Les médias se montrent volontiers alarmistes sur l’impact des véhicules électriques sur le réseau de distribution de l’électricité. Lors d’une table ronde qui s’est tenue à l’Assemblée nationale le 8 février dernier, concernant le développement en France des maillages en bornes de recharge pour VE, le représentant de RTE a donné des pistes intéressantes de réflexion. Nous en complétons la liste, avant de vous laisser la parole pour vous approprier le débat.
De la relativité des projections
Quel temps fait-il chez vous aujourd’hui ? Curieuse question !? Oui, et non, car elle a un objectif : se permettre de relativiser toutes les prévisions, quelles qu’elles soient ! Début octobre 2016, le très alarmiste et récurrent scénario de l’hiver le plus froid depuis 100 ans avec une dangereuse surcharge du réseau électrique qui imposerait des coupures de jus a été une nouvelle fois agité. L’hiver n’est pas fini, mais nous sommes tout de même à la fin de mois de février. Où sont les conditions météorologiques catastrophiques annoncées pour notre pays ?
Combien de véhicules électriques en 2030 ?
Est-il possible aujourd’hui de dire avec une marge d’erreur raisonnable combien de véhicules électriques circuleront en 2030 ? Non ! Tout nombre annoncé actuellement qui se révèlerait proche des constats effectués à cette échéance ne relèverait pas forcément du plus total hasard, mais serait sans doute la conséquence d’un travail sérieux doublé d’un nécessaire facteur chance. Déjà, les estimations plus ou moins officielles formulées il y a quelques années sur le développement des VE chez nous ne sont pas confirmées.Si nous sommes bien en-deçà, la situation actuelle n’invalide pas forcément ce qui a été communiqué pour un horizon éloigné de plus de 10 ans.
Quels chiffres privilégier et retenir ? En 2012, un exercice de prospective effectué en interne à l’Ademe imaginait pour 2030 une flotte de 35 millions de véhicules, dont 4% électriques, soit 1,4 million d’unités. Au début de ce mois de février, un article publié par La Croix et intitulé « Le développement des voitures électriques met le réseau sous tension » rappelait un parc de 6 millions de VE attendu par les pouvoirs publics. Lors de la table ronde programmée à l’Assemblée nationale il y a une quinzaine de jours, Thomas Veyrenc, directeur du département Marchés chez RTE, a fait sa simulation pour la même échéance avec 4,5 millions de VE, « objectif de la PPE » (programmations pluriannuelles de l’énergie), indiquant avoir également travaillé sur une hypothèse à 15 millions.
Puissance de la recharge rapide en 2030 ?
Les énergéticiens s’accordent à dire que c’est principalement un recours massif et simultané à la recharge rapide qui pourrait déstabiliser véritablement le réseau électrique. Aujourd’hui, la puissance délivrée par les bornes rapides est de l’ordre de 50 kW.
A l’automne dernier, DBT a présenté dans le cadre du Mondial de l’Automobile le premier chargeur universel ultra-rapide de 150 kW. Quelques mois plus tard, plusieurs constructeurs automobile allemands (BMW, Daimler, Ford, et Volkswagen pour Audi et Porsche) ont annoncé avoir créé une coentreprise pour développer à travers l’Europe un réseau composé de bornes à 350 kW, selon le standard Combo CCS. Doit-on imaginer encore plus de puissance réellement exploitée en 2030 ?
De 5 GW…
Lors de sa prise de parole le 8 février dernier devant des parlementaires et différents intervenant, Thomas Veyrenc est donc parti d’un objectif de 4,5 millions de véhicules électriques en 2030, rappelant que les puissances de ravitaillement s’étaleront de 3 kW, avec les bornes normales (lentes), jusqu’aux recharges les plus rapides.
Il a prévenu qu’on arriverait alors à plusieurs dizaines de gigawatts d’appel de puissance supplémentaire avec un calcul simpliste.
