Projet de conception et management des mobilités innovantes

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1 Master Transport et Développement Durable Projet de conception et management des mobilités innovantes Mise en place d'un service de recharge rapide sur corridor autoroutier Bilan opérateur Présenté par: ABDELNOUR Rita IORDANESCU Loredana Juin 2014

2 Table des matières 1. Introduction Choix de la borne: Choix de l'emplacement des bornes: Explication des données de base:... 4 a) Borne... 4 b) Electricité... 5 c) Trafic... 5 d) Subventions... 5 e) Choix de la tarification... 5 Autres couts: Scénarios... 6 a) Scénario 1:... 6 b) Scénario 2:... 6 c) Scénario 3:... 7 d) Scénario 4:... 7 e) Scénario 5 :... 7 f) Scénario 6 : Occupation des bornes Calcul des émissions de CO2 évitées... 8

3 1. Introduction "Avec le Grenelle de l environnement, le Gouvernement a fait du développement des véhicules «décarbonés» (véhicules rechargeables, 100% électriques VE - ou hybrides rechargeables VHR -) une priorité importante de sa politique de réduction des émissions de gaz à effet de serre. " (Livre Vert) Ainsi, afin de faciliter le déploiement du véhicule rechargeable, il faut d'abord mettre en place l'infrastructure qui lui est nécessaire. Le but de l'emplacement des bornes est de rassurer les acheteurs potentiels qu'ils pourront faire de longues distances avec leurs vehicules électriques, ainsi que les conducteurs de vehicules à batteries de faire de longues distances puisque la recharge est possible partout en chemin en un temps de très réduit, surtout pour les conducteurs qui font de longues distances quotidiennement. De plus, un conducteur de véhicule à batteries peut désormais gérer les déplacements imprévus en toute facilité, même s'il n'a pas rechargé sa batterie à l'avance.

4 2. Choix de la borne: Après avoir regardé les différents types de bornes, nous avons choisi de déployer les bornes de type CHAdeMO qui sont compatibles avec la majorité des véhicules électriques et supportent des recharges à courant continu ou alternatif. De plus, il y a déjà environ 1181 bornes de ce type déployées partout en Europe, dont 114 en France. En regardant de plus près sur le site de DBT, nous avons trouvé deux bornes vendues de ce type et intéressantes: la borne 'Universal Quick Charger' compatible avec tous les types de véhicules électriques et la borne 'Quick Charger AC-DC', compatible avec un grand nombre de véhicules électriques déployés en France comme la Nissan Leaf, Renault Zoe, Citroen C-Zero, Mitsubihi i- MIEV, ou la Smart Fourtwo. La charge rapide se réalise sur une prise CHAdeMO. Il faut environ 30 minutes pour charger 80% de la batterie. La borne peut n'avoir qu'une prise de courant continu ou deux prises: une de courant continu et une autre de courant alternatif. La puissance de la charge rapide est de 50kW et l'intensité maximale est de 125 A en courant continu alors que la puissance est de 43 W et l'intensité de 63 A en courant alternatif. 3. Choix de l'emplacement des bornes: Nous avons choisi de placer nos bornes sur une autoroute qui relie Paris à une autre grande ville, pour encourager les adeptes du véhicule électrique à rouler aussi sur l'autoroute. Ainsi, nous essayons de montrer que le véhicule rechargeable peut être utilisé ailleurs qu'en région urbaine. Par ailleurs, nous avons choisi l'autoroute A1 qui relie Paris à Lille car c'est une autoroute très fréquentée, donc notre business bénéficiera d'un plus grand nombre de clients. De plus, la distance totale entre les deux grandes villes est de 220 km, ce qui implique deux à trois arrêts pour la recharge, soit un temps de recharge acceptable. Nous avons aussi choisi d'implanter nos bornes dans des stations-services, car nous bénéficions ainsi de subventions de l'etat. Les mesures de sécurité prises en compte pour l'installation des bornes dans les stations-services seront inclues dans le coût de l'installation. 4. Explication des données de base: a) Borne D'abord, nous avons décidé de placer des points de charge tous les 20 à 30 km de chaque côté de l'autoroute, donc 2x8 points de charge sur les 220 km, soit 16 points de charge au total, en mettant une borne par point de charge.

