'environnement, mais aussi de les utiliser aussi efficacement que possible grâce à des concepts de mobilité tels que les systèmes de partage, les transports publics et éventuellement les véhicules autonomes. Là aussi, la part des véhicules électriques va encore augmenter. Par exemple, nous assistons à une énorme croissance dans le domaine des bus électriques en Chine, des villes comme Shenzhen électrifiant l'ensemble de leur flotte. Fin 2016, 345 000 bus électriques étaient déjà en service dans le monde, dont la majorité en Chine. Mais on voit aussi des pays en Europe avec de grandes ambitions dans le domaine de l'électrification du parc de bus. Les Pays-Bas sont définitivement un précurseur dans ce domaine et nous observons une tendance à la hausse, ce qui indique que la phase de projet pilote est terminée et que l'utilisation des bus électriques devient de plus en plus la norme pour les transports publics en centre-ville. L'une des raisons de la demande croissante d'autobus électriques est la signature de l'accord administratif sur les autobus à émission zéro. Quatorze autorités organisatrices de transport et le gouvernement se sont engagés pour un transport par bus régional totalement (!) zéro émission en 2030 (de l'ordre de 5 000 bus). À partir de 2025, les nouveaux bus ne seront plus autorisés à utiliser le CO2 émet plus. La Flandre franchit également les premières étapes, bien que beaucoup plus modestes, vers l'électrification de la flotte de bus. D'ici 2025, De Lijn veut rouler à 100 % électriquement dans les 13 villes centrales flamandes et dans la périphérie flamande autour de Bruxelles (ordre de grandeur 1 200 bus).
Le nombre de véhicules électriques ne fera qu'augmenter dans tous les segments de véhicules dans les années à venir et l'intégration dans le réseau électrique actuel doit être abordée de manière intelligente et rentable. En concluant l'accord sur le climat à Paris, nous devrons faire d'importants efforts dans les années à venir pour rendre notre système énergétique moins carboné et plus durable, avec une part croissante d'énergies renouvelables. Des études de la CREG, entre autres, montrent que la recharge d'un grand nombre de véhicules électriques à l'avenir n'est pas tant un enjeu en termes de production d'électricité, car l'augmentation n'est que de 4 % avec la mise en service d'1 million de voitures particulières électriques, mais que l'enjeu se situe plutôt au niveau local, notamment dans la création de pics de consommation lors de recharges non maîtrisées. La charge intelligente est donc le message ! Il existe également ici une synergie importante entre les secteurs de l'énergie et de la mobilité. L'offre et la demande dans le réseau électrique doivent toujours être parfaitement adaptées, et la recharge intelligente de grandes flottes de véhicules électriques peut jouer un rôle important à cet égard. Les véhicules électriques peuvent alors être considérés comme une « grande batterie virtuelle » pour utiliser utilement l'énergie renouvelable en période de surproduction ou pour la recharger à des moments favorables pour le réseau électrique et pour l'utilisateur final en termes de prix de revient.
Bien sûr, lors du contrôle intelligent du processus de charge, les besoins de mobilité de l'utilisateur final doivent être pris en compte, car le véhicule électrique sert principalement à répondre à la demande de déplacement de l'utilisateur. Or, les études montrent que la plupart des véhicules font relativement peu de kilomètres par jour (de l'ordre de 15 000 km par an) et on voit l'autonomie dans la gamme récente des véhicules électriques augmenter (plus de 300 km de plus en plus la norme). Cette combinaison signifie que la plupart des conducteurs n'ont pas à avoir de souci d'autonomie et qu'un contrôle intelligent du processus de charge est certainement possible à long terme. Les véhicules sont garés en moyenne jusqu'à 90 % du temps, ce qui est en fait un gaspillage de l'investissement.