D’ailleurs, le document intitulé « La mobilité électrique : en route vers la transition énergétique », mis à disposition par Enedis, évoque, pour seulement 1 million de VE qui feraient le plein de leurs batteries simultanément, un appel de puissance de 22 ou 40 GW, soit 22 et 40% de la puissance totale disponible du parc de production français, pour des scénarios respectifs de recharge 100% accélérée et 100% rapide. « Il n’y a aucune raison que les actions de recharge soient toutes synchrones. Pour un parc de 4,5 millions de véhicules, la contribution à la pointe du soir, va plutôt être de l’ordre de 5 GW », a-t-il modéré.
…à 3 GW…
Pourtant, le directeur du département Marchés chez RTE estime qu’avec un pilotage efficace des recharges, en 2030, les besoins à mobiliser pour couvrir l’appel de puissance supplémentaire ne devraient pas excéder 3 GW.
« Dans nos modèles, on va considérer que la recharge des véhicules électriques peut être pilotée, et panachée entre différents modes, – lent, accéléré, rapide -, et surtout différents types », avance-t-il. Si l’on imagine spontanément le scénario dit de « charge naturelle » qui consiste à faire démarrer l’opération dès que l’utilisateur arrive chez lui et branche sa voiture électrique sur le secteur, il n’est pas plus compliqué d’imaginer une incitation financière à la différer.
Simple, mais efficace, selon lui. Ainsi « un asservissement à un signal tarifaire, comme l’eau chaude sanitaire avec le déclenchement automatique des chauffe-eau la nuit ». Il chiffre : « En panachant 60/40, entre naturelle et pilotée, on serait plutôt à 3 GW d’appel de puissance supplémentaire en 2030 ».
…à beaucoup moins encore
Dans ses scénarios avec pilotage de la recharge, pour un appel de puissance supplémentaire qui serait restreint à 3 GW, Thomas Veyrenc a inclus le recours à des technologies plus fines de pilotage, avec des « batteries intelligentes », et « une communication bidirectionnelle entre le véhicule, la batterie et le réseau, avec ce qu’on appelle parfois le ‘vehicle to grid’ ».
Le document réalisé par Enedis chiffre, par tranche d’un million de véhicules électriques, une part de 0,5 % de la consommation totale française en électricité. Et concernant le V2G, « la puissance stockée cumulée d’un million de batteries des véhicules électriques représenterait environ 3,5 GW, soit 3,5 % de la puissance disponible totale ». Le directeur du département Marchés chez RTE ne s’est pas arrêté au strict cadre de la mobilité électrique lors de son intervention à l’Assemblée nationale.
Il a tenu à croiser le surplus d’appel de puissance qu’elle pourrait provoquer, avec une baisse notable envisagée par ailleurs. Le besoin de 5 GW pour la mobilité électrique, selon lui, ne se traduit « pas forcément par des moyens qu’il va falloir construire en plus ». Et justement, « 5 GW, c’est par exemple l’éclairage public et résidentiel », illustre-t-il. D’ici 2030, les besoins en électricité pour ce groupe de consommateurs devraient baisser de moitié, selon ses estimations.
Poussons plus loin le raisonnement
L’éclairage public et résidentiel serait-il le seul domaine où l’on peut s’attendre à des baisses de consommation électrique ? Avec des maisons de mieux en mieux isolées, ne doit-on pas imaginer que le chauffage pourrait aussi enregistrer des baisses importantes de la demande en énergie ?
Si l’on voulait prendre le problème avec comme seule issue possible l’intégration de 4,5 millions de VE sans augmenter les chiffres de production, consommation et puissance du parc électrique, sans doute pourrait-on y arriver. Il y a cependant un enjeu supplémentaire : faire croître simultanément la part des sources renouvelables dans le mix énergétique, en accompagnant la fermeture de centrales nucléaires et en réduisant l’impact sur l’environnement des installations thermiques fossiles.
Scénario négaWatt
En commentaire de leur troisième version de leurs scénarios énergétiques, les experts de l’association négaWatt estiment que notre consommation globale pourrait être divisée par deux « tout en maintenant un haut niveau de service ». Actuellement, l’électricité et le chauffage des logements et des bureaux représentent 42% de l’énergie grillée dans notre pays.
