Un nouvel usage qui peut mettre à l’épreuve l’équilibre offre / demande

La mise en circulation de 2 millions de véhicules électriques (objectif 2020) représente une énergie de recharge annuelle d’environ 5 TWh, soit 1% de la consommation totale française. Ceci peut être vu comme négligeable. Cependant, le véritable impact de la recharge est le risque d’appels de puissance conséquents après les trajets travail-domicile du soir, soit exactement pendant la pointe de consommation. Or, pour faire face à ces pics, l’activation de moyens de production thermiques est nécessaire, induisant un recours à des ressources polluantes et coûteuses. Ainsi, l’impact environnemental positif intrinsèque au véhicule électrique s’en retrouverait phagocyté, tout comme l’attrait économique d’une énergie de recharge peu chère. On voit donc qu’une charge dérégulée des véhicules électriques pourrait accentuer les pointes de consommation et dénaturer l’aspect écologique et économique des véhicules électriques.

Le pilotage intelligent de la charge des véhicules électriques

L’avènement du véhicule électrique repose sur une recharge majoritairement en dehors des périodes de pointe afin de ne pas concourir à l’accentuation des pics de consommation. Deux solutions sont envisageables pour relever ce défi : le signal tarifaire pour les particuliers et la mise en place de flexibilités, soit chez les particuliers, soit chez les gestionnaires d’infrastructures de recharge.

En effet, le fournisseur peut participer à lisser la consommation des véhicules électriques via une incitation tarifaire forte à la recharge pendant les heures creuses. Un tel signal de prix encouragerait ainsi la « recharge intelligente » : les utilisateurs, par souci d’économies, privilégieraient une recharge lente en heure creuse à une recharge rapide qu’ils ne solliciteraient qu’exceptionnellement.

De plus, à l’instar de l’activation automatique des chauffe-eau en fonction des signaux heures pleines-heures creuses, des systèmes automatiques de déclenchement de recharge peuvent être mis en place chez les particuliers. Pour ce faire, l’opérateur de ces systèmes communique avec les véhicules afin de collecter leurs besoins puis, en fonction des tarifs, établit un profil de charge adapté répondant aux différentes contraintes.

Enfin, un pilotage de flexibilité de puissance doit également être réalisé au niveau des gestionnaires d’infrastructures de recharge. Ce pilotage consisterait à donner des marges de manœuvre à des acteurs de l’équilibre local au niveau de chaque borne de recharge. Par exemple, en cas de sur-disponibilité d’électricité, il s’agirait de pouvoir accélérer la charge des véhicules électriques connectés aux bornes. Notons que le modèle de développement des véhicules électriques doit prendre en compte ce rôle que revendique notamment le distributeur.

Une gestion intelligente du réseau électrique est donc indispensable à l’essor du véhicule électrique. Véritable facteur clé de succès, il assure à la fois la satisfaction des besoins utilisateurs, et l’optimisation des ressources des exploitants.

 Une opportunité sur la chaîne de valeur de l’électricité

 En plus du pilotage qui peut permettre d’optimiser la recharge des véhicules électriques et les ressources électriques localement disponible, leurs batteries constituent une opportunité pour la gestion du réseau électrique. Car la batterie pourra être utilisée comme un moyen de stockage et de flexibilité supplémentaire.

Ainsi, il s’agirait de :

•  Favoriser les charges lorsque l’électricité est disponible ; par exemple lors de production importante de sources d’énergie intermittentes ;
• Provoquer les déchargements de batteries dans le réseau lorsque la demande est forte.

C’est le principe du Vehicle to Grid (V2GRID). L’exploitation du stockage d’énergie, couplée à une charge / décharge pensées, concourent finalement aux intérêts des producteurs, des acteurs de l’équilibre et des utilisateurs.

Elle confère un avantage aux producteurs en améliorant le taux d’utilisation des centrales de production de pointe et en consommant la production intermittente des producteurs d’énergies renouvelables. Elle permet aux acteurs de l’équilibre d’optimiser le réseau électrique et de réduire les investissements. Elle offre la possibilité aux utilisateurs de véhicule électrique, via une programmation intelligente (charge en heures creuses, décharge sur le réseau en heures de pointe), d’optimiser leur facture électrique. Son impact écologique est également notable : une stratégie V2G permettrait d’éviter l’émission de 150 à 200 000 tonnes de C02 lors des journées de pointe selon le transporteur d’électricité RTE.

