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Vers un système énergétique durable
Comment les voitures électriques contribuent à réduire les importations d'électricité
Des chercheurs du Pôle de Recherche National Automation, sous la direction de Loris Di Natale de l'Empa, ont étudié comment les voitures électriques pourraient contribuer à réduire l'intensité des gaz à effet de serre du secteur énergétique suisse en limitant le besoin d'importations d'énergie à base de combustibles fossiles.
Les changements introduits par la transition énergétique représentent un défi majeur pour les systèmes énergétiques. En particulier, le maintien de l'équilibre nécessaire entre la production et la consommation d'électricité deviendra une tâche toujours plus exigeante pour les gestionnaires de réseau en raison de la part croissante des énergies renouvelables. La Suisse ne fait pas exception à la règle, puisqu'une part importante de l'électricité actuelle est produite dans des centrales nucléaires qui seront mises hors service à moyen terme et qui devraient être remplacées en grande partie par des sources d'énergie renouvelables. Une approche pour résoudre ce problème consiste à utiliser la capacité des batteries des voitures électriques, qui augmente rapidement. Lorsque celles-ci sont connectées au réseau - par exemple lorsqu'elles sont en cours de chargement - leurs batteries pourraient être utilisées pour stocker l'énergie excédentaire du réseau et la réinjecter rapidement dans le système en cas de besoin. Toutefois, l'ampleur de l'impact de ce potentiel n'est pas tout à fait claire. C'est ce que des chercheurs du PRN Automation ont étudié dans une étude centrée sur la Suisse.
"Notre objectif principal est de réduire les importations d'électricité en provenance des pays voisins. Celle-ci est souvent produite à partir de sources d'énergie à forte intensité de gaz à effet de serre (GES), comme le charbon et le gaz, alors que la production suisse avec des centrales hydrauliques et nucléaires (et à l'avenir solaires et éoliennes) émet très peu de GES. Au lieu d'exporter nos excédents de production énergétique, nous devrions donc essayer de les garder à l'intérieur du pays", explique Loris Di Natale, auteur principal de l'étude et doctorant à l'Empa. "Dans notre étude, nous avons cherché à savoir comment contrôler la charge et la décharge des batteries des véhicules électriques (VE) pour diminuer la quantité d'électricité échangée avec les pays voisins. Si les opérateurs de réseau ont la possibilité de déplacer la charge et la décharge des VE à différents moments de la journée, par exemple en les chargeant à la mi-journée lorsqu'il y a beaucoup d'énergie solaire disponible et en les déchargeant la nuit lorsqu'il y a beaucoup moins de production d'énergie renouvelable, les importations peuvent être considérablement réduites", explique M. Di Natale.
Si cette technologie est combinée à d'autres technologies de stockage, telles que les barrages et les centrales hydroélectriques à pompage, les importations peuvent être réduites jusqu'à 60 % d'ici 2050. Ce chiffre est réalisable notamment parce que les deux technologies se complètent : les centrales hydroélectriques servent au stockage à long terme, tandis que les voitures électriques absorbent les fluctuations quotidiennes. Mais même si ces résultats sont très prometteurs, le potentiel des VE n'est pas illimité, comme le souligne M. Di Natale : "De manière remarquable, nous constatons que le potentiel des batteries des VE s'épuise au-delà d'un certain nombre de voitures. Cela signifie que nous ne pouvons pas attendre des voitures électriques qu'elles résolvent complètement notre problème de stockage. Pour le stockage à long terme, nous devons en outre chercher d'autres solutions."