Nous devons empêcher les véhicules électriques de suralimenter le réseau

Les entreprises de services publics travaillent dur pour accroître la pénétration de la production de sources propres. Il existe de nouvelles technologies comme le stockage par batterie au niveau du transport d’électricité en vrac, et des changements rapides se produisent dans le segment de la distribution.

Les changements dans la distribution sont en grande partie motivés par l’adoption par les clients de nouvelles technologies telles que l’énergie solaire, les appareils domestiques économes en énergie comme les thermostats intelligents et l’électrification des transports, notamment les véhicules électriques (VE).

L’année dernière, les ventes de véhicules électriques aux États-Unis ont augmenté de 83 %. D’ici 2025, les ventes annuelles en Amérique pourraient croître de façon exponentielle et éclipser 8 millions de véhicules, estime l’Agence internationale de l’énergie. Ces types de chiffres mettent les dirigeants des services publics d’électricité dans une position difficile. De la production à la transmission en passant par la distribution, le réseau aura du mal à répondre à la demande de VE dans un avenir prévisible.

Combien de lutte? Considérez que dans les pays développés, chaque ménage utilise en moyenne environ 2 kW par jour. S’ils ajoutent un ou deux véhicules électriques, leur consommation pourrait atteindre 10 kW. C’est un choc pour le système. Et en plus de cela, ne pas avoir une visibilité totale sur où et combien d’énergie les VE vont consommer ajoute de la complexité à la gestion de la fiabilité du réseau.

Ajouter suffisamment de capacité pour répondre à cette demande, sans parler de prendre de l’avance sur la courbe, nécessitera d’énormes investissements – le genre que peu de services publics ont sous la main.

Plus de financement pour les mises à niveau du réseau et la recharge des véhicules électriques

Dans certains pays, les politiques gouvernementales stimulent la demande de véhicules électriques tout en fournissant des financements pour aider les services publics à rattraper leur retard. Un exemple récent est la loi américaine sur l’investissement et l’emploi dans les infrastructures (IIJA), qui comprend 7,5 milliards de dollars pour aider à construire 500 000 bornes de recharge. Cela pourrait atténuer «l’anxiété liée à l’autonomie» – la peur que les batteries se déchargent en raison d’un manque de chargeurs – ce qui freine l’adoption des véhicules électriques.

L’IIJA a également affecté un montant encore plus important – plus de 11 milliards de dollars – à divers projets de modernisation du réseau, plus 21,5 milliards de dollars pour l’énergie propre. Cela comprend le stockage d’énergie à l’échelle du réseau qui sera essentiel pour rendre les sources d’énergie éolienne et solaire viables pour la recharge des véhicules électriques.

Par exemple, les systèmes de stockage d’énergie par batterie à l’échelle du réseau (BESS) offrent aux services publics un autre outil pour répondre aux augmentations de la demande le soir – lorsque les propriétaires de VE branchent et rechargent leurs véhicules. BESS contribue également à rendre le réseau plus résilient, par exemple en activant des micro-réseaux qui peuvent maintenir l’alimentation lorsque des tempêtes ou des incendies de forêt détruisent les lignes de transmission.

De nombreux services publics subventionnent également fortement les bornes de recharge pour véhicules électriques. Par exemple, aux États-Unis, une compagnie d’électricité couvrira jusqu’à la moitié du coût des bornes de recharge dans les complexes d’appartements, les bureaux et d’autres entreprises.

Les programmes profitent aux services publics en répartissant la demande par zone géographique et par heure de la journée. Ainsi, les propriétaires de véhicules électriques disposent de plus d’options de recharge, comme lorsqu’ils sont au travail ou dans un magasin. Il allège la charge de la sous-station et des autres infrastructures desservant leur quartier.

De plus, à mesure que la complexité du réseau augmente avec les demandes de recharge de VE, les demandes de fiabilité augmentent également. Nous devons passer d’une disponibilité élevée à une disponibilité ultra-élevée de 99,9 %, afin d’éviter les pénalités imposées par les gouvernements et les parties prenantes en cas d’indisponibilité du système, qui pourraient facilement égaler la rentabilité d’une compagnie d’électricité pendant un an.

Pour y parvenir, les entreprises de véhicules électriques devront extrapoler les données de l’écosystème du réseau et les partager avec diverses applications. C’est là que l’application de « nœuds périphériques » de calcul intelligent distribué pourrait être d’une grande valeur. Ils peuvent traiter de grandes quantités de données et faire des prédictions sur les performances, l’écosystème sur le réseau et, surtout, la fiabilité future.

Les informations sur les données de l’intelligence artificielle (IA) et de l’apprentissage automatique (ML) de ces moteurs d’analyse pourraient alimenter l’Internet des objets (IoT) et les jumeaux numériques. Celles-ci pourraient accélérer la disponibilité de la disponibilité à 99,9 % pour tenir compte des charges supplémentaires sur les systèmes de réseaux des bornes de recharge pour véhicules électriques.

Tous ensemble maintenant

La relation entre les compagnies d’électricité et les entreprises de véhicules électriques est celle d’un bénéfice mutuel. Chacun stimule la croissance de l’autre. L’adoption des véhicules électriques par les clients aidera à relever certains des défis des compagnies d’électricité, tels que l’intégration rapide des énergies renouvelables et des DER, la nécessité de s’engager auprès de leurs clients avec de nouveaux ensembles de services et, surtout, de stimuler la demande d’électricité, qui stagnait. Les véhicules électriques ont également le potentiel d’être un outil disponible pour les compagnies d’électricité afin de gérer leur réseau plus efficacement.

Il reste encore beaucoup de travail à faire pour s’assurer que la production, la transmission et la distribution sont toutes capables de répondre à la demande croissante de véhicules électriques. La construction d’infrastructures de recharge élaborées est un problème complexe. Cela nécessite une coordination entre un large éventail de parties prenantes telles que les urbanistes, les développeurs d’infrastructures, les fournisseurs d’équipements et les services publics pour se réunir.

Par exemple, les commissions des services publics devront examiner comment les modifications apportées aux programmes de crédit solaire affectent l’investissement des propriétaires dans les énergies renouvelables qui rechargeraient leurs véhicules électriques tout en allégeant la pression sur le réseau. L’investissement dans une technologie numérique perturbatrice pour exploiter les données cloisonnées et créer une visibilité sur l’écosystème du réseau augmentera la fiabilité et la disponibilité pour le marché des consommateurs de véhicules électriques.

Les conseils municipaux et les conseils de zonage devront également offrir aux services publics et aux entreprises la flexibilité d’ajouter des infrastructures liées aux véhicules électriques là où elles sont nécessaires, telles que de nouvelles sous-stations et lignes de transmission, et des bornes de recharge à énergie solaire dans les parkings des centres commerciaux. Comme leurs homologues étatiques et fédéraux, les villes peuvent également avoir besoin de fournir des incitations fiscales et d’autres subventions pour inciter les propriétaires et les entreprises à ajouter des bornes de recharge.

Image reproduite avec l’aimable autorisation de Capgemini Engineering Nisar Ahmad

C’est beaucoup à considérer et à faire. La bonne nouvelle, c’est qu’une partie de ce travail est en bonne voie. Dans le processus, il montre ce qui est possible, permettant aux services publics, aux gouvernements et aux entreprises de suivre le mouvement.