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Le renouvellement du stockage est l’un des piliers du nouveau paysage énergétique. Comme on le sait, les grandes centrales électriques et les centrales plus petites doivent être remplacées à moyen et long terme par un ensemble varié de petites et microcentrales électriques. Cependant, les systèmes photovoltaïques, la biomasse et les centrales éoliennes ne fournissent pas de l’électricité en continu, mais une production fluctuante. Parallèlement à cette conversion de quelques grandes centrales électriques en un grand nombre de petites, la soif d’électricité augmente: la mobilité doit être électrifiée ainsi que la production de chauffage des locaux. Afin de pouvoir alimenter les nouveaux véhicules électriques et les pompes à chaleur, des capacités de stockage sont nécessaires en plus des capacités de production.
C’est là que la mobilité électrique peut entrer en jeu: si vous connectez les batteries des véhicules électriques en stationnement au réseau électrique, elles peuvent servir de stockage. S’il y a trop de puissance sur le réseau, les batteries sont chargées. Si, par contre, il y a trop peu d’électricité, une partie de la charge des batteries peut être utilisée. Des dizaines ou des centaines de véhicules électriques peuvent ainsi être interconnectés pour former une «centrale électrique virtuelle». La connexion des batteries de véhicules au réseau électrique est appelée «véhicule au réseau» (voir encadré). Le concept est connu depuis plus de dix ans et devient lentement réaliste grâce à l’augmentation du nombre de véhicules électriques et de points de recharge.
Progresser pas à pas
Nissan est l’un des constructeurs automobiles qui travaillent sur le projet «Vehicle to grid» depuis un certain temps. Dès 2012, le constructeur japonais a présenté la solution «Vehicle to Home» (V2H), dans laquelle un seul véhicule électrique est connecté à un bâtiment. Le système «Vehicle to building» a suivi en 2014. Il a relié les batteries de six véhicules électriques «Leaf» au bâtiment et les a ainsi intégrées au réseau électrique. Le plus grand défi du projet s’est avéré être la double utilisation du véhicule comme moyen de transport et comme source d’électricité. Les utilisateurs doivent informer le système sur leur heure de départ prévue. Sur la base de ces informations, un plan de chargement et de déchargement pour les différents véhicules a été calculé et exécuté. Ceux qui voulaient partir
plus tôt que prévu ont peut-être dû faire face à une batterie faiblement chargée.
Depuis 2018, la « Leaf» peut être chargée de manière bidirectionnelle en standard. Le programme «Nissan Energy», qui a été présenté à Las Vegas en 2019, est basé sur cette capacité. Selon Nissan, le programme est conçu pour «connecter leurs voitures au réseau électrique afin de charger la batterie du véhicule, d’alimenter les foyers ou les entreprises en électricité ou de réinjecter l’électricité dans le réseau». Un domaine d’application intéressant serait, par exemple, le «nivellement des pics».
Les pics de courant à court terme, par exemple en provenance des systèmes photovoltaïques, peuvent être absorbés par les batteries des véhicules. Cela permet de maintenir l’équilibre entre la production et la consommation d’électricité. Au lieu d’utiliser une seule grande unité de stockage de batterie très coûteuse, il est possible d’utiliser de nombreuses petites unités de stockage avantageuses.