Le véhicule électrique basé sur un réseau de charge intelligent ne pèse donc pas sur le réseau électrique. Bien au contraire, une gestion flexible de leur charge amplifie les atouts du véhicule électrique : elle valorise en définitive une électricité plus verte et plus économique. Sa mise en œuvre demeure en revanche à construire par les industriels, les équipementiers, les pouvoirs publics et les énergéticiens.

La construction de la normalisation et des use cases afférents constitue donc un des leviers qui pourra permettre de fournir ces flexibilités. Alors que le sujet se trouvait préempté par les constructeurs automobiles et les fournisseurs, il est primordial que les gestionnaires des réseaux puissent faire entendre leur voix.

[Article rédigé en collaboration avec Elisabeth Alexandre, consultante]

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L’autonomie, un frein psychologique

Pour le consommateur, son autonomie moyenne limitée à 150 km semble être le principal frein endogène à son adoption. Mais l’angoisse de la panne est en réalité infondée car, sur une journée, 80% des véhicules individuels ne parcourent pas plus de 60km, et 92% pas plus de 100km. Il est donc techniquement possible d’utiliser un véhicule électrique pour la grande majorité de ses déplacements et d’emprunter un moyen de transport alternatif pour les quelques trajets excédant son autonomie. Cela suppose en revanche une transformation du paradigme de mobilité.

L’expérimentation de nouveaux paradigmes de mobilité, un levier d’adhésion majeur

En effet, le véhicule électrique est une innovation de rupture, plus sociétale que technologique. Son adoption suppose la conduite du changement sociotechnique de la mobilité thermique vers la mobilité électrique, qui tend vers plus de multimodalité et moins de possession. Dans ce contexte, l’intégration des véhicules électriques dans les flottes d’entreprises, de collectivités locales et d’offres d’autopartage, constitue les premiers leviers de leur diffusion. Ils offrent en effet au grand public la possibilité d’expérimenter de nouveaux modes de mobilité, ce qui favorise leur appropriation, le bouche à oreille, et donc la réduction de l’opposition naturelle au changement.

La densité du réseau de recharge, un gage de fiabilité

La diffusion du véhicule électrique est intimement liée au déploiement d’infrastructures de recharge adaptées. Aussi, le gouvernement  français, qui s’est fixé pour objectif en 2009 la mise en circulation de 2 millions de véhicules électriques et hybrides rechargeables en 2020, soit un taux de pénétration de 5%, estime qu’il faudra au même horizon se doter de 4 millions de bornes privées et de 400 000 bornes publiques. Pour ce faire, la loi Grenelle 2 oblige notamment l’intégration de prises de recharge dans les nouveaux immeubles (bureaux et habitations) avec parking, et établit un droit à la prise au sein des copropriétés. Les bornes publiques, quant à elles, qui ne devraient représenter que 5% des usages, permettront cependant de rassurer les usagers. 12 villes et agglomérations (1) seront d’ailleurs soutenues par l’État dans leur installation à hauteur de 50 millions d’euros.

Le coût total de possession, un axe de communication fondamental

En attendant les économies d’échelles liées à la production de masse des batteries qui rendront le coût d’acquisition des véhicules électriques moins dissuasif, son coût total de possession est un indicateur majeur. Au-delà du simple coût d’achat élevé du véhicule, il met en évidence l’intérêt potentiel d’un tel investissement en prenant en compte les économies en carburant et en entretien qu’il permet. 20% des Français se disent en effet prêts à acheter un véhicule électrique ou hybride malgré un coût d’achat 10 à 20% plus élevé que son équivalent thermique, grâce à une réflexion en termes de TCO (TCO = Total Cost of Ownership ou coût total de possession en français). Par ailleurs, la possibilité d’étaler le coût de la batterie sur la durée de vie du véhicule en la louant permettra également de favoriser l’électromobilité. Mais après leur vie mobile dans les voitures électriques, les batteries auront-t-elles une vie stationnaire pour alimenter les maisons en heures pleines ?

