La technologie V2G et son état actuel au niveau national et international

La technologie V2G et son état actuel au niveau national et international

Qu'est-ce que la technologie V2G ?
La technologie V2G désigne la transmission bidirectionnelle d'énergie entre les véhicules et le réseau électrique. V2G, abréviation de « Vehicle-to-Grid » (véhicule-réseau), permet aux véhicules électriques de se recharger via le réseau tout en réinjectant simultanément l'énergie stockée dans ce dernier. L'objectif principal de la technologie V2G est d'améliorer les capacités de conduite zéro émission des véhicules électriques et de fournir des services de soutien et de régulation de l'alimentation électrique au réseau.

Grâce à la technologie V2G, les véhicules électriques peuvent servir de dispositifs de stockage d'énergie, réinjectant l'électricité excédentaire dans le réseau pour être utilisée par d'autres consommateurs. Lors des pics de consommation, la technologie V2G permet de restituer l'énergie stockée par les véhicules au réseau, contribuant ainsi à l'équilibrage de la charge. Inversement, lors des périodes de faible demande, les véhicules électriques peuvent puiser de l'énergie sur le réseau pour se recharger. Ils absorbent l'électricité pendant les périodes de faible demande et la restituent pendant les périodes de forte demande, générant ainsi des profits grâce à la différence de prix. Si la technologie V2G est pleinement déployée, chaque véhicule électrique pourrait être considéré comme une mini-batterie externe : branché lors des périodes de faible demande, il stocke automatiquement de l'énergie, tandis que lors des périodes de forte demande, l'énergie stockée dans sa batterie peut être revendue au réseau pour générer un profit sur le prix.

État actuel du V2G en Chine : La Chine possède le plus grand parc de véhicules électriques au monde, ce qui représente un immense potentiel de marché pour l'interaction véhicule-réseau (V2G). Depuis 2020, l'État a mis en place de nombreuses politiques pour promouvoir la technologie V2G, et des institutions renommées telles que l'Université Tsinghua et l'Université du Zhejiang mènent des recherches approfondies. Le 17 mai, la Commission nationale du développement et de la réforme et l'Administration nationale de l'énergie ont publié les Avis d'application relatifs à l'accélération de la construction d'infrastructures de recharge pour mieux soutenir les véhicules à énergies nouvelles dans les zones rurales et la revitalisation rurale. Ce document propose d'encourager la recherche sur des technologies clés telles que l'interaction bidirectionnelle entre les véhicules électriques et le réseau (V2G) et le contrôle coordonné de la production d'énergie photovoltaïque, du stockage d'énergie et de la recharge. Il explore également la possibilité de mettre en place des infrastructures de recharge intégrées fournissant production d'énergie photovoltaïque, stockage d'énergie et recharge dans les zones rurales où les taux d'utilisation des bornes de recharge sont faibles. La mise en œuvre de politiques de tarification de l'électricité en heures pleines et heures creuses incitera les utilisateurs à recharger leurs véhicules pendant les heures creuses. D’ici 2030, les frais de capacité seront supprimés pour les installations de recharge centralisées et d’échange de batteries fonctionnant selon un système tarifaire à deux volets. Les contraintes pesant sur l’efficacité des investissements des entreprises de réseau dans la construction des réseaux de distribution seront assouplies, avec une intégration intégrale du recouvrement dans les tarifs de transport et de distribution. Cas d’application : Shanghai abrite trois zones de démonstration V2G impliquant plus de dix véhicules électriques, qui déchargent environ 500 kWh par mois à un tarif de 0,8 ¥ par kWh. En 2022, Chongqing a réalisé un cycle complet de charge/décharge de 48 heures pour un véhicule électrique, absorbant au total 44 kWh. Par ailleurs, d’autres régions de Chine explorent activement des initiatives pilotes V2G, telles que le projet de démonstration V2G du bâtiment Renji de Pékin et celui du Centre China Re de Pékin. En 2021, BYD a lancé un programme quinquennal visant à livrer jusqu’à 5 000 véhicules électriques moyens et lourds compatibles V2G à Levo Mobility LLC. Paysage international du V2G : En Europe et en Amérique, les pays ont accordé une importance particulière à la technologie V2G, en mettant en place très tôt des politiques de soutien explicites. Dès 2012, l’Université du Delaware a lancé le projet pilote eV2gSM, visant à évaluer le potentiel et la rentabilité des véhicules électriques fournissant des services de régulation de fréquence au réseau PJM dans des conditions V2G, afin d’atténuer l’intermittence inhérente aux énergies renouvelables. Pour permettre aux véhicules électriques de faible puissance de l’Université du Delaware de participer au marché de la régulation de fréquence, le seuil de puissance minimale requis pour les fournisseurs de services de régulation de fréquence a été abaissé de 500 kilowatts à environ 100 kilowatts. En 2014, avec le soutien du Département de la Défense des États-Unis et de la Commission de l’énergie de Californie, un projet de démonstration a été lancé sur la base aérienne de Los Angeles. En novembre 2016, la Commission fédérale de régulation de l’énergie (FERC) a proposé des modifications réglementaires pour faciliter l’entrée des intégrateurs de systèmes de stockage d’énergie et de ressources énergétiques distribuées (RED) sur les marchés de l’électricité. Globalement, la validation pilote américaine semble relativement exhaustive, et des mécanismes politiques complémentaires devraient être finalisés d'ici un à deux ans, propulsant ainsi le V2G vers une exploitation commerciale significative. Au sein de l'Union européenne, le programme SEEV4-City, lancé en 2016, a alloué 5 millions d'euros au soutien de six projets dans cinq pays. Cette initiative vise à permettre aux micro-réseaux d'intégrer les énergies renouvelables via les applications V2H, V2B et V2N. En 2018, le gouvernement britannique a annoncé un financement d'environ 30 millions de livres sterling pour 21 projets V2G. Ce financement a pour objectif de tester les résultats de la recherche et du développement technologiques pertinents, tout en identifiant les opportunités de marché pour ces technologies.