5 Ensuite, nous avons considéré une durée de 10 ans dans notre business plan, car celle-ci est la durée de vie d'une borne. Nous avons aussi considéré pour la borne le prix moyen de euros. Nous avons aussi pu obtenir le cout de l'installation et du raccordement de la borne de la borne au réseau électrique de euros par borne. De plus, nous avons vu que la maintenance était d'environ 3000 dollars au Canada, et nous avons considéré l'équivalent qui est égal à environ 2200 euros par an. b) Electricité Pour l'électricité, nous avons considéré le prix du kwh payé dans l'industrie, et qui vaut Nous avons aussi pris une recharge moyenne de 17 kwh en considérant qu'une voiture se recharge tous les 100 km. c) Trafic Sur l'autoroute A1, le trafic moyen était de véhicules par jour en Avec un taux d'augmentation du parc automobile pris égal à 0.9 %, nous avons pu obtenir le nombre d'usagers à partir de En procédant de même pour le parc automobile total, qu'on connait en 2012, nous avons obtenu le parc prévu pour Pour le parc de voitures rechargeables nous avons regardé les ventes en 2014 et nous avons supposé qu elles augmenteront jusqu à voitures. En prenant en compte la part des voitures thermiques qui empruntent l A1 chaque jour, nous avons estimé le total des voitures rechargeables qui pourront circuler sur l autoroute. Mais considérant le fait que toutes les voitures ne font pas le trajet Paris-Lille, nous avons pris seulement 25 % des voitures. d) Subventions Pour les subventions, l'ademe a couvert jusqu'à 50% des coûts de l'infrastructure pour le déploiement de bornes de recharge rapide en Bretagne. Nous avons alors supposé pouvoir obtenir 50% et nous avons considéré ensuite différents scénarios. De même, suite à la publication du Livre Vert, l'etat propose de couvrir 30% des couts de l'investissement. De plus, en Vendée, Nissan a assure 60% du coût des bornes dans un partenariat avec les collectivités locales pour déployer la charge rapide. e) Choix de la tarification En observant les tarifications qui ont été mises en place ailleurs, nous avons trouvé qu'il y avait deux types de tarifications. En Bretagne, les recharges rapides ont été tarifiées à 5 la recharge. Alors que sur l'autoroute A6, la recharge était gratuite les deux premières années, puis elle serait fixée à 7. Nous avons pris pour scenario de référence la tarification de 5 des la première année, mais nous avons aussi considéré l'autre cas dans nos scénarios.

6 Autres couts: Nous avons pris en compte dans nos couts la location d un bureau localisé à Paris et le coût de la fourniture nécessaire. En ce qui concerne la publicité, nous avons choisi de louer des panneaux publicitaires placés sur différentes autoroutes. De plus, nous avons mis en place des panneaux de signalisations pour les stations services qui sont équipées de bornes de recharge rapide 15 km avant chaque arrêt. Après la mise en place des bornes, toutes seront mises dans l application Chargemap qui existe à l heure actuelle et qui contient toutes les bornes disponibles en France. 5. Scénarios a) Scénario 1: Le premier scénario est le scénario de référence. Il contient toutes les données présentes jusqu à présent. VAN 2,006, TRI % IP b) Scénario 2: Dans le scénario 2, on considère que les véhicules hybrides ne s'arrêtent pas pour se recharger, donc notre clientèle se limite aux conducteurs de véhicules électriques. On prend pour hypothèse qu'il n'y a que 25% des véhicules qui sont électriques. VAN -1,377, TRI 74.04% IP Comme la VAN est négative, le projet ne semble pas rentable. Nous avons regardé alors le petit équilibre: VAN -689, TRI 33.32% IP On remarque donc que même pour le petit équilibre, le projet reste non rentable.