Leur document souligne les gains potentiels dus à une meilleure efficacité à la production comme à la consommation. Il montre aussi qu’il serait possible de fermer le dernier réacteur nucléaire en 2035, le pétrole importé étant, lui, réservé à des usages non énergétiques. Tout cela est cependant fortement dépendant des politiques publiques qui seront poursuivies. Déjà de grandes divergences pointent dans les programmes annoncés par les candidats aux élections présidentielles. Les gouvernements qui se succèderont jusqu’en 2030 et après voudront-ils bien s’inquiéter des travaux de négaWatt ?
EnR et VE : un développement lié ?
Dans ses scénarios pour la modération du surplus d’appel de puissance en début de soirée, du fait du développement de la mobilité électrique, avec à nouveau un gain important sur la consommation, Thomas Veyrenc imagine un système « qui permettra de traiter les questions de flexibilité qui sont associées à l’intermittence des EnR, donc d’avoir une bonne compensation entre les phénomènes de recharge et les injections d’électricité qui viennent des énergies renouvelables ».
De plus en plus de réseaux exploitent ces dernières : Béa35 avec la coopérative Enercoop, Corri-Door avec EDF, le couloir de la CNR le long du Rhône, Bluely avec la CNR, des superchargeurs Tesla, etc.
Depuis les batteries
L’association entre les véhicules électriques et les énergies renouvelables se fait de plus en plus évidente. Au-delà de toute idéologie, il y a une raison essentielle à cela : les batteries des VE, en seconde vie ou encore embarquées dans les véhicules, sont à la base des architectures V2G, V2B et V2H, qui branchent ces engins au réseau, aux bâtiments ou à la maison.
S’appuyant sur des batteries de Leaf, de préférence en récupération, le dispositif xStorage Home lancé par Nissan en France en fin d’année dernière se charge aux heures creuses pour une restitution, par exemple, lors des pics de consommation, éventuellement de façon rémunérée quand il s’agit de soutenir le réseau. « Connectée à une source d’alimentation électrique résidentielle et/ou à des sources d’énergie renouvelables comme les panneaux solaires, cette unité offre une flexibilité qui pourrait bien révolutionner la façon dont nous gérons notre consommation d’énergie », promet le constructeur japonais pour lequel l’association EnR et VE est une évidence depuis longtemps.
Entre incertitudes et convictions
Incertitudes sur la politique publique en matière d’énergie à court, moyen et long termes, sur le succès du développement des véhicules électriques, sur les économies possibles en rapport avec la consommation d’électricité, etc. Mais aussi de nombreuses technologies qui sont encore dans les cartons ou en attente de financements et applications avant de pouvoir doper les énergies renouvelables en offrant des solutions de stockage efficaces. Les batteries ne sont pas les seules à pouvoir tenir ce rôle.
Il y a aussi des systèmes qui exploitent l’hydrogène, la pression d’un gaz ou les volants d’inertie. De plus en plus d’acteurs professionnels perçoivent désormais très nettement le lien entre les VE et les EnR. En revanche, aujourd’hui, il est clairement impossible de poser avec certitude des chiffres autour de l’impact des premiers sur le mix français. Ils seront peut-être en réalité de l’ordre de la moitié, du double, ou du triple des valeurs calculées ! Pourtant, la multiplicité des scénarios peut aider à bien préparer le terrain. En envisageant le pire probable, on écarte le risque d’être à un moment débordé par le succès de la mobilité électrique. L’écueil à éviter : que les médias manient ces projections pour ruiner l’image des VE !
Bonjour, il me semble que personne n’a évoqué la TAXATION (TICPE, ex TIPP) des produits énergétiques. Il faut prévoir que si une immatriculation sur deux concernera bientôt la voiture électrique (hypothèse), dans ce cas, le manque à gagner pour l’Etat sera encore plus énorme. Donc je suppute que l’empressement de placer partout des capteurs communicants Linky chez les particuliers a pour but de généraliser, ensuite, les tarifs différenciés (car Linky sait reconnaitre la destination des kWh distribués, en communicant dans le réseau particulier via l’injection de son CPL) : quand vous ferez le plein de kWh pour votre batterie, vos kWh seront taxés plein pot, quelque soit l’heure choisie, à peu de choses près. Ce n’est pas par hasard que la TIPP a disparu, non ?
