Avec la croissance rapide du marché chinois des véhicules à énergies nouvelles, l'application de la technologie Vehicle-to-Grid (V2G) prend une importance croissante pour l'élaboration de stratégies énergétiques nationales et de réseaux intelligents. La technologie V2G transforme les véhicules électriques en unités mobiles de stockage d'énergie et utilise des bornes de recharge bidirectionnelles pour assurer la transmission de l'énergie du véhicule au réseau. Grâce à cette technologie, les véhicules électriques peuvent alimenter le réseau en électricité pendant les périodes de forte charge et se recharger pendant les périodes de faible charge, contribuant ainsi à équilibrer la charge sur le réseau.
Français Le 4 janvier 2024, la Commission nationale du développement et de la réforme et d'autres départements ont publié le premier document de politique nationale ciblant spécifiquement la technologie V2G – « Avis de mise en œuvre sur le renforcement de l'intégration et de l'interaction des véhicules à énergie nouvelle et des réseaux électriques ». Basés sur les précédents « Avis d'orientation sur la poursuite de la construction d'un système d'infrastructure de recharge de haute qualité » publiés par le Bureau général du Conseil des affaires d'État, les avis de mise en œuvre ont non seulement clarifié la définition de la technologie interactive véhicule-réseau, mais ont également proposé des objectifs et des stratégies spécifiques, et ont prévu de les utiliser dans le delta du fleuve Yangtze, le delta de la rivière des Perles, Pékin-Tianjin-Hebei-Shandong, le Sichuan et Chongqing et d'autres régions où les conditions sont matures pour établir des projets de démonstration.
Les informations précédentes montrent qu'il n'existe qu'environ 1 000 bornes de recharge V2G dans le pays, contre 3,98 millions actuellement, soit seulement 0,025 % du nombre total de bornes existantes. De plus, la technologie V2G pour l'interaction véhicule-réseau est relativement mature, et son application et sa recherche sont courantes à l'échelle internationale. Par conséquent, la popularité de la technologie V2G dans les villes pourrait encore être grandement améliorée.
En tant que ville pilote nationale bas carbone, Pékin promeut l'utilisation des énergies renouvelables. Son vaste parc de véhicules à énergies nouvelles et ses infrastructures de recharge ont posé les bases de l'application de la technologie V2G. Fin 2022, la ville avait construit plus de 280 000 bornes de recharge et 292 stations d'échange de batteries.
Cependant, lors de sa promotion et de sa mise en œuvre, la technologie V2G se heurte également à une série de défis, principalement liés à la faisabilité de son exploitation et à la construction des infrastructures correspondantes. Prenant Pékin comme exemple, des chercheurs du Paper Research Institute ont récemment mené une enquête sur les secteurs urbains liés à l'énergie, à l'électricité et aux bornes de recharge.
Les bornes de recharge bidirectionnelles nécessitent des coûts d'investissement initiaux élevés
Les chercheurs ont constaté que la généralisation de la technologie V2G en milieu urbain pourrait permettre de remédier efficacement au problème actuel des « bornes de recharge difficiles à trouver ». La Chine n'en est qu'aux prémices de son application. Comme l'a souligné le responsable d'une centrale électrique, en théorie, la technologie V2G est comparable à celle permettant aux téléphones portables de recharger des batteries externes, mais son application concrète nécessite une gestion des batteries et une interaction avec le réseau plus poussées.
Des chercheurs ont enquêté sur les entreprises de bornes de recharge à Pékin et ont découvert qu'actuellement, la plupart des bornes de recharge de la ville sont unidirectionnelles et ne peuvent recharger que des véhicules. Promouvoir les bornes de recharge bidirectionnelles avec fonctions V2G pose actuellement plusieurs défis pratiques :
Premièrement, les villes de premier rang, comme Pékin, sont confrontées à une pénurie de terrains. Construire des bornes de recharge V2G, que ce soit par location ou par achat, implique un investissement à long terme et des coûts élevés. De plus, il est difficile de trouver des terrains supplémentaires disponibles.
Deuxièmement, la transformation des bornes de recharge existantes prendra du temps. Le coût d'investissement pour la construction de bornes est relativement élevé, incluant le coût de l'équipement, de la location d'espace et du câblage pour le raccordement au réseau électrique. Il faut généralement au moins deux à trois ans pour amortir ces investissements. Si la modernisation repose sur des bornes de recharge existantes, les entreprises risquent de ne pas bénéficier de mesures incitatives suffisantes avant que les coûts ne soient amortis.