Difficultés techniques et défis liés à la compatibilité des appareils avec la technologie V2G :

La compatibilité entre les différents véhicules, batteries et réseaux électriques représente un défi majeur. Garantir une compatibilité élevée des protocoles de communication et des interfaces de charge/décharge entre les véhicules et le réseau est essentiel pour un transfert et une interaction énergétiques efficaces. Adaptabilité du réseau : L’intégration d’un grand nombre de véhicules électriques aux systèmes d’interaction énergétique avec le réseau peut poser des défis à l’infrastructure existante. Parmi les problèmes à résoudre figurent la gestion de la charge du réseau, sa fiabilité et sa stabilité, ainsi que sa flexibilité pour répondre aux besoins de recharge des véhicules électriques. Défis techniques : Les systèmes V2G doivent surmonter de multiples obstacles techniques, tels que les technologies de charge et de décharge rapides, les systèmes de gestion des batteries et les techniques d’interconnexion au réseau. Ces défis exigent des expérimentations et des efforts de recherche et développement continus. Gestion des batteries des véhicules : Pour les véhicules électriques, la batterie constitue un dispositif de stockage d’énergie essentiel. Au sein des systèmes V2G, un contrôle précis de la gestion des batteries est indispensable pour équilibrer les besoins du réseau et la durée de vie des batteries. Efficacité et vitesse de charge/décharge : L’obtention de processus de charge et de décharge très efficaces est cruciale pour le succès de la technologie V2G. Des technologies de recharge avancées doivent être développées afin d'améliorer l'efficacité et la rapidité du transfert d'énergie tout en minimisant les pertes. Stabilité du réseau : la technologie V2G implique l'intégration des véhicules électriques au réseau, ce qui accroît les exigences en matière de stabilité et de sécurité de ce dernier. Les problèmes potentiels liés à l'intégration à grande échelle des véhicules au réseau doivent être pris en compte afin de garantir la fiabilité et la stabilité du système électrique. Mécanismes de marché : le modèle commercial et les mécanismes de marché des systèmes V2G présentent également des défis. Une réflexion approfondie et des solutions appropriées sont nécessaires pour concilier les intérêts des parties prenantes, établir des structures tarifaires raisonnables et inciter les utilisateurs à participer aux échanges d'énergie V2G.

Avantages applicatifs de la technologie V2G :

Gestion de l'énergie : La technologie V2G permet aux véhicules électriques de réinjecter de l'électricité dans le réseau, facilitant ainsi les flux d'énergie bidirectionnels. Ceci contribue à l'équilibrage des charges du réseau, à l'amélioration de sa stabilité et de sa fiabilité, et à la réduction de la dépendance aux sources d'énergie polluantes telles que les centrales au charbon traditionnelles. Stockage d'énergie : Les véhicules électriques peuvent s'intégrer aux systèmes de stockage d'énergie distribués, stockant l'électricité excédentaire et la restituant en cas de besoin. Ceci contribue à l'équilibrage des charges du réseau et fournit un soutien énergétique supplémentaire lors des pics de consommation. Génération de revenus : Grâce à la technologie V2G, les propriétaires de véhicules électriques peuvent connecter leurs véhicules au réseau, revendre l'électricité produite et percevoir des revenus ou des primes. Ceci représente une source de revenus supplémentaire pour les propriétaires de véhicules électriques. Réduction des émissions de carbone : En diminuant la dépendance aux sources d'énergie polluantes conventionnelles, les véhicules électriques compatibles V2G peuvent réduire les émissions de dioxyde de carbone et d'autres gaz à effet de serre, générant ainsi des impacts environnementaux positifs. Flexibilité accrue du réseau : La technologie V2G facilite la gestion dynamique du réseau, améliorant sa stabilité et sa fiabilité. Il permet des ajustements flexibles de l'équilibre offre-demande du réseau en fonction des conditions en temps réel, améliorant ainsi l'adaptabilité et l'efficacité opérationnelle du réseau.