A moins de doubler la taxation sur les produits pétroliers dans ce registre… Mais c’est peu probable. Evidemment pour l’instant, on hameçonne les clients, croyant faire de grosses économies (tant que tient leur batterie), mais l’avenir est certainement moins rose.
Consommation électrique optimisée : ayant eu à changer mon chauffe-eau (200 l, beaucoup trop, maintenant seul), j’ai opté pour un chauffe-eau de 30 l, que je mets en marche à la demande (chauffe 12mn). Quand j’aurais décidé de m’équiper en panneaux solaires, ce sera OK !
Idée possible : tout VE branché à un lampadaire (idée anglaise) occasionnerait la coupure d’un lampadaire sur deux dans la rue !
Pour le nucléaire, il ne faut pas oublier les avancées possibles sur la fusion (propre) !
La DONNE électrique mondiale pourrait changer sous peu !
LA FUSION NUCLÉAIRE semble pouvoir sortir de son impasse d’instabilité des tores de plasma (Tokamak) et des grignotages brûlants des parois, rédhibitoires qu’ils provoquent :
– https://scienmag.com/discovered-a-quick-and-easy-way-to-shut-down-instabilities-in-fusion-devices/
Le problème principal pour les fournisseurs d’électricité est le lissage de la demande. Mettre en service une nouvelle source et puis l’arrêter coûte cher. Les VE pourraient être un formidable outil de lissage. Par un système de bonus-malus on encourage tous les conducteurs de VE de se brancher à chaque occasion. La mise en charge réel serait commandée à distance par un algorithme qui utilise le nombre de VE connectées, les habitudes de chaque conducteur, et toutes les autres demandes sur le réseau. Sans doute les techniques de Big Data pourraient fournir une solution adéquate. Et pourquoi ne pas utiliser la charge combinée de toutes les VE branchés sur le secteur pour réinjecter de la puissance aux moments de très forte demande ? Plus le parc de VE est grand, plus l’effet de lissage serait efficace.
Je m’étais amusé à faire des projections jusqu’à 2020 à partir des chiffres 2016. C’est marrant, en étendant mes projections en 2030 sur les mêmes taux de hausse chaque année de 2020 à 2030 car me donne 3.6 M. pour les VE et 850 000 pour les VEHR, soit …4.5 M.
Ce que je remarque, c’est que TOUTES les bornes ‘ultra rapides’ de demain présentées ( J’insiste lourdement sur le TOUTES ) et certaines rapides déjà commercialisées (evtronic) font appel à des batteries tampon et a charge réseau max n’a donc rien à voir avec la puissance crête des bornes.
Donc c’est un plaisir toujours renouvellé que de decouvrir des journalistes qui évoquent cette solution comme quelque chose à réfléchir pour l’avenir. C’est déjà la base de la borne rapide déployée sur nos propres autoroutes ( les evtronic de corridoor) ainsi que dans certaines agglo comme Bordeaux et les 150 et plus présentées ne se conçoivent pas sans ce lissage de charge…
Le futur des réseaux électriques est la décentralisation totale. J’avais fait un article sur mon site: http://energie.seb-closs.fr/electricite-decentralisee/
4.5 M de voiture parcourant en moyenne 15 000 km par an et ayant une consommation moyenne de 20 kW/h aux 100 km, cela fait un besoin 13 500 GW/h soit en moyenne 37 GW/h par jour. on peut estimer des maximums journaliers à 50 GW/h et des minimums à 20 GW/h par jour. en prenant le maximum 50 GW/h journalier cela donne un besoin horaire de 2 GW.
Dans l article, le besoin moyen est de 3 GW horaire avec des pics à 5 GW. ce qui semble juste en étalant la charge sur une plage horaire de nuit.
Philippe
Ton article est sérieux et constitue une bonne base d’échanges. Hélas, comme souvent sur les forums, beaucoup de HS qui détournent de l’objet initial.
