Les véhicules électriques arrivent en masse. Comment les services publics locaux, les gestionnaires de l’énergie et les villes peuvent-ils se préparer ? C’est la question clé examinée par une nouvelle étude menée par des chercheurs du PNNL, Pacific Northwest National Laboratory.
« Même si nous ne savons pas exactement quand nous atteindrons le point de bascule, les flottes de véhicules à recharge rapide vont changer la façon dont les villes et les services publics gèrent leur réseau énergétique et leurs infrastructures. » Il le déclare Michael Kintner Meyer, ingénieur en systèmes électriques et auteur principal de l’étude. "La question n'est pas de savoir si, mais quand."
L'étude, publiée aujourd'hui, intègre et incorpore de nombreux facteurs jamais évalués ensemble, tels que les camions électriques pour la livraison et le transport long-courrier, ainsi que les stratégies de recharge intelligente. Des problèmes qui semblent encore hors de portée des décideurs, mais ceux du timing annoncé sont dramatiquement proches.
L’électrification des transports arrive.
Comme toute révolution qui se respecte, même la révolution électrique finira par faire rouler des têtes. Selon EV Hub, il existe déjà plusieurs millions de véhicules électriques, principalement des voitures et des SUV, sur les routes de la planète. Les chercheurs se sont évidemment concentrés sur les seuls États-Unis, évaluant la capacité du réseau électrique au cours de la prochaine décennie.
Nos réseaux pourront-ils gérer les flottes croissantes de véhicules électriques de toutes tailles, y compris les camions, qui peuvent être connectés à des bornes de recharge pour les maisons, les entreprises et les routes de courte et longue distance?
L'analyse du PNNL a révélé la charge maximale de véhicules électriques que le réseau pouvait gérer sans avoir à construire de nouvelles centrales électriques et lignes de transmission.
Révolution électrique, bonnes et mauvaises nouvelles.
La bonne nouvelle est que d’ici 2028, l’ensemble du système électrique, de la production à la transmission, pourra supporter jusqu’à 24 millions de véhicules électriques, soit environ 9 % du trafic automobile actuel aux États-Unis. Si on voulait le transposer en Italie (j'espère en savoir plus) le chiffre correspondrait à environ 4,5 millions de véhicules. La mauvaise nouvelle vient bien sûr ensuite.
Avec environ 30 millions de véhicules électriques, les choses deviennent risquées. Localement, des problèmes peuvent survenir. Beaucoup ne le savent pas, certains le savent: un véhicule électrique à recharge rapide peut absorber la même charge que 50 maisons. Si chaque maison d'une rue avait un véhicule électrique, un transformateur de puissance ne pourrait pas gérer la charge de tout le monde en même temps.
Lisser la courbe du canard
Comme détaillé dans le rapport, la planification actuelle du réseau ne prend pas suffisamment en compte un afflux massif de véhicules électriques. Cette omission aggrave une situation déjà stressante: le redoutable courbe de canard.
La courbe de canard est un profil de charge sur 24 heures sur le système électrique et se produit généralement dans les zones comportant de nombreuses installations photovoltaïques. La courbe est basée sur une charge modérée le matin, une faible charge pendant la journée lorsque les unités solaires injectent de l'électricité dans le réseau et une charge élevée la nuit lorsque les gens rentrent du travail et que le soleil se couche.
À mesure que la demande augmente, la tension chute. Et avec davantage de véhicules électriques branchés pour recharger le soir, la différence d’altitude devient encore plus abrupte et augmente les coûts d’électricité.
Stratégies de charge intelligentes
Selon l'étude, éviter de recharger pendant les heures de pointe du matin et en début de soirée peut atténuer la demande de pointe et combler la courbe de canard. Cette approche présente deux aspects positifs. En premier lieu, bénéficieraient d’une énergie solaire relativement « propre » pendant la journée. Cela permettrait également de réduire ou d'éliminer le pic du soir, lorsque l'énergie solaire s'estompe et que d'autres sources viennent combler la différence.
Les scénarios plausibles soulignent la nécessité de planifier le réseau énergétique.
L'équipe de recherche a développé et modélisé des scénarios plausibles pour 2028. Les scénarios incluent un mélange de véhicules routiers légers (passagers), moyens (camions et fourgonnettes) et lourds (fret) - c'est la première fois que les trois catégories de véhicules sont incluses dans cette analyse. Un modèle de fret routier a également été développé avec des bornes de recharge sur autoroute tous les 80 kilomètres pour les trois classes de véhicules.
Les scénarios ont pris en compte l'évolution du réseau énergétique et de sa capacité aux niveaux national et régional. L’équipe s’est concentrée sur les scénarios présentant le plus grand potentiel d’impact sur le réseau.
Les goulots d’étranglement dus à la nouvelle recharge des véhicules électriques sont évidemment apparus, notamment dans les zones… où il y a plus de véhicules électriques.
En Californie, par exemple. Los Angeles prévoit de devenir entièrement électrique avec sa flotte urbaine d'ici 2030. Le pic est venu de la croissance des voitures à recharge rapide et des flottes commerciales de camions électriques. Ces véhicules peuvent tirer 400 ampères sur un circuit pendant jusqu'à 45 minutes, au lieu des 15-20 ampères pendant 6 à 8 heures de la plupart des véhicules électriques d'aujourd'hui.
Les véhicules à recharge rapide sont parmi les plus grands défis pour les planificateurs d'aujourd'hui
Les législateurs, les planificateurs, les visionnaires et les décideurs n'ont jamais vraiment eu à penser aux véhicules électriques auparavant. Maintenant, ils devront changer rapidement les systèmes de distribution et les opérations. La clé est de comprendre maintenant comment éviter de grandes dépenses en capital à l'avenir. Et le défi ne se limite pas aux grandes villes. Les plus petits, aux ressources limitées, ont besoin d'aide pour construire leur propre infrastructure de recharge et la capacité de produire de l'énergie.