Des propriétaires de voitures généreux
VW a également accumulé de l’expérience avec le programme «Vehicle to grid» à un stade relativement précoce. De 2013 à 2014, le projet de recherche INEES (connexion intelligente des véhicules électriques au réseau pour fournir des services système) s’est déroulé à Hambourg et dans les environs. À cette fin, VW s’est associé au fournisseur d’électricité Lichtblick. «Comme l’a montré le projet, il est possible de compenser les fluctuations à court terme du réseau électrique avec un parc de voitures électriques qui peuvent être régénérées. De cette manière, une réserve de puissance peut être fournie au réseau électrique avec un haut degré de fiabilité et un temps de réaction court», déclare Volker Walzer, porte-parole de Lichtblick. Les participants avaient «libéré la batterie de leur véhicule avec beaucoup d’enthousiasme» et n’avaient connu aucune restriction au niveau de leur mobilité quotidienne. En moyenne, les participants ont réservé 34 % de la capacité de leur batterie pour des voyages spontanés. La capacité restante pouvant être utilisée comme stockage tampon. Pendant le test pilote, les conditions économiques étaient encore très défavorables. Par exemple, l’énergie de commande secondaire fournie par les batteries des véhicules n’était que modestement rémunérée, et il fallait payer divers frais et suppléments de réseau. Ces conditions sont désormais plus favorables, mais selon Volker Walzer, la technologie standard de recharge bidirectionnelle des véhicules électriques fait toujours défaut. Depuis quelque temps déjà, Lichtblick propose le produit «swarm battery». Les propriétaires de systèmes PV et d’unités de stockage de batteries peuvent mettre à disposition une partie de leur capacité de batterie ici, comparable au projet INEES, et sont financièrement récompensés pour cela. À l’avenir, les batteries des véhicules pourront également être intégrées, explique M. Walzer: «Pour que le V2G fonctionne, d’autres innovations techniques sont nécessaires. Cependant, INEES a démontré la faisabilité et l’acceptation.»
Mûr pour l’île
Les installations de stockage groupées au niveau d’un quartier ou d’une ville sont donc encore des rêves d’avenir. Toutefois, l’idée est déjà mise en œuvre sur l’île atlantique de Porto Santo, qui appartient au Portugal. Ici, le groupe Renault et le fournisseur d’énergie local ont construit ensemble une nouvelle infrastructure énergétique. Elle comprend 20 véhicules électriques, divers dispositifs de stockage d’énergie et 40 stations de recharge. Ce réseau doit être complété par des batteries de «seconde vie». C’est le terme utilisé pour décrire les batteries de véhicules mises au rebut qui ne sont plus adaptées à une utilisation dans les voitures, mais qui peuvent être utilisées comme dispositifs de stockage d’énergie stationnaires pendant quelques années avant d’être recyclées: ce principe a déjà fait ses preuves dans des projets de moindre envergure, comme le «garage solaire» de Rovio TI, où l’électricité photovoltaïque est temporairement stockée dans les batteries de véhicules usagés.
Porto Santo possède déjà plusieurs centrales solaires et éoliennes dont l’électricité est disponible pour le projet Renault. Ce principe a déjà fait ses preuves dans des projets de moindre envergure, comme le «garage solaire» de Rovio TI, où l’électricité photovoltaïque est temporairement stockée dans les batteries de véhicules usagés.
Alors que 30 000 «Zoé» ont déjà été produites en 2017, la production du modèle suivant doit être doublée. Renault investit par ailleurs des sommes importantes dans la reconversion des usines de véhicules et de moteurs. Des composants individuels sont également susceptibles d’être utilisés dans les voitures Nissan, puisque les deux constructeurs forment une alliance avec Mitsubishi.
Le savoir-faire suisse
Le chargement bidirectionnel occupe également Honda. Le fabricant japonais a installé la première station de recharge de ce type en 2017 sur son site d’Offenbach, en Allemagne. Honda a présenté un prototype de son «Power Manager» à l’IAA 2019 à Francfort. Le système relie la batterie du véhicule à un réseau électrique intelligent. Cette technologie est développée conjointement avec la société suisse Evtec à Obernau (LU). Les premiers systèmes ont été installés dans le cadre de projets pilotes au Royaume-Uni et en Allemagne. Le «Power Manager» devrait être disponible à partir de 2020. La même année sera lancée la «Honda e», le premier véhicule entièrement électrique du groupe.
La technologie du «véhicule au réseau» ne semble pas être un sujet de préoccupation pour Tesla. Pourtant, le fabricant de véhicules électriques le plus connu a déjà été le pionnier dans ce domaine. Son premier modèle, le roadster Tesla, présenté en 2008, avait une interface pour «Vehicle to grid». Cependant, les types de véhicules actuels ne peuvent pas être connectés au réseau. Il n’y a pas de justification officielle à cela. Les experts de l’industrie soupçonnent M. Tesla de craindre que les piles ne vieillissent trop vite. Au cours de l’été 2018, le propriétaire de l’entreprise, Elon Musk, a annoncé que la technologie «méritait peut-être d’être repensée». L’occasion d’un retour en force se présenterait dès 2020, lorsque le nouveau roadster Tesla serait dévoilé.