Quelle est la valeur du V2G ?

On parle beaucoup de la recharge Vehicle to Grid (V2G), qui permet à la batterie du véhicule de renvoyer de l'énergie au réseau, mais quelle sera son importance réelle ? Cette fonctionnalité sera probablement disponible sur la plupart des chargeurs, mais elle pourrait ne pas générer autant de bénéfices que prévu. Voici pourquoi.

Le V2G, devrait et va se produire, et sera déployé sur la plupart des véhicules et des chargeurs. Il apportera une flexibilité précieuse au réseau électrique. Cependant, dans la plupart des cas, il est aujourd'hui plus important pour la plupart des conducteurs et des flottes de se concentrer sur la transition vers les véhicules électriques en général.

Il y a trois versions de V2G à considérer, nous allons nous concentrer sur la dernière, la V2G complète :

- Véhicule de secours jusqu'à domicile (Backup V2H) — Dans ce cas, le véhicule électrique est utilisé pour fournir une alimentation de secours lorsque le réseau électrique est en panne. Il peut s'agir d'alimenter quelques appareils à l'aide d'un onduleur et d'une prise secteur du véhicule ou de les connecter à une maison équipée d'un commutateur de transfert le séparant du réseau en cas de panne du réseau. L'argument commercial en est la valeur que vous accordez à l'alimentation de secours. Sur les marchés où les pannes d'électricité sont fréquentes, il s'agit d'une caractéristique importante.

- Vehicle-2-Home derrière le compteur (V2H raccordé au réseau) — Dans ce cas, le véhicule et le chargeur peuvent rétablir l'alimentation pendant que le réseau fonctionne, mais ils ne fournissent de l'énergie qu'au client final. Cela signifie que le client utilise moins d'énergie du réseau mais ne renvoie pas activement de l'électricité au réseau pour de l'argent. Cela peut être intéressant si vous avez une production d'énergie solaire excédentaire et que vous souhaitez la stocker pour une utilisation ultérieure. L'argument commercial en faveur de cette solution repose en grande partie sur la consommation de l'énergie que vous produisez vous-même, évitant ainsi les frais, les coûts de transaction et les taxes liés au retour de l'énergie au réseau pour ensuite la racheter.

- V2G complet - C'est là que le gestionnaire du réseau peut commander au véhicule électrique de renvoyer de l'énergie au réseau, directement ou par le biais d'une incitation des prix des services publics à restituer de l'énergie. C'est l'objet de la suite de cet article.

Qui va diriger le marché ?

V2G sera deviendra probablement une fonctionnalité standard sur les chargeurs car il est complexe à implémenter en termes de logiciel et de contrôle mais est relativement peu coûteux à ajouter à un chargeur en termes de coût de nomenclature ; il nécessite peu de composants matériels supplémentaires. Cela signifie qu'à mesure que le marché arrivera à maturité et que les fabricants développeront les logiciels et les conceptions nécessaires pour le soutenir, le coût supplémentaire sera faible. Les chargeurs deviennent un produit de base, ils font tous la même chose, convertissent le courant alternatif en courant continu ou connectent le courant alternatif à un véhicule pour le recharger selon un connecteur et un protocole normalisés. Peu de caractéristiques secondaires peuvent justifier un prix plus élevé pour un fournisseur, telles que le style, les délais de livraison, la fiabilité et le service. Les fabricants rechercheront donc des fonctionnalités telles que le V2G pour se démarquer. Le faible coût marginal et la volonté des fabricants de chargeurs de proposer des fonctionnalités compétitives devraient en faire une caractéristique standard des chargeurs, tout comme la climatisation était autrefois une option de luxe dans une voiture, mais elle est désormais de série.

Des défis en matière de gestion des parties prenantes, mais faciles dans certains cas.

La motivation financière de la V2G est un défi car elle nécessite la participation de nombreuses parties prenantes. - le service public, l'utilisateur de la connexion à un service public tel qu'un immeuble de bureaux, le propriétaire du chargeur, le propriétaire du véhicule et le conducteur du véhicule (qui, dans le cas d'un leasing ou d'une flotte, est distinct du propriétaire) Tous ces acteurs doivent être incités, au-delà de leurs frais, à participer.

Cela facilite certains marchés, tels que les flottes d'autobus scolaires, où bon nombre de ces rôles sont confiés à la même partie prenante. Cela pourrait alors se situer entre le service public et un opérateur d'autobus scolaire propriétaire des autobus, du site, des bornes de recharge et des autobus. À long terme, ces problèmes seront résolus et les bonnes motivations inciteront chaque joueur à participer à de nombreux cas.