 [Article rédigé en collaboration avec Maxime Mary]

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La France a atteint un pic de consommation électrique historique le mercredi 8 février à 19h. Quelles en sont conséquences et les mesures mises en place ? Quelles opportunités se dégagent ? Décryptage.
Avec les chutes de températures de ces derniers jours, la demande en gaz et électricité à littéralement explosé partout en Europe et particulièrement en France, suréquipée en dispositifs de chauffage électrique. Ainsi, la demande française en gaz la plus élevée de l’histoire a été enregistrée vendredi, à 3.198 gigawattheures, selon les chiffres de GRTGaz. Parallèlement, le pic de consommation électrique a atteint un record historique  mercredi avec 101.700 MW appelés à 19h. Pourtant, EDF le clame haut et fort : le black-out national devrait être évité, principalement grâce à nos 55 centrales nucléaires en fonctionnement, et aux importations…

Quelles conséquences  a donc la vague de froid ?

Envolée du coût du kilowattheure
La demande est telle que les ressources se raréfient et se renchérissent. lundi 06 février, le prix du mégawattheure de gaz pour livraison aujourd’hui s’élevait à 34,68 euros, en hausse de 48 % sur une semaine. « Une transaction a eu lieu vendredi à 36 euros, niveau jamais atteint depuis la création de la Bourse du gaz en novembre 2008 », selon un porte-parole. Dans l’électricité, les prix ont eux aussi connu des tensions.

Black-out des régions isolées
Même si le risque de black-out national est écarté, certaines régions françaises isolées sont particulièrement éprouvées.  Ainsi, PACA et la Bretagne produisent seulement 10% de leur consommation électrique, le reste étant acheminé via le réseau national. Si un accident survient sur cette ligne d’acheminement à très haute tension ou s’il y a surconsommation, aucune alimentation de secours ne peut prendre le relais : c’est le black-out. Ainsi, dans ces deux régions, RTE met-il en pratique l’ « effacement ». «On coupe volontairement quelques clients pour permettre à certains points prioritaires, hôpitaux ou centres de contrôle, de rester alimentés », explique Catherine Greilveldinger, directrice de RTE Sud-Est.

Quelles actions sont elles envisageables ?

Sensibiliser les gros consommateurs aux économies d’énergie : Ecowatt

RTE, transporteur de l’électricité et responsable de l’équilibre national entre l’offre et la demande, a mis en place un programme d’incitation à la réduction des dépenses en période de pointe, Ecowatt. Par exemple, Keolis, exploitant du réseau de métro rennais, s’est inscrit au programme Ecowatt afin d’être tenu informé des alertes de consommation. Ainsi lors des pics, l’exploitant a décidé de diminuer la vitesse de ses rames. Passant de 60 à 54 km/h, le changement n’est pas perceptible par les usagers et permet une baisse de consommation d’électricité de 300 à 500 kW soit près de 10 à 20% de la consommation totale du métro lors des alertes. D’après RTE, «l’ensemble des gestes de réduction de consommation réalisés sur le territoire breton entraîneraient de 1,5 à 2% d’économies d’électricité pendant les pics, soit l’équivalent de la consommation d’une ville comme Brest» conclut Sandrine Morassi, responsable de la communication de RTE Ouest.

Les crises de grands froids, une opportunité ?

Finalement, ces vagues de froid fortement médiatisées peuvent constituer une opportunité pour la préparation du futur du marché de l’électricité. En effet, la gestion de l’électricité doit évoluer pour trois raisons majeures : limiter le coût économique des moyens de production de pointe,  en réduire l’empreinte écologique et faciliter l’indépendance énergétique de la France.

Un levier majeur pour atteindre ces objectifs est d’amener le secteur résidentiel à réduire ses consommations et à les déplacer hors périodes de pointe. Face à un prix de l’énergie relativement bas et quasi constant, cela constitue en soi un défi pour les énergéticiens.
La filière électrique a préparé une batterie d’outils : le suivi de consommation, l’alerting en cas de surconsommation, les conseils, la tarification variable, le pilotage à distance des équipements, l’effacement diffus, … Mais faute d’appétence client, les business modèles de ces services ne se confirment pas. Finalement, cette période de risque de black-out contribue à cette évolution de mentalités inéluctable.

Le développement des services évolués de gestion de l’énergie pourrait donc profiter de ce gel des températures. Les crises sont souvent des moteurs d’innovation , un black-out national pourrait être celui de l’avènement de la Smart Energy !

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