Pour avoir fait partie de cette table ronde j’ai trouvé l’intervention de T Veyrenc positive.
J’aurais aimé prolonger les échanges avec lui mais cette table ronde était « formatée » et les prises de parole sous contrôle…
Tu as raison notre vision de l’évolution du marché du VE est pleine d’incertitudes. Pour les toutes prochaines années je ne vois aucun risque se profiler sinon un peu d’embouteillage aux bornes…
Le représentant de RTE a bien insisté sur les vertus du foisonnement. Ici je lis des affirmations inexactes dans les commentaires. Tous les VE de nouvelle génération contrairement aux précédents ne se rechargent plus quotidiennement pour les usages principaux domicile travail de 30 km en moyenne, croyez mon expérience et c’est un facteur bénéfique pour contenir l’appel de puissance.
Toutes sortes de solutions techniques sont possibles et on gèrera tout ça sans difficultés .J’ai juste une interrogation comme Alain Leboeuf, président du SyDEV, c’est la grande migration estivale, comment on gèrera les charges massives, pas nocturnes celles là !
Si vous avez des idées…oui c’est intelligent de mettre les VE sur des trains pour des grandes distances, je n’y vois que des avantages.
Poursuivons le débat !
Il n’y a pas de problèmes, il n’y a que des solutions. Si lors de chaque avancée, on en avait considéré que les inconvénients, on serait encore au Moyen-Age !
« Avec des maisons de mieux en mieux isolées »
Quand on voit la part très faible de logements en A dans les annonces immobilières, on se dit qu’il y a matière à travailler là-dessus.
Combien d’intervenants sur ce site ont travaillé sur leur logement pour l’améliorer ?
Quand on a un véhicule électrique, donc un stationnement pour pouvoir le recharger et qu’on compte sur le réseau pour le recharger, on devrait montrer l’exemple en réduisant la consommation de pointe.
Bonjour,
L’éclairage public : si l’on généralise la coupure entre 1H00 et 5H00 du matin, on doit pouvoir charger un paquet de batteries de V.E..
Gain estimé en Euro, pour une commune de 12.000 habitants et 80 km de rues : environ 50K€ par an pour cette commune.
Bref, il y a de la marge. ET beaucoup de commune ont déjà commencé.
Très bon article, objectif et exhaustif, bravo et merci.
Negawatt commence à gagner en visibilité, et j’espère que les constructeurs automobiles vont s’amuser, comme Hyundai, à nous concocter des VE de plus en plus sobres en électricité. Il y a plein de points sur lesquels on peut jouer : rendements du moteur, de la batterie, des chargeurs, aérodynamisme, pneus, masse du véhicule et en particulier de la batterie… On peut aussi (c’est mon dada) penser à acheminer les voitures sur les trains pour les longues distances (ce qui devrait déjà se faire avec les VTh)… C’est autant les économies d’énergie que la transition du réseau de distribution qui participent à la solution de ce « problème ».
Sans compter l’énergie électrique économisée par le non-raffinage de pétrole…
http://gatewayev.org/how-much-electricity-is-used-refine-a-gallon-of-gasoline
En 2030, nous prévoyons environ 12% de pur VE et 39% de VEHR, le reste en thermique (non rechargeable). Comme le parc d’ici-là atteindra environ 40Mu, le pur VE fera bien les 4.8Mu et les VEHR 15.6Mu. Effectivement, tous ne vont pas charger à pleine puissance en même temps, mais quand-même, il est fort probable que vers 18-23H (après la rentrée du boulot et des courses), les gens branchent leur prise. Et les premiers chargeurs ne seront pas si « intelligents » pour un panachage du pic de la demande sur le réseau. Il y donc bien une crainte fondée.
Après combien cela peut bien tirer effectivement sur le réseau ?
