Electrification des véhicules: quel impact sur le réseau électrique?

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1 Electrification des véhicules: quel impact sur le réseau électrique? Dominique Gabioud Assemblée générale e-mobile Sion, 25 août

2 Plan de la présentation Quelques chiffres Contraintes du réseau électrique Equilibre Energie et équilibre Puissance Infrastructure pour le déploiement de véhicules électriques Opportunités pour le réseau électrique Contribution possible des écoles d ingénieurs 2

3 Quelques chiffres Consommation totale d électricité en Suisse en ,5 milliards de kwh/an Voitures de tourisme en Suisse à fin 2009 Environ 4 millions de voitures en circulation à fin 2009 Environ voitures mises en circulation chaque année Kilométrage moyen : km / an Voiture électrique Mistubishi i MiEV Capacité de la batterie : 16 kwh Autonomie annoncée :160 km Consommation : 0,10 0,16 kwh/km net Temps de recharge à 230 V : 6 7 heures Temps de recharge rapide (80 % de la capacité) : 30 minutes 3

4 Equilibre du réseau électrique PRODUCTION Equilibre Energie temps Equilibre Puissance Stockage temps Production + Stockage CONSOMMATION 4

5 Véhicules électriques 100 % des voitures de tourisme neuves en Suisse sont des i MiEV : +1,2 % / an pour la consommation électrique globale 100 % des voitures de tourisme en Suisse sont des imiev : +18 % pour la consommation électrique globale Equilibre Energie Equilibre Puissance temps Energie totale consommée modeste En valeur relative Consommation principalement nocturne Peu de problèmes de surcharge temps 5

6 Voitures électriques Intérêts de la société Moins d émission de C02 Plus d efficience énergétique Moins de dépendance des énergies fossiles Moins de pollution directe Infrastructure de distribution du courant suffisante Et pourtant toujours très peu de voitures électriques! Seules les limitations liées au réseau électrique sont considérées 25 août

7 Le propriétaire d une voiture électrique veut avoir la possibilité de recharger les batteries à la maison, au travail, dans des lieux publics Standardisation de l interface véhicule station de recharge Recharge normale, recharge rapide Connecteurs, câbles, circuits de protection Déploiement de stations de recharge disposer de procédures unifiées pour la recharge Payer de manière uniforme Réserver une station de recharge banalisée Etre informé de l état de la recharge Connaître la quantité d énergie chargée et son coût 25 août

8 Station de recharge «Park & Charge» Une approche simple et robuste «Low tech, low cost» Les abonnés disposent d une clé pour accéder à la borne de recharge Abonnement annuel forfaitaire, énergie comprise «Park & Charge» paie l énergie au propriétaire de la station Indépendante des électriciens Scalable pour un public large? Esprit de pionniers et mentalité «club» des utilisateurs 8

9 Station de recharge Institut Station de recharge évoluée Connexion avec le fournisseur d énergie pour l enregistrement de la transaction Energie Bluetooth Voiture Standards nécessaires! Information Affichage d information sur l écran de la voiture Electronique embarquée Disponibilité large Coûts faibles Identification du courant maximal disponible à la station Identification du véhicule et des niveaux de tension supportés Monitoring de l énergie transférée 9

10 Modèle monopolistique Institut Modèle commercial pour les stations de recharge banalisées Courant vendu par le Gestionnaire du Réseau de Distribution local modèle libéralisé, ou Chaque conducteur a un fournisseur d énergie unique, quelle que soit la station utilisée organisation tierce Courant acheté «en gros» par le propriétaire de la station et revendu «au détail» Dans les 3 cas, système d information complexe à mettre en place Un point de connexion - Facturation multiple 10

11 Processus de recharge Trouver le meilleur compromis entre fonctionnalité étendues et coûts faibles Système extensible pour demain et bon marché pour aujourd hui Approuver et déployer des standards au niveau européen / mondial Nombreux acteurs : «électriciens», constructeurs de voitures, autorité nationale de régulation, société de prestation de services 11

12 Equilibre Energie Consommation totale en Suisse : +1.2 % / an entre 1999 et 2009 Pompe à chaleur Corrélation consommation de courant-niveau de vie Production en Suisse : -0,2 % / an entre 1999 et 2009 Nouvelles unités de production distribuées Pas de nouvelles grandes centrales Risque de déséquilibre aussi sans véhicules électriques! Equilibre Energie temps 12

13 Equilibre Energie Besoin : Augmenter la production Sources d énergie renouvelables : Oui, mais capacités limitées Centrales nucléaires Centrales à gaz Compensation des émissions de CO2 en Suisse Equilibre Energie temps 13

14 Compensation du CO2 par des véhicules électriques Le remplacement d une voiture thermique par une voiture électrique réduit les émissions de CO2 Institut Equilibre Energie temps Une piste pour la compensation de CO2 nécessaire à la construction de nouvelles centrales à gaz? Source : eurelectric / Alpiq 14

15 Equilibre Puissance Flexibilité Pilotage de la production et/ou stockage et/ou pilotage de la charge Equilibre Puissance temps Pilotage de la production Stockage Energie éolienne peu planifiable Suisse Véhicules électriques? Pilotage de la charge (consommation) Télécommande centralisée pour le délestage de processus thermiques Tarifs dynamiques Véhicules électriques? 15

16 Flexibilité de la charge La flexibilité de la charge a une valeur commerciale : Consommation à des moments où le prix du courant est plus bas Bourse de l énergie Minimisation de l énergie d ajustement pour un groupe bilan Energie consommée sur un ¼ heure = Programme prévisionnel Prestation d énergie de réglage pour Swissgrid : Régulation (secondaire) / tertiaire : modification de la charge à la demande de Swissgrid Les voitures électriques sont des consommateurs flexibles La voiture doit être rechargée à une heure donnée Avec mais aussi sans renvoi d énergie sur le réseau «Cerise sur le gâteau» : Equilibre Puissance Valorisation de la flexibilité est un plus, mais pas indispensable dans une première étape temps «Vehicle to Grid (V2G)» 16

17 Information Institut Exploiter la flexibilité des voitures électriques Un système d information complexe à mettre en œuvre! A intégrer dans une vision «smart grid» Profiter d un design «feuille blanche» Energie E-car E-car E-car E-car E-car Demandes Swissgrid pour énergie de réglage Etat instantané du groupe bilan Prix de l énergie Etat de charge des voitures Abonnement des conducteurs Heure d arrivée des conducteurs 17

18 Le rôle des écoles d ingénieurs FORMATION DE BASE : Former des ingénieurs capables de : Contribuer à la recherche et développement sur des éléments dans et autour de la voiture électrique Dimensionner et déployer des systèmes voitures / station de recharge dans ses dimensions Energie et Information En Valais : Culture technique large et interdisciplinaire Filière avec une spécialisation dans un domaine technologique Orientations «Infotronics», «Power and Control» et «Design& Materials» 18

19 Le rôle des écoles d ingénieurs SOUTIEN À L ÉCONOMIE: Collaborer avec les entreprises pour la recherche et développement sur des éléments dans et autour de la voiture électrique la planification, le suivi et l évaluation de pilotes En Valais : Energie comme domaine d application privilégié Electronique de puissance : recharge sans contact par induction avec transfert de données, conversion électronique d énergie Metering et systèmes d information: communication appareils - systèmes informatiques - téléphone mobiles, architecture de communication pour smart metering et smart grid 19