Selon les médias, la démocratisation de la technologie V2G dans les villes se heurterait à deux défis majeurs : le coût initial de construction est élevé et, si l'alimentation électrique des véhicules électriques est défectueuse, la stabilité du réseau pourrait en être affectée.
Les perspectives technologiques sont optimistes et présentent un grand potentiel à long terme.
Que signifie l'application de la technologie V2G pour les automobilistes ? Des études montrent que l'efficacité énergétique des petits tramways est d'environ 6 km/kWh (soit un kilowattheure d'électricité permettant de parcourir 6 kilomètres). La capacité des batteries des petits véhicules électriques est généralement de 60 à 80 kWh (60 à 80 kilowattheures d'électricité), et une voiture électrique peut se recharger à environ 80 kilowattheures d'électricité. Cependant, la consommation énergétique des véhicules inclut également la climatisation, etc. Par rapport à l'état idéal, la distance parcourue sera réduite.
Le responsable de l'entreprise de bornes de recharge susmentionnée se montre optimiste quant à la technologie V2G. Il a souligné qu'un véhicule à énergie nouvelle peut stocker 80 kilowattheures d'électricité une fois complètement chargé et en restituer 50 au réseau à chaque fois. Calculé à partir des tarifs de recharge constatés par les chercheurs dans le parking souterrain d'un centre commercial du Quatrième périphérique Est de Pékin, le tarif de recharge en heures creuses est de 1,1 yuan/kWh (les tarifs sont plus bas en banlieue) et de 2,1 yuan/kWh en heures de pointe. En supposant que le propriétaire du véhicule recharge son véhicule tous les jours en heures creuses et alimente le réseau en heures de pointe, sur la base des prix actuels, il peut réaliser un bénéfice d'au moins 50 yuans par jour. « Avec d'éventuels ajustements tarifaires du réseau électrique, comme la mise en place d'une tarification au marché en heures de pointe, les revenus générés par les véhicules alimentant les bornes de recharge pourraient encore augmenter. »
Le responsable de la centrale électrique susmentionnée a souligné que, grâce à la technologie V2G, les coûts liés à la perte de batterie doivent être pris en compte lors de l'alimentation du réseau par les véhicules électriques. Des rapports pertinents indiquent que le coût d'une batterie de 60 kWh est d'environ 7 680 dollars américains (soit environ 55 000 yuans).
Pour les entreprises de bornes de recharge, la demande du marché pour la technologie V2G va également croître avec l'augmentation du nombre de véhicules à énergies nouvelles. Lorsque les véhicules électriques transmettent de l'électricité au réseau via des bornes de recharge, les entreprises peuvent facturer des frais de service de plateforme. De plus, dans de nombreuses villes chinoises, les entreprises investissent et exploitent des bornes de recharge, et le gouvernement verse des subventions correspondantes.
Les villes chinoises promeuvent progressivement les applications V2G. En juillet 2023, la première borne de recharge V2G de démonstration de la ville de Zhoushan a été officiellement mise en service, et la première commande de bornes de recharge en parc dans la province du Zhejiang a été finalisée avec succès. Le 9 janvier 2024, NIO a annoncé la mise en service officielle de son premier lot de 10 bornes de recharge V2G à Shanghai.
Cui Dongshu, secrétaire général de l'Association nationale d'information sur le marché des voitures particulières, est optimiste quant au potentiel de la technologie V2G. Il a expliqué aux chercheurs qu'avec les progrès de la technologie des batteries d'alimentation, leur durée de vie pourrait être multipliée par 3 000, voire plus, soit environ 10 ans d'utilisation. C'est un atout majeur pour les applications où les véhicules électriques sont fréquemment chargés et déchargés.
Des chercheurs étrangers ont fait des constatations similaires. L'ACT australien a récemment achevé un projet de recherche de deux ans sur la technologie V2G intitulé « Réaliser les véhicules électriques vers les services du réseau » (REVS). Ce projet montre qu'avec le développement à grande échelle de la technologie, les coûts de recharge V2G devraient diminuer considérablement. Cela signifie qu'à long terme, la baisse du coût des bornes de recharge entraînera celle des véhicules électriques, réduisant ainsi les coûts d'utilisation à long terme. Ces résultats pourraient également s'avérer particulièrement utiles pour équilibrer l'apport d'énergie renouvelable au réseau pendant les périodes de pointe.
Cela nécessite la coopération du réseau électrique et une solution orientée vers le marché.
Au niveau technique, le processus de réalimentation des véhicules électriques vers le réseau électrique augmentera la complexité de l’opération globale.