La V2G ne générera probablement pas de bénéfices supplémentaires substantiels à long terme, car la majeure partie de la valeur peut être obtenue en contrôlant simplement les autres charges, notamment en réduisant la demande de recharge des véhicules électriques grâce à la recharge intelligente, sans restituer d'énergie.

La valeur ultime du V2G est la flexibilité du service public pour aider à équilibrer le réseau. La quantité d'énergie entrant dans le réseau doit toujours être équilibrée par rapport à la quantité d'énergie consommée. Lorsque vous allumez votre poêle, la charge augmente, tandis qu'un nuage protège un panneau solaire, la production diminue ; le service public a donc besoin de flexibilité. (il existe certaines complications de distribution) L'énergie est cependant fongible, et une charge réduite a le même impact qu'une production accrue. En termes d'énergie, les résultats sont équivalents, que votre véhicule renvoie de l'énergie au réseau avec le V2G ou que la voiture de votre voisin réduise la puissance de recharge grâce à la recharge intelligente. La demande de flexibilité augmente à mesure que la part des énergies renouvelables augmente sur le réseau, l'énergie éolienne et solaire étant bien plus variable que la production d'énergie fossile traditionnelle. Le V2G et la recharge intelligente unidirectionnelle peuvent apporter la même flexibilité au réseau.

Il existe plusieurs autres options pour assurer la flexibilité du réseau en dehors de la recharge des véhicules électriques., tels que la régulation des charges CVC, de refroidissement et autres. Un service public a mis en œuvre un programme de réponse à la demande à l'aide de thermostats intelligents. Lors des chaudes journées d'été, ils pourraient légèrement réduire la température pour les clients participants en début d'après-midi. Plus tard dans l'après-midi, lorsque la demande globale d'énergie est la plus élevée, la température pourrait légèrement augmenter, réduisant ainsi la demande d'énergie, tout en maintenant les clients dans une plage de température confortable. Cela leur a donné la flexibilité nécessaire pour adapter leur demande d'énergie avec peu de coûts matériels supplémentaires, au-delà du signal de commande transmis aux thermostats, dont les utilisateurs disposaient de toute façon. Les clients ont été incités à participer et ont rarement remarqué le changement de température. Des techniques similaires peuvent être utilisées pour les congélateurs commerciaux, les bâtiments et les autres utilisateurs d'électricité qui ont besoin d'une certaine quantité d'énergie sur une longue période, mais elles sont flexibles exactement au moment de la livraison, dans un laps de temps donné. Cette flexibilité est limitée dans le temps : rares sont ceux qui remarqueront qu'un climatiseur de bâtiment s'arrête pendant 5 minutes, mais 12 heures seraient inacceptables. Ils peuvent également apporter une flexibilité à faible coût au réseau au fur et à mesure de leur développement.

La recharge intelligente sera toujours une option moins coûteuse que la V2G. La réduction de la puissance de charge d'un véhicule en cours de recharge n'entraîne aucune perte. Le véhicule est simplement rechargé plus tard, avec la même quantité d'énergie, via le même convertisseur avec des pertes similaires (pertes souvent plus faibles car l'efficacité du chargeur diminue à mesure qu'il fait chaud) comme s'il était chargé plus rapidement. Le V2G nécessite d'abord de charger, puis de stocker, puis de renvoyer l'énergie au réseau, ce qui entraîne deux passages dans le convertisseur de puissance et des cycles supplémentaires sur la batterie. Il peut arriver que les pertes supplémentaires et les coûts d'autonomie de la batterie du V2G puissent encore être rentables, car la flexibilité qu'il offre est si précieuse, mais elle est fondamentalement plus coûteuse à fournir que la simple réduction de la puissance de charge grâce à la recharge intelligente.

Le marché de la flexibilité du réseau est un marché de matières premières comme les autres, le prix est fixé par le producteur le plus coûteux qui livre sur le marché. Ceci est illustré dans le graphique de l'ordre de mérite ci-dessous. Il existe diverses sources qui peuvent fournir la même chose, mais à des coûts différents pour leurs producteurs. Pour satisfaire la demande (ligne rouge), les sources les moins chères seront utilisées d'abord, puis les sources les plus chères seront utilisées jusqu'à ce que la demande soit entièrement satisfaite. Le prix de la matière première (ligne verte) est fixé par le prix nécessaire pour permettre au producteur marginal le plus cher de participer. Tous les producteurs les moins chers réaliseront des bénéfices supplémentaires grâce à la hausse des prix. Les sources les plus coûteuses ne seront pas utilisées. La demande de flexibilité du réseau fluctue constamment, tout comme les coûts et les quantités des approvisionnements potentiels. Ce graphique est donc en constante évolution, ce qui entraîne une évolution continue des prix.