Pourquoi ne pas utiliser le temps de stationnement des véhicules électriques pour réduire le prix de la recharge en rechargeant aux moments les plus optimaux ? Ou même commencer à gagner de l'argent en fournissant de l'énergie du véhicule au réseau électrique à certains moments ? Afin d'offrir de tels services énergétiques, les véhicules et l'infrastructure de recharge doivent le permettre et pouvoir recharger les flux d'énergie dans les deux sens. C'est ce qu'on appelle "Vehicle-2-Grid" (V2G) mais il existe également des variantes telles que "Vehicle-2-Home" (V2H) où vous laissez l'énergie de votre propre véhicule circuler jusqu'à votre propre maison en cas de panne de courant. le réseau électrique. De telles options V2H (sur Nissan Leaf par exemple) sont devenues populaires après le tsunami de 2011 au Japon, afin que les résidents puissent continuer pendant quelques jours en cas de panne de courant grâce à leur véhicule électrique. Une maison consomme environ 10 kWh/jour et la plupart des véhicules électriques actuellement sur le marché ont des tailles de batterie comprises entre 20 et 80 kWh. Cette technologie V2G reçoit de plus en plus d'attention car elle offre encore plus de flexibilité pour répondre au marché de l'énergie, mais est actuellement dans sa phase initiale en termes d'offre sur le marché. Nous constatons des investissements majeurs dans des projets V2G dans des pays comme le Royaume-Uni et les Pays-Bas et il vaut la peine de suivre ces développements de près. Dans le cadre du projet City-Zen, coordonné par VITO/EnergyVille, la technologie V2G est déjà testée dans un environnement de démonstration à Amsterdam.
De plus en plus d'entreprises saisissent également les opportunités d'offrir des services énergétiques basés sur de grandes flottes de véhicules électriques. Il existe de nombreux types de services énergétiques disponibles et il convient de déterminer par pays quels services peuvent fournir la plus grande marge. Il s'agira généralement d'une combinaison de services énergétiques. Des entreprises telles que Nuvve rapportent d'abord les résultats de la pratique, où des sommes effectives d'environ 1 000 € par an et par véhicule électrique peuvent être gagnées en contrôlant intelligemment le processus de recharge. Beaucoup d'expérience supplémentaire doit encore être accumulée afin d'avoir une meilleure idée de l'analyse de rentabilisation totale, car des aspects tels que le vieillissement de la batterie jouent également un rôle dans le retour sur investissement éventuel. Dans le même temps, la recherche sur les batteries ne s'arrête pas et elle conduit à des améliorations continues en termes de réduction des coûts, de densité d'énergie et de durée de vie prévue.
EnergyVille se concentre sur la recherche sur les systèmes de batteries et la recharge intelligente, car cela peut avoir un impact social et économique important pour la Belgique. Le nombre de véhicules électriques ne fera qu'augmenter dans tous les segments de véhicules dans les années à venir et l'intégration dans le réseau électrique actuel doit être abordée de manière intelligente et rentable.
EnergyVille développe des connaissances sur la recharge intelligente, par exemple grâce au développement d'une infrastructure de recharge intelligente dans le bâtiment EnergyVille 1. De plus en plus d'employés d'EnergyVille conduisent des voitures électriques et en moyenne 6 sessions de recharge ont lieu chaque jour. Comme le début de la plupart des sessions de charge coïncide avec le début de la journée de travail, celles-ci provoquent « régulièrement » un net pic de consommation électrique d'EnergyVille 1 (voir figure 1). Les véhicules restent généralement connectés jusqu'à ce que l'employé rentre chez lui le soir, mais une charge efficace ne prend que quelques heures. Cependant, la période pendant laquelle ils sont connectés mais ne se chargent plus peut être utilisée de manière flexible par la charge intelligente. Depuis peu, les sessions de charge dans EnergyVille 1 sont donc étalées sur la journée par un contrôle actif et automatisé. Ainsi, le pic de consommation électrique du matin est largement lissé (voir figure 2) et nos collaborateurs repartent toujours avec une batterie pleine.
Figure 1 Vue d'ensemble de la consommation électrique dans EnergyVille 1, avant la mise en œuvre du contrôle intelligent. Le pic matinal causé par la charge électrique (bleu) est clairement visible (Les sessions de charge des bornes de charge non orientables ne sont pas présentées séparément).
Figure 2 Retarder le début de certaines sessions de charge jusqu'à 11h provoque un fort plafonnement de la pointe du matin.
Pour rassembler toutes les connaissances dans le domaine de la recharge intelligente, EnergyVille, en collaboration avec The New Drive et VOLTA, a mis en place la plate-forme flamande de connaissances pour la recharge intelligente. Il s'agit d'une plate-forme neutre et d'un point de contact central pour tous les acteurs flamands intéressés par la « recharge intelligente ». Grâce à la collecte et à la diffusion de connaissances, à des ateliers et à l'attention portée aux projets de démonstration en cours dans le pays et à l'étranger, la plateforme vise à accroître le niveau de connaissances sur la recharge intelligente et à faciliter la coopération entre les parties (du marché). Le prochain atelier aura lieu le 5 novembre 2019 à Bruxelles. Plus d'informations :www.vksl.be
1. https://www.creg.be/nl/publicaties/studie-f1609
2. Service Public Fédéral Mobilité et Transports
3. Présentation Cenex-LCV2019