Xi Guofu, directeur du Département du développement industriel de la State Grid Corporation of China, a déclaré que la recharge des véhicules à énergies nouvelles impliquait « une charge élevée et une faible puissance ». La plupart des propriétaires de véhicules à énergies nouvelles ont l'habitude de recharger entre 19h00 et 23h00, ce qui coïncide avec la période de pointe de la consommation électrique résidentielle. Cette période peut atteindre 85 %, ce qui intensifie la charge de pointe et a un impact plus important sur le réseau de distribution.
D'un point de vue pratique, lorsque les véhicules électriques réinjectent de l'énergie électrique dans le réseau, un transformateur est nécessaire pour ajuster la tension afin d'assurer la compatibilité avec le réseau. Cela signifie que le processus de décharge des véhicules électriques doit s'adapter à la technologie de transformation du réseau électrique. Plus précisément, le transport d'énergie de la borne de recharge au tramway implique le passage de l'énergie électrique d'une tension élevée à une tension plus basse, tandis que le transport d'énergie du tramway à la borne de recharge (et donc au réseau) nécessite une augmentation de la tension d'une tension basse à une tension plus élevée. Sur le plan technologique, la situation est plus complexe : elle implique la conversion de tension et la garantie de la stabilité de l'énergie électrique et du respect des normes du réseau.
Le responsable de la centrale électrique susmentionnée a souligné que le réseau électrique doit effectuer une gestion précise de l'énergie pour les processus de charge et de décharge de plusieurs véhicules électriques, ce qui constitue non seulement un défi technique, mais implique également l'ajustement de la stratégie de fonctionnement du réseau.
Il a déclaré : « Par exemple, à certains endroits, les câbles du réseau électrique existant ne sont pas assez épais pour supporter un grand nombre de bornes de recharge. C'est l'équivalent du réseau d'eau. La canalisation principale ne peut pas alimenter suffisamment en eau tous les embranchements et doit être recâblée. Cela nécessite beaucoup de recâblage, ce qui entraîne des coûts de construction élevés. » Même si des bornes de recharge sont installées quelque part, elles peuvent ne pas fonctionner correctement en raison de problèmes de capacité du réseau.
Des travaux d'adaptation doivent être menés en conséquence. Par exemple, la puissance des bornes de recharge lente est généralement de 7 kilowatts (7 kW), tandis que la puissance totale des appareils électroménagers d'un foyer moyen est d'environ 3 kilowatts (3 kW). Le raccordement d'une ou deux bornes permet d'assurer la pleine charge de la charge, et même en cas de consommation en heures creuses, le réseau électrique peut être stabilisé. En revanche, si un grand nombre de bornes sont connectées et que la consommation est en heures de pointe, la capacité de charge du réseau peut être dépassée.
Le responsable de la centrale électrique susmentionnée a déclaré que, dans la perspective d'une énergie décentralisée, la commercialisation de l'électricité pourrait être envisagée afin de faciliter la recharge et la décharge des véhicules à énergies nouvelles sur le réseau électrique. Actuellement, l'électricité est vendue par les producteurs d'électricité aux entreprises de distribution, qui la distribuent ensuite aux utilisateurs et aux entreprises. La circulation multiniveau augmente le coût global de l'approvisionnement en électricité. Si les utilisateurs et les entreprises pouvaient acheter l'électricité directement auprès des producteurs d'électricité, la chaîne d'approvisionnement serait simplifiée. « L'achat direct peut réduire les liens intermédiaires, réduisant ainsi les coûts d'exploitation de l'électricité. Il pourrait également inciter les entreprises de bornes de recharge à participer plus activement à l'approvisionnement et à la régulation du réseau électrique, ce qui est essentiel au bon fonctionnement du marché de l'électricité et à la promotion des technologies d'interconnexion véhicules-réseau. »
Qin Jianze, directeur du Centre de services énergétiques (Centre de contrôle de la charge) de State Grid Smart Internet of Vehicles Technology Co., Ltd., a suggéré qu'en exploitant les fonctionnalités et les avantages de la plateforme IoT, les bornes de recharge des actifs sociaux pourraient être connectées à cette plateforme afin de simplifier les opérations des opérateurs sociaux. Il s'agirait ainsi de franchir un seuil, de réduire les coûts d'investissement, de parvenir à une coopération mutuellement bénéfique avec la plateforme IoT et de bâtir un écosystème industriel durable.
Susie
Sichuan Green Science & Technology Ltd., Co.
0086 19302815938
Date de publication : 10 février 2024