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La question clé concernant la valeur du V2G est de savoir à quelle fréquence la demande de flexibilité dépassera ce qui peut être fourni avec des options moins coûteuses. telles que la recharge intelligente unidirectionnelle et probablement de nombreuses autres sources de flexibilité telles que le chauffage et la climatisation contrôlés. Cela variera à long terme en fonction de l'évolution des marchés et des technologies, cela variera en fonction de l'emplacement et cela variera d'une heure à l'autre en fonction de l'évolution de la demande. Du côté de la flexibilité et de l'offre, supposons que tous les 278 millions de véhicules aux États-Unis sont convertis à l'électricité et continuent à parcourir en moyenne 13 500 miles par an à environ 200 Wh/km, cela nécessitera 1,2 kWh (Peta = 10).^15e ou billions de kWh) d'énergie qui pourrait être chargée intelligemment pour gagner en flexibilité, contre 4,05 kWh de production annuelle actuelle, soit environ 30 %. En ce qui concerne la demande de flexibilité, nous devons également tenir compte des cycles temporels. Au niveau quotidien, au cours d'une journée d'été typique, la consommation d'énergie des États-Unis varie d'environ 400 GW à 650 GW, soit une variation d'environ 40 % sur une journée. Si toute l'énergie utilisée pour recharger les véhicules électriques était utilisée pour niveler la courbe de charge, cela l'aplatirait grossièrement. Dans la pratique, cela n'est pas possible car les véhicules électriques ne peuvent pas se recharger à des heures totalement arbitraires ; et ce n'est pas souhaitable étant donné que certaines sources d'énergie, telles que l'énergie solaire, se produisent à des moments précis de la journée et que certaines charges, comme la climatisation, y sont corrélées. Le remplacement de l'eau et du chauffage des locaux résidentiels par des pompes à chaleur pourrait accroître la demande de 10 %, mais une grande partie de cette demande pourrait également être flexible. N'oubliez pas que cette variation se produit une fois par jour. Si vous stockez de l'énergie dans votre véhicule électrique pendant la journée et que vous la vendez la nuit, vous pouvez généralement faire un cycle par jour et gagner la différence entre le prix quotidien maximal et le prix minimum du kWh. Il existe également des marchés plus rapides, tels que le FCR et l'AfRR, où le gestionnaire du réseau paie pour répondre rapidement à l'évolution des conditions. Aux Pays-Bas, où ce marché est arrivé à maturité, les volumes typiques sont d'environ 300 MW de production flexible sur un système global de 10 GW-15 GW, soit environ 3 % de la capacité totale. Si tous les véhicules étaient intelligents et connectés, la recharge intelligente pourrait facilement être satisfaite par la recharge intelligente seule, ou éventuellement par d'autres sources de flexibilité. Il sera très difficile de prévoir l'évolution future de l'offre et de la demande en matière de flexibilité, compte tenu du développement de différentes offres. Cette opportunité stimulera également le développement et l'offre de solutions telles que la recharge intelligente et les commandes de chauffage flexibles. La flexibilité potentielle de la recharge intelligente pour les véhicules électriques est d'une ampleur comparable aux besoins de flexibilité probables. Il n'est donc pas évident que le V2G soit souvent nécessaire. Le V2G sera utilisé occasionnellement, les jours les plus extrêmes, mais il est difficile de prévoir à quelle fréquence.

Que faire à court terme à propos de la V2G ? alors que le marché évolue ? Les fabricants de chargeurs devraient le développer et l'inclure dans leurs offres, car il sera utile sur certains marchés et deviendra une fonctionnalité standard. Pour les services publics, la priorité devrait être accordée à la recharge intelligente, puis à la recharge V2G si une plus grande flexibilité est nécessaire. Pour les flottes et les conducteurs, ils devraient se concentrer sur la recharge intelligente standard, unidirectionnelle, qui permet de réaliser la plupart des économies pour le moment, à moins que leur service public ne propose des incitations spécifiques.

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