Prenons pour tout ce monde, une simple charge lente à 3.2kW pendant 2h (la conso du jour) sans gestion intelligente, avec les rendements cela ferait déjà un pic vers 19H de 66GW (40 EPR en pleine bourre), sinon avec des demandes différées sur 12h, cela ferait près de 11GW d’appel sur le réseau, (soit 7 EPR). Nous voyons que ce sujet fera effectivement travailler le réseau de distribution fortement, y compris jusqu’au coin de votre rue de par le transfo devant passer de 250kVA à 380kVA pour cette nouvelle demande d’électricité. Et comme d’ici-là on va fermer des réacteurs, nous pensons qu’en 13 ans à peine nous n’y arriverons pas à les remplacer simplement par des EnR sans stockage efficace ! Une crise énergétique électrique est donc à préparer dès aujourd’hui …
§
Quand on sait qu’il y a 5000 sites en autoconsommation d’EnR en France dont 2200 en consommation totale sans valorisation du surplus, combien d’intervenants sur ce site sont dans ce cas ?
Quand on a un véhicule électrique, on a un stationnement pour pouvoir le recharger, donc on peut installer des panneaux en autocommation et consommer l’électricité produite.
Allez montrer l’exemple.
Si la progression du VE est plus forte qu’attendue, ça incitera même à d’avantage de moyens de prod ENR et le réseau suivra. Les charges rapides sont marginales et avec batterie tampon l’impact sur le réseau minime. Tesla a déjà déployé des dizaines de stations de 1MW avec enedis sans problème et ils comptent en doubler le nb d’ici 2 ans …
L’équation est pourtant simple: Soleil + capteur + stockage = indépendance énergétique.
Certes, ça va prendre du temps (très certainement une centaine d’année pour qu’on puisse parler de vrai indépendance énergétique) mais il n’y pas vraiment d’autre alternatives.
Avantage: le soleil est une source d’énergie illimitée (sauf en cas d’hivers nucléaire mais là on aura d’autres chats à fouetter)
Inconvénient: on a, pour le moment, toujours besoin de beaucoup de métaux rares pour utiliser / transformer / stocker cette énergie.
En tout cas, je ne pense pas du tout que le boom de l’électrique posera un quelconque problème de production électrique SI les énergies renouvelables suivent la courbe de progression pour combler la demande et remplacer à terme notre production nucléaire.
Etant donné que: “Les prévisions sont difficiles, surtout lorsqu’elles concernent l’avenir.”
Il serait prudent de donner une fourchette pour le nombre de VE en 2030, peut être entre 2 et 10 millions. Selon la baisse des coûts, l’augmentation de l’offre, et des infrastructures, et le prix du pétrole, le marché du VE peut fortement accélérer ou pas.
Après on ne sait jamais posé ce genre de questions pour les autres équipements électrique dont se sont doté les menages Français au fils des ans.
Donc le reseau s’adaptera au VE comme il l’a toujours faits pour les autres appareils électrique, dont certains sont tout aussi, voir plus énergivore que le VE. Sans compter que le VE a un avantage sur tous les autres (ou presque) c’est que le moment ou on l’utilise est différent du moment ou il tire sur le reseau, ce qui fait qu’on peut choisir le moment idéal pour le recharger.
En effet il serait vraiment présomptueux d’annoncer quelques chiffres que ce soit pour 2030! Il n’est pas interdit de penser que le développement de la pile à combustible sera beaucoup plus rapide que celui du VE, au vu de l’intérêt des industriels et des pouvoirs publics… Et d’autres technologies verront bien entendu le jour d’ici là
Les moyens de production EnR pourront se développer grâce aux capacités de stockage « gratuites » des VE. En retour, les VE ont besoin des ces moyens supplémentaires de production.
Quand on parle de « l’impact » des VE sur le réseau, il reste toujours une pointe de reproche sur la « culpabilité » du VE dans sa capacité à tout faire disjoncter.
Bizarrement on ne reproche pas trop au chauffage électrique de se comporter de façon pire encore puisqu’il n’est pas possible de différer son fonctionnement lorsqu’on veut avoir chaud en début de soirée.
Mais c’est quoi un gigowatt à la fin ?
Au delà du million de VE en service , il faudra ajouter le même niveau de TICPE/TVA que sur le carburant liquide soit environ 0,20€ de TICPE/TVA par kWh … ce qui va beaucoup impacter le marché et laisser de beaux jours aux carburants liquides.