7 c) Scénario 3: Dans le scénario, on considère le cas de l'autoroute A6 sur laquelle la tarification est gratuite les deux premières années et elle vaudra 7 ensuite. VAN 2,511, TRI 38.42% IP d) Scénario 4: Le scénario 4 va contenir les mêmes informations que le scénario de référence sauf la prise en compte de subventions. Après avoir calculé les coûts nous arrivons aux résultats qui sont présentés ci-dessous : VAN 1,486, TRI 37.69% IP Si nous faisons une comparaison avec les résultats du scénario de base nous observons que la valeur actualisée nette est plus petite et les TRI également ce qui veut dire que le projet est moins rentable. e) Scénario 5 : Pour ce scénario nous allons prendre en compte seulement les subventions de la part de l Etat de 30 % du cout d infrastructure de la borne. Comment on peut voir on obtient une VAN sensiblement plus grande que dan le scénario sans subvention mais toujours plus petite que dans le scénario de référence. VAN 1,602, TRI 47.05% IP f) Scénario 6 : Le dernier scénario c est celui où nous avons seulement changé le taux d actualisation qui était dans le cas du scénario de référence de 4% et que nous avons pris égal à 10 % en considérant que le projet a un niveau de risque élevé. Toutes les autres données sont restés pareilles. Le résultat est présenté dans le tableau suivant : VAN 1,387, TRI % IP 1.481

8 Les deux tableaux montrent l évolutions de la VAN et du TRI pour chaque sénario. 6. Occupation des bornes Pour vérifier que les bornes sont à la fois suffisantes pour les utilisateurs et rentables pour l'opérateur, nous avons calculé le temps d'occupation d'une borne. Pour cela, nous avons supposé que les deux premières et deux dernières bornes auront un taux d'utilisation de 30% et les quatre bornes du milieu seront occupées par 70% des voitures. De plus, sur le trajet Paris-Lille qui fait 220 km de long, nous avons pris pour hypothèse que chaque voiture s'arrêterait deux fois environ pour des recharges moyennes de 20 minutes. Nous avons donc calcule un temps d'occupation des bornes du milieu de 16 heures, soit un revenu par borne de 241 /jour alors que les autres bornes ne seraient occupées que 7 heures par jour, pour un apport de 104 /jour. 7. Calcul des émissions de CO2 évitées Par la suite, nous avons regardé le gain que nous pourrons avoir en ce qui concerne le CO2. Les graphes sont rapportés à nos 138 voitures qui sont supposées emprunter l autoroute Paris-Lille. Nous avons pris en compte qu une voiture à essence émet 115 gc02/km et nous avons multiplié avec la distance parcourue sur l A1 de 220 km. Le graphe ci-dessous nous montre les émissions totales des 138 voitures et les émissions de voitures électriques pour une consommation moyenne de 17 KWh/100 km et en tenant compte du mix énergétique de la France qui contient 65 gco2/kwh électrique. Nous apercevrons qu on pourrait avoir un gain de 1600 tco2/an si on roulait en véhicules électriques au lieu des thermiques.

9 Après nous avons regardé les émissions qu on pourrait éviter si, à la place de 138 voitures thermiques nous avions des voitures hybrides. Celles-ci émettent en moyen 78 gco2/km et donc on arrivera à un gain de 856 tco2/an comme le montre le graphe suivant. En dernière étape, nous avons comparé les émissions des voitures thermiques avec un mélange entre les voitures électriques et les voitures hybrides. Nous avons supposé dans nos calculs qu on aura 100 voitures hybrides et 38 électriques. Les émissions de chaque type de voitures ont été présentées ci-dessus. Dans ce cas, notre gain en termes de CO2 va être de 1063 